年产3000吨磷酸铁锂正极材料项目可行性实施方案

1、 .wd. .wd. .wd.年产3000吨磷酸铁锂正极材料工程可行性研究报告1 总论1.1 概述1.1.1工程名称、主办单位、企业性质及法人工程名称：年产3000吨磷酸铁锂正极材料工程工程承办单位名称：*建设地点：乌兰察布市集宁区高载能工业园区企业性质：企业法人：万水田1.1.2可行性研究报告编制单位、证书等级可研报告编制单位：*古轻化工业设计院有限责任公司证书等级：甲 级证书编号：工咨甲105200700151.1.3 可行性研究报告编制的依据和原那么(1)编制依据*提供的基础资料。?投资工程可行性研究指南?国家有关部门的标准、标准。(2)编制原那么贯彻可持续开展战略，坚持安全生产与环境保

2、护并重的原那么。工程建设方案要高起点，积极采用国内外先进技术，做到工艺技术及设备先进、可靠、成熟、具备国际竞争力。工程设计中坚持“一体化、露天化、轻型化、国产化、社会化的五化方针。编制过程中坚持“客观、科学、可靠的原那么，对工程的市场需求、建设规模、工艺技术方案、经济效益、社会效益、环境效益等进展充分调查和论证，真实、全面地反映工程的有利和不利因素，提出可供选择的建议。根据厂址条件，对工程所需水、电、人力、资金、原辅材料来源进展测算与落实。对产品方案、技术路线、资金来源等进展方案选择，提出技术上先进、可靠，经济上合理，环保措施完善的推荐方案。结合国家的有关政策、法规，按照有关部门的编制要求，对

3、建设工程做出客观的技术经济评价，对工程中尚未解决的问题，如实提出建设性的意见和建议。选用的工艺、设备、自控方案要先进、可靠，“三废排放少，做到低能耗、低污染、低本钱。提高自动化、机械化水平，保证装置安全稳定运行，减少劳动定员，减轻劳动强度。1.1.4企业概况本工程由*投资建设。*是在*古自治区乌兰察布于2009年10月注册成立的公司。它是乌兰察布市华瑞炭素有限责任公司投资的子公司，注册资金2000万，公司主营业务为磷酸铁锂材料的生产及其应用产品的生产、销售，公司定编职员60人，其中技术人员18人。公司法人代表为万水田，组织机构设置为股东会执行董事总经理，下设综合部、工程部、生产部和技术部。乌兰

4、察布市华瑞炭素有限责任公司成立于2004年，总部设在乌兰察布市集宁区，下辖“集宁华瑞炭素有限责任公司和“兴和县华瑞炭素。企业注册资金150万元，总资产2100万元，固定资产940万元，是*古地区生产炭素制品较大的专业厂家。现有职工120名，其中炭素专业硕士研究生1名，大学本科8名，大学专科12名。主要以生产炭电极、氟炭板、石墨电极和冶金材料为主，产品运销到国内河北、天津、山东、包头等20多个省、市、自治区，局部产品出口到韩国、巴基斯坦、日本、蒙古等国家和地区，取得了较好的经济效益和社会效益。2002年经*古自治区外经厅批准获得了产品自营出口权，2005年被*古自治区评为民营科技企业。1.1.4

5、 工程提出的背景及建设意义我国的电动自行车从研制开发到上世纪90年代中期小批量投放市场，及至现在的生产和销售，一直呈逐年大幅增长的势头。2000年我国电动自行车的产量为27.6万辆，2002年为58万辆，到2004年突破到100万辆，2006年起销售规模突破400万辆，2008年全国产量高达800万辆，2009年已销售1000万辆，累计产销量达3500万辆，市场容量已经到达400亿元，全国共有近700家电动自行车企业获得了生产许可证。目前中国的自行车数量为5亿辆，保守估计，其中每年2%被电动自行车取代，每辆电动自行车配一个动力电池，每个电池用1千克磷酸铁锂计算，一年所需要的磷酸铁锂正极材料将到

6、达1万吨。混合电动汽车最先主要是公交车上的应用，以全国的100个大中城市计算，共计采用混合电动汽车10000辆，每辆车车用电池使用正极材料500千克计算，一年需要正极材料5000吨。因此，保守估计，磷酸铁锂正极材料每年市场需求为2万吨。磷酸铁锂正极材料的产业化将直接带动锂离子动力电池的产业化，同时由于磷酸铁锂动力电池的重量轻，续航能力大的优势，电动自行车行业将以更高的速度增长。磷酸铁锂正极材料的产业化也将推动混合电动车的应用和推广。同时，锂离子动力电池在车用蓄电池、不连续电源、大型通信电源等方面的应用具有广阔的市场。锂离子动力电池可能采用的正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2

7、)、磷酸铁锂(LiFePO4)、锰酸锂(LiMn2O4)四种。钴酸锂价格昂贵、安全性能差；镍酸锂合成条件苛刻；锰酸锂高温下由于锰的溶解引起容量快速下降，这些材料都不能完全满足动力电池要求。目前国内从事锂离子动力电池技术研发的公司较多。其中，中信国安盟固利、天津蓝天双环，北京星恒、晶鑫以锰酸锂或钴酸锂作为锂离子动力电池正极材料，但是由于锰酸锂和钴酸锂的安全隐患，都没有实现在电动车上推广使用。磷酸铁锂价格廉价、安全性好、环境友好、适合大功率锂离子动力电池要求。国内外科研机构和锂离子电极材料厂家以及动力电池的生产厂家都一致认为，磷酸铁锂是锂离子动力电池的最正确正极材料。以它作为正极材料的锂离子动力电

8、池将为电动自行车、混合电动车提供可靠的移动能源供应。因此，磷酸铁锂成为国内外锂离子动力电池正极材料研发重点。美国和加拿大能小规模地供应磷酸铁锂，国内也有少数几家公司正在小规模产业化。以奥柯玛新能源、山东海霸、深圳雷天、河南环宇和深圳比克为代表的公司采用了磷酸铁锂作为正极材料，以该种材料开发的锂离子动力电池完全满足安全和动力要求，目前纷纷投入了大量资金正在准备大规模生产锂离子动力电池。本工程磷酸铁锂的生产工艺采用了长沙理工大学物理与电子科学学院材料科学与工程研究所的专利技术。长沙理工大学物理与电子科学学院的陈召勇博士于1999年开场磷酸铁锂正极材料实验室研究，目前实验室工作已经全部完成，各项性能

9、均处于国内领先地位。本工程生产的锂离子电池正极材料磷酸铁锂工程，符合国家产业构造调整指导目录2005年本的鼓励类中化工行业第13条，高技术绿色电池产品制造(无汞碱锰电池、镍氢电池、锂离子电池、铅酸蓄电池、燃料电池、锌空气电池、太阳能电池)，因此本工程的实施符合国家的产业政策，属于国家鼓励类工程。1.1.6 研究的范围(1)市场预测分析。(2)产品方案和生产规模。(3)工艺技术方案。(4)主要原辅材料、燃料的供应。(5)配套公用工程及辅助设施。(6)节能、节水。(7)环境保护及治理措施。(8)劳动安全卫生及消防。(9)劳动定员。(10)工程实施规划。(11)投资估算。(12)财务、经济评价。(1

10、3)风险分析。1.1.7研究的主要过程根据*目前提供的该工程的各方面资料对下述各项进展研究：(1)对产品国内、外市场进展分析和预测，对本工程自身特点的分析，确定本工程建设的必要性。(2)确定产品路线。(3)对本工程的工艺技术及建设方案进展比拟，选择适宜的生产技术。(4)根据工程投资、原材料及产品价格等各项因素对本工程进展技术经济评价。(5)提出研究结论。1.2 工程概况1.2.1 建设地点本工程选址在乌兰察布市集宁区高载能工业园区，园区内各项基础设施齐备，有利于企业开展。1.2.2 建设规模本工程充分考虑原料及产品市场、企业经济能力，拟定建设规模为：年产3000吨磷酸铁锂正极材料。1.2.3生

11、产方法将锂盐和氧化铁红按一定的比例配料，球磨枯燥后，在推板窑内于惰性气氛中加热一段时间后冷却即得到磷酸铁锂正极材料。1.3研究的简要结论本可行性研究报告简要结论如下：(1)本工程的产品方案符合国家产业政策，产品可满足市场需求，生产规模系根据原料及产品市场、企业经济能力而定，符合实际。到达了经济生产规模。(2)本装置工艺技术先进，工艺路线合理可行。(3)本工程在环境保护、劳动安全和工业卫生方面治理措施有效，可以到达国家规定的要求。(4)本工程总投资14291.59万元，财务内部收益率为税前51.87%，税后40.40%。投资回收期(税前)3.19年，(税后)3.73年。综上所述，本工程投产后经济

12、效益显著，同时具有明显的环境效益和社会效益，在技术上和经济上都是可行的，因此本工程建设是非常有必要的。1.4 主要技术经济指标序号项 目 名 称单 位数 量备 注一装置生产规模生产规模t/a3000二产品方案磷酸铁锂t/a3000三年操作时间天300四主要原辅材料用量1磷酸二氢锂t/a20002三氧化二铁t/a15303溶剂(乙醇)t/a6004特殊添加剂t/a3005包 装 袋个200000五公用动力消耗量1煤t/a2262电万kWh/a13083水t/a6492六运 输 量t/a86561运 入 量t/a46562运 出 量t/a4000七工厂定员人184八工厂占地面积公顷3.24九总 投

13、 资万元14291.591建设投资万元12832.752建设期利息万元266.793铺底流动资金万元1192.05十销售收入万元33333.33正常年份十一增值税和销售税金及附加万元2602.37正常年份十二利润总额万元7535.35平均值十三所 得 税万元1883.84平均值十四总投资收益率%45.28平均值十五财务净现值万元35226.41税前22304.71税后十六财务内部收益率%51.87税前40.40税后十七投资回收期年3.19税前(含建设期)3.73税后(含建设期)十八总 成 本万元25141.53平均值十九贷款归还期年2.82含建设期二十盈亏平衡点%43.59二十一利税总额万元7

14、747.36 平均值二十二资本金利润率%106.46 十五、全员劳动生产率万元/人年181.16 十六、资产负债率%48.82 十七、流动比率%137.65 十八、速动比率%66.21 1.5问题及建议本工程中采取的固相法生产磷酸铁锂生产技术在实验室中已取得成功， 但该生产技术目前尚无工业化生产装置，存在着较大的技术风险。因此建设单位应尽量做好工程的前期基础工作，最大限度地减少该工程的风险程度。2 市场预测分析2.1磷酸铁锂正极材料的主要用途及性能本工程生产的磷酸铁锂材料主要用作锂离子电池正极材料，目前锂离子电池主要应用于手机电池，笔记本电脑，摄像机，高档电动玩具等便携式电器，此外电动汽车和电

15、动摩托车也是潜在的巨大市场。由于磷酸铁锂电池材料具有无可比拟的优势，越来越会得到广泛地应用。它主要应用领域有：1. 大型电动车辆：公交车、电动汽车、景点游览车及混合动力车等；2轻型电动车：电动自行车、高尔夫球车、小型平板电瓶车、铲车、清洁车、电动轮椅等；3电开工具：电钻、电锯、割草机等；4遥控汽车、船、飞机等玩具；5太阳能及风力发电的储能设备；6UPS及应急灯、警示灯及矿灯(安全性最好)7替代照相机中3V的一次性锂电池及9V的镍镉或镍氢可充电电池；8小型医疗仪器设备及便携式仪器等2.2磷酸铁锂正极材料的主要优势(1)安全性极好，磷酸铁锂正极材料解决了钴酸锂的安全隐患问题，不会因过充、温度过高、

16、短路、撞击而产生爆炸或燃烧。(2)寿命超长，在室温下1C充放电循环2000次，容量保持率80%以上；是铅酸电池8倍，镍氢电池的3倍，是钴酸锂电池4倍，是锰酸锂电池4-5倍。(3)不含任何重金属与稀有金属(镍氢电池需稀有金属)，无毒(SGS认证通过)，无污染，符合欧洲RoHS规定，为绿色环保电池，获得CE认证。磷酸铁锂材料列入了国家产业构造调整指导目录中的鼓励类，成为国家重点支持和鼓励开展的工程。其他优势：(1)电池重量很轻，是铅酸电池的1/3，镍氢电池的63%；(2)电池体积小，商品设计可轻量化。是铅酸电池的2/3，也较镍氢电池体积小；(3)电池单体电压高，为3.2V，串联少，电池组可靠性高；

17、IC充放电循环次数多，3.33.0V平台容量到达93%以上；(4)放电平台稳定，可作大电流高功率充放电高倍率放电特性：10C充放电效率到达96%以上，容量保持率90%以上，可实现10C放电；(5)自放电小；无记忆效应。(6)快速充电特性优，2C快充，半小时充足95%；(7)工作温度范围宽广(-20+75)磷酸铁锂电池与传统电池性能比拟技术参数镍镉电池镍氢电池铅酸电池磷酸铁锂电池工作电压(V)1.21.22.13.2质量比能量(Wh/kg)3050508040120体积比能量(Wh/L命(1C充放电循环次数)5005004002000单位价格(RMB/Wh)361.0-

18、1.53-5单位价格/寿命(1000)6122.5-3.751.5-2.5环 保有毒略有污染有毒无毒安 全 性优秀好良好优秀2.3磷酸铁锂正极材料的国际开展状况国际上生产磷酸铁锂电池材料厂商主要有加拿大Phostech、美国A123等。加拿大Phostech Lithium公司，获得了创造者Goodenouhg教授的独家许可，首家开场生产和销售磷酸铁锂材料，原生产规模一直不大，但是在2007年到达年产900吨。美国Valence公司较早从事聚合物锂电池的生产，在发现磷酸铁锂材料的潜在市场后，于2001年前后开场磷酸铁锂锂电池的产业化生产和销售，并和中国的局部锂离子电池厂家进展合作，以OEM方式

19、生产18650圆柱电池。Valence在中国苏州建设了两个生产基地(威能和威泰)，生产磷酸铁锂材料和电池组装。美国A123公司是以麻省理工学院专利技术-离子掺杂改性磷酸铁锂技术为背景，在获得了GE和Motorola等投资人超过了一亿美元的投资后建设的。该公司将产品定位在动力高功率电池方面，而受到市场和投资人的追捧，其开展势头比拟迅猛。目前正在中国的常州和镇江建设生产基地。从这几家公司的开展可以看出，磷酸铁锂电池材料市场存在巨大的潜力，并且已经浮出水面，但要注意，A123公司与Valence公司，都是以OEM的方式和国内的一些电池厂家进展合作，并不卖磷酸铁锂材料，这制约了国内电池厂商自有技术开展

20、以及巨大的利润空间。因此中国必须研发出自己的磷酸铁锂正极材料，以免又沦为仅是锂电池加工基地的角色。2.4磷酸铁锂正极材料的国内市场现状国内磷酸铁锂的产业化开展与国际 基本同步，目前在性能、产能方面差距并不大，并且本钱比国外还低。目前市场上宣称可提供磷酸铁锂材料的厂家超过十家之多，09年3月份统计有26家电池材料厂在生产或有意向生产，其中天津斯特兰、北大先行、苏州恒正、新乡华鑫等几家企业已进入工业化生产。虽然真正具备供货能力的只为寥寥几家，但说明中国企业抓住了此次锂电池开展机遇，使中国锂电池的产业化方面进入了世界锂电池的开展行列。国内磷酸铁锂电池材料主要生产企业新乡华鑫年产200吨：方案扩产到2

21、000吨/年天津斯特兰年产200吨：方案2010年扩产到2000吨/年苏州恒正2008年实现年产500吨北大先行年产60吨苏州威能和威泰(美国valence公司分公司，扩产)镇江高博(美国A123公司分公司，正在建厂扩产)常州高博(美国A123公司分公司，正在建厂扩产)湖南瑞翔中试完成；方案2010年实现100吨/年山西力之源年产30吨2.5磷酸铁锂正极材料的需求与预测随着石油能源日渐趋竭，储存电能的主要媒介电池的市场需求将越来越庞大，各种电动车辆、储能设备(UPS等)、电开工具等产品的电池需求，将带动第一波磷酸铁锂动力电池的需求。据估计，至2008年，锂离子动力电池总需求量为50.69亿Ah

22、(单体电池式作电压3.6伏)，折算为正极材料其消耗量为36200吨。而以上数据仅仅只包含了国内市场，考虑到国外市场的拓展及电动轿车的潜在开展，对动力型锂离子电池正极材料的需求量要远远超出36200吨。磷酸铁锂作为新型高能锂离子电池的正极活性材料及电子材料产品，随着电池工业及电子工业的开展，具有广阔的市场前景。此外，目前我国自行车的社会拥有量为4亿辆，假设按近三年电动助力自行车的占有量到达10%计，那么为4000万辆；欧美国家对电动自行车的年需求量将在近三年内到达近千万辆。电动摩托车也是电动车开展的过渡交通车，目前摩托车全国保有量达6000万辆，同样，假设按近三年电动摩托车的占有量到达10%计，

23、那么为600万辆，并且大局部城市正在制止摩托车上牌，无污染、低噪音的电动摩托车预计将会超过600万辆。电动车和混合电动车是世界各国竞相开展的绿色交通工具，必将得到扶持性开展。但是，作为一个产业化形态而言，近三年内不会形成。综上所述，至2010年，我国的锂离子动力电池的需求量可以预测如下：车用动力电池对磷酸铁锂的需求车 型年产量(万辆)电源能量(kWh/辆)锂离子电池占用比例锂离子电池需 求 量(104kWh)所需正极材料(万吨)电动轿车未形成批量生产3615%_电动摩托车6005.525%8251.64助力自行车40000.550%10001.982.6本工程产品市场定位及价格综上所述，本工程

24、方案生产磷酸铁锂正极材料的建设方案合理，并有着日益扩大的市场开展空间，因此，本工程产品的销售市场以国内各大锂电池生产厂家为主。比方比亚迪股份、哈尔滨光宇集团股份、天津力神电池股份等。目前，*已与天津力神电池股份签定供货接收协议。目前该产品市场销售参考价格1315万元/吨，因此本工程产品售价暂定为13万元/吨。3 生产规模和产品方案(1)生产规模和产品方案根据*长期开展规划和国家产业政策及行业特点，结合本地区的资源、技术力量、资金情况，确定年生产磷酸铁锂正极材料3000吨。工作制度：年工作日300天。(2)产品质量标准由于国内外磷酸铁锂材料仍处于研制开发阶段，尚未形成规模生产，因此，目前尚无统一

25、标准，也无行业标准。本工程产品性能指标参照国际上及国内同行业厂家的产品质量，暂定以下技术指标：磷酸铁锂材料的性能如下：化学成分(%)Li4.40Fe35.40P19.63O40.57Li/Fe1.001.05物理性能电容量(mAh/g)140充放电次数500平均粒径38um振实密度(g/cm3)1.01.3比外表积(m2/g)304 工艺技术方案4.1 工艺技术方案的选择4.1.1 工艺技术选择原那么(1)选用本行业的先进、可靠的工艺技术和设备。(2)降低工程投资，减少环境污染。4.1.2 工艺技术的背景本工程磷酸铁锂的生产工艺采用了长沙理工大学物理与电子科学学院材料科学与工程研究所的专利技术

26、。长沙理工大学物理与电子科学学院的陈召勇博士1997年致力于锂离子电池正极材料的研发，屡次参与国家重点基础研究开展方案(973)子课题、国家高技术研究开展方案子课题等。磷酸铁锂正极材料的研究于1999年开场实验室研究，目前实验室工作已经全部完成，各项性能均处于国内领先地位，该工艺的特点是：(1)实现了原材料的国产化，并通过采取原材料预处理的方法，确保了国产化原材料的均匀性和稳定性。(2)确定了最正确配方及最正确工艺流程；采取特种混料技术，实现了原材料的纳米级均匀混合，通过这种混合得到的前驱体有利于后续固相烧结工艺中反响组分的扩散，缩短了反响时间，降低了反响温度，使得产品的均匀性和一致性好，且制

27、造本钱低。(3)采用掺入微量金属元素和少量含碳前驱体的方法，合成了多元掺杂改性的磷酸铁锂正极材料，材料综合性能好，特别是循环性能显著提高。4.2 工艺流程本工程工艺流程如下: 铁源化合物+锂源化合物+磷源化合物+碳粉或有机碳源等(此外还包括一些掺杂金属的盐类等)混合/球磨混合料的预烧结中间体处理中间体的烧结烧结品处理检验入库。典型的工艺流程为：将原料球磨枯燥后，在推板窑内于惰性气氛中加热，冷却即得到纳米碳磷酸铁锂正极材料。具体工艺流程如以下图所示：锂盐粒度评价价储 料储 料原料预处理氧化铁红配 料机械液相活化枯燥造粒烧 结后续处理分 级产品检测成品包装入 库根据工艺流程生产过程主要可以分为下述

28、七个工序：配料、混合、枯燥、烧成、破碎分级、检测和封装。球磨机主要用于原料的均匀混合和粉碎，以利于产品在烧成工序中的化学反响，氧化锆球作为球磨介质和球磨机配合使用；枯燥机主要用于对球磨机处理后的浆料进展枯燥和造粒，本设备为真空双锥形，在枯燥过程中有效防止原料的氧化，并且在转动过程中使原料成为均匀大小的毫米级颗粒；推板窑主要用于产品的烧成，提供物料发生化学反响必要的温度、时间和气氛条件，推板窑由不同的温区组成，生产能力大、自动化程度高，易于实现生产工艺，保证产品质量。制氮机采用变压吸附技术得到高纯度的氮气，该氮气输送到推板窑保证产品烧成过程中必要的气氛条件，防止产品氧化，匣钵用于承载物料在推板窑

29、中烧成。气流粉碎机主要用于最终产品的粒度控制。产品的粒度和产品的加工性能以及克容量的发挥有重要影响。检测设备主要用于产品粒度、比外表积、电化学性能和碳含量等性能及含量评价。4.3 物料平衡表物 料 平 衡 表序号名 称入量(t/a)序号名称出量(t/a)1磷酸二氢锂20001磷酸铁锂30002三氧化二铁15302废液5213溶剂(乙醇)6003废渣9094特殊添加剂3007合 计44309合 计44304.4产品消耗定额产品消耗定额表名 称单位每吨磷酸铁锂产品消耗年(最大)备 注一、原辅助材料磷酸二氢锂t0.6672000三氧化二铁t0.511530溶剂(乙醇)t0.2600特殊添加剂t0.1

30、300二、燃料及动力循环水t2575000电kWh4360130800004.5 主要设备的选择序号设备名称型 号单 位数 量备 注1球 磨 机SM-320，SX-500 N=15kW台302震 动 筛40目 N=16.2kW台23鄂式破碎机N=11kW台24对辊破碎机N=7.5kW台15混 料 机3m3 N=7.5kW台26气流粉碎分级系统LHC-06 N=2.5kW套107干 燥 机SZG-2000 N=7.5kW台408制 氮 机200m3/h N=7.5kW台59推 板 窑28mRTD7523-1109ZCN, HXF030-07N(Z) N=90kW个2010螺杆空气压缩机SA08A

31、 N=7.5kW台111氧化锆球0.6mm,5mm,8mm,15mm,20mm吨2412匣 钵耐热不锈钢,高纯石墨,刚玉个1000013测试仪器Super(1220/750)套114包 装 机N=1.72kW台215封 口 机N=0.5kW24.6 自控技术方案4.6.1自动化水平 本工程的自控设计范围包括各工艺过程参数检测及车间公用设施计量。根据工程的特点，在设计中采用了常规仪表对生产过程中的压力、流量等参数进展调节检测，以使生产过程安全稳定运行，确保产品质量，节能降耗，改善操作条件，提高劳动生产率。4.6.2选型原那么本工程自动化设计方面原那么上是在满足工艺生产要求的前提下，将采用一些高新

32、技术的仪表和先进的控制系统，并在采用后能够使生产装置节能降耗，进一步降低产品本钱，并减轻工人劳动强度，改善操作环境。(1)本设计仪表选型原那么是立足于国内生产的先进仪表，并以数字式仪表为主；并且针对工程生产的特性，仪表设计选型对其检测装置均考虑了防腐性能及密封性。(2)对生产过程中有指导作用的工艺参数检测设有声光信号。(3)为进一步加强企业管理，做好工厂本钱核算，以降低能耗为着眼点，因此对生产原料、循环水等装置设置了计量仪表。(4)本设计在生产车间设置了控制室，用以完成对生产过程的集中操作和控制。4.6.3 自动控制说明 生产过程中的主要工艺变量引入控制室集中控制进展指示、记录、自控，并设有安

33、全操作必须的信号报警，自动调节系统大多为单参数调节，而高温反响炉的温度采用复杂调节系统。仪表以电动III型仪表为主体，对需计量的流量参数分别选用旋涡流量计和涡轮流量计，调节系统的执行器采用气动薄膜调节阀，就地温度采用双金属温度计、压力表选用弹簧管压力表。重要的温度参数记录选用ER187系列长图记录仪，显示用数字显示仪。 开车正常后，一般操作在控制室就能完成，操作工定时巡检各设备运行情况，就可完成整个生产过程。本装置自动控制水平较高，生产效率高，操作简单、安全、可靠。4.6.4 仪表动力供应仪表供电采用集中分散式。所需电源、气源由电气专业、空压系统供应，然后由自控专业送往各自用户。电压：220V

34、、50HZ总容量：8KVA5 主要原辅材料、燃料供应5.1 主要原料5.1.1 主要原辅材料耗量序 号名 称单 位数 量备 注1磷酸二氢锂t/a3000国产、汽车2三氧化二铁t/a1530国产、汽车3溶剂(乙醇)t/a600国产、汽车4特殊添加剂t/a300汽 车5.1.2 主要原料供应1、磷酸二氢锂上海中锂、四川国理等企业大量生产磷酸二氢锂，本工程可将原料由汽车或火车运至工程所在地。2、三氧化二铁英国洛克伍德和上海国泰颜料等企业大量生产三氧化二铁，因此，本工程可将原料由汽车或火车运送至工程所在地。3、醇类溶剂当地购置。5.2 动力供应1、给水厂区最大时用水量5.72m3/h，全天用水量19.

35、7m3/d，全年用新鲜水量6492吨。厂区给水水源为工业园区自来水管网，从工业园区自来水管网引DN100给水管至厂区，上设水表计量。2、供电本工程0.4kV常用负荷为3028kW，有功计算负荷2422.2kW，年运行小时为7200小时，年耗电为1308万kWh。本工程电源引自乌兰察布市集宁区高载能工业园区变电站10kV母线段。10kV电源线路由当地供电部门送至本厂总变电所，交接点为工程总变电所10kV进线端，可满足厂内用电负荷的供电需要。3、供 热本工程采暖及生活所需热水由常压立式燃煤锅炉提供。燃料煤来自于附近山西大同煤矿，煤的热值约为5500kcal/kg。6 厂址概况和建厂条件6.1 厂址

36、概况厂址位于乌兰察布市高载能工业园区，208国道支线附近，交通便利，距110国道5公里，铁路公路四通八达。全厂总占地面积为266400平方米，电力供应充足，距市区3公里，厂区周围均为荒地，远离居民区，生产环境好，地下水丰富，且水质较好，具有优越的交通运输条件。6.2工程地质、地震烈度及水文地质6.2.1工程地质和地震烈度工程厂址位于乌兰察布市集宁区高载能工业园区内，场地工程地质地层构造主要是古老的麻岩、大理岩变质岩系玄武岩层。土质较好，适于建厂。本工程抗震设防烈度为八度，设计地震 基本加速度值0.10g，地震分组为第一组。场地标准冻土深度2.00m。6.2.2气象条件乌兰察布市集宁区地处*高原

37、南部地带,系阴山山余脉之丘陵区,地势由西向东逐渐降低。平均海拔1417米,是一南西北三面环山的盆地.全境北高南低，西北多系山地。属北温带蒙古高原大陆性气候,风多雨少,枯燥严寒,冷热不均,气候四季清楚。年平均降水量384mm极值最高温度 37.8极值最低温度 -37.0年平均风速3.3m/s最大风速20m/s风频率 15.9%海拔高度1417m年主导风向西北风最大冻结深度2.00m地震烈度 8度6.3社会环境条件乌兰察布市集宁区总面积418.8平方公里，总人口32.6万人，其中非农业人口27.2万人，2008年全区国民生产总值48.52亿元，其中第一产业增加值完成1.55亿元，同比增长10.7%

38、；全部工业增加值完成25.16亿元，同比增长48.5%，规模以上工业完成增加值6.4亿元，同比增长26.7%；第三产业完成增加值25.6亿元，同比增长12%。三次产业构造比为3.2：45：51.8。财政收入4.0068亿元，全社会固定资产投资完成20亿元。城镇居民可支配收入8075元，同比增长12.9%；农民人均纯收入3755元，同比增长25.1%。7 公用工程与辅助工程7.1 总图运输7.1.1 厂址概述本工程拟建在集宁高载能工业园区。厂区总占地面积266400平方米，其中本工程用地为43000平方米。其地理位置优越，交通条件便捷。工业区内地域宽阔，地势较平坦，建厂条件优越。7.1.2 气象

39、条件(见6.3)7.1.3 总平面布置1)总平面布置原那么(1)遵循总图专业布置原那么，执行国家公布的有关标准、规定和标准要求。 (2)充分利用工业园区现有土地资源，因地制宜，紧凑布置，节约用地，减少拆迁量。 (3)力求工艺流程顺畅，管线短捷，使各规划装置区有机结合，方便生产管理。 (4)确保界区外道路及公用工程管线引入顺畅、便捷。 (5)总图布置充分考虑规划厂址的风向因素。 (6)新建装置尽可能采用联合、露天布置。 (7)厂区道路和场地的布置充分考虑装置的施工 、设备安装、检修及消防通道。2) 总平面布置本次设计建设工程，依据本工程生产特点、工艺流程综合考虑风向、朝向等将厂区划分为三个功能分

40、区，分别为：生产装置区、公用工程区及厂前区。生产装置区布置在厂区的中间；公用工程区靠近负荷用量大的装置布置；厂前区布置在厂区南角。生产装置区主要由配料车间、搅拌车间、枯燥车间、烧成车间、破碎封装车间等单项组成，布置在厂区中间。公用工程区主要由消防水泵房、配电室、机修、备品备件仓库组成，布置在厂区西侧。锅炉房布置在厂区北角，位于常年主导风向的下风侧。厂前区主要由办公楼、专家楼、倒班宿舍、食堂等组成，布置在厂区西南角。以上布置综合考虑各装置的前后衔接关系，力争做到工艺顺畅、管线短捷。同时为了满足检修、安全、通风、管线敷设以及绿化的要求，厂内主要道路宽9米、6米，次要道路宽4米。主要技术经济指标表序

41、号项 目单 位指 标备 注1全厂区占地面积公顷26.642本工程厂区占地面积公顷4.33建构筑物占地面积m276614道路及硬化地面占地面积m248605建筑系数%366绿化系数%157.1.4 竖向布置1)竖向设计原那么满足工艺流程对高程的要求。竖向设计结合自然地形、工程地质条件和建构筑物、运输道路的设计标高，与厂外及周围地面协调衔接。适应建构筑物的基础以及管线埋设深度的要求。确定场地最低设计标高，保证排涝的要求。因地制宜，节约土石方工程量。2)本工程所用的场地地势平坦，竖向设计采用连续平坡式布置方案，尽量依地形而设，减少土方量，厂区排水采用场地自然排水与道路有组织排水相结合的方式，将地表水

42、排出厂外。7.1.5工厂运输及道路企业的生产运输以汽车为主，本工程的年总运输量为8656吨/年；其中年总运入为4656吨，运出为4000吨。年主要物料运输量表序号物 料 名 称单 位数 量运输方式一运 入t/a46561磷酸二氢锂t/a2000火车运输2三氧化二铁t/a1530汽车运输3溶剂(乙醇)t/a600汽车运输4特殊添加剂t/a300火车运输5煤t/a226火车运输二运 出t/a40001磷酸铁锂t/a3000汽车或铁路运输2废 渣t/a909汽车或铁路运输3灰 渣t/a91汽车或铁路运输三运输总量t/a8656鉴于上年运输量情况，本次设计为节约投资不考虑增设运输设备，生产运力依托由社

43、会力量协调解决。为方便成品及原料的计量，在厂区货运出入口处设置一台电子地中衡。卡车 1辆叉车 3辆生活车 2辆.电子地中衡(100T) 1台厂内道路：厂内主要道路宽9米、6米，次要道路宽4米。厂区内设置环形通道，原材料及成品运输区设置大型回车场，整个厂区道路呈网状布置，满足生产运输及消防疏散的需要。厂区道路采用城市型水泥混凝土路面。7.1.6 工厂绿化本工程绿化系数为15%，主要种一些乔灌相间的树木草坪，重点绿化厂前区，并在厂区内设置绿化隔离带以到达防尘降噪的目的。7.1.7 其它工厂安全防护厂区周边设置铁栅围墙，初步规划对外出入口2处。货运出入口：在工厂东北侧，负责产品及固体(运煤运渣)运输

44、；厂区的主出入口设在厂区西南角处。在工厂的货流出入口设置了电子地中衡，方便物料计量。7.2 给水排水7.2.1 设计依据 设计依据的标准 ?建筑给水排水设计标准?GB50015-2003 ?建筑设计防火标准?GB50016-2006 ?室外给水设计标准?GB50013-2006 ?室外排水设计标准?GB50014-2006 ?建筑灭火器配置设计标准?GB50140-20057.2.2 给 水(1)用 水 量厂区用水量见下表及水量平衡图。厂区新鲜水用水量表序号用 水 项 目水 质标 准用水定额(L)用水人数(n)使用时间(h)时变化系数(m3)最大时用水量(m3/h)日 用水 量(m3/d)备注

45、1工作人员生活饮用水每人每班5018481.51.739.22工作人员洗浴饮用水每人每班409213.73.73锅炉水处理饮用水240.122.9年用水按180天计4循环水补充水饮用水240.24.85未预见水量饮用水占总用水量10%0.092.26合 计5.8422.8厂区最大时用水量5.84m3/h，全天用水量22.8m3/d，全年用新鲜水量6492吨。(2)水 源厂区给水水源为工业园区自来水管网，从工业园区自来水管网引DN100给水管至厂区，上设水表计量。(3)给水方式厂区给水采用工业园区自来水管网直接供水方式，考虑消防用水的特殊性，在厂区设消防水泵房及消防蓄水池。(4)给水管网厂区给水

46、管网采用一套生活供水管网，枝状布置，主管为DN100给水铸铁管，埋地敷设。另设一套消防供水管网，成环状布置，主管为DN150给水铸铁管，埋地敷设。(5)消防给水及其它灭火措施根据标准，厂区火灾危险性属丁类，同一时间内火灾次数为一次，灭火延续时间2小时，建筑物室内消火栓用水量10L/S，室外消火栓用水量15L/S，消防时总用水量180m3。厂区消防采用临时高压消防给水系统，消防水泵房蓄水池贮专用消防水量180m3，并设XBZ6.6/25-6型气压消防给水设备一套，内配消防泵Q=90m3/h H=66m N=30kW，配有效容积6立方气压罐一台。厂区室外环状消防给水管网上设双出口地下式消火栓，消火

47、栓间距小于120米。建筑物室内设DN65室内消火栓，室内消火栓箱处设直接启动消防水泵房专用消防泵的控制按钮。建筑物室内按标准要求设置一定数量的手提式干粉灭火器，以备初期火灾时使用。(6)循环水系统烧成车间设备冷却用水循环使用，该系统由冷却塔(包括塔底集水盘)、循环水给水泵、循环水给水管及回水管道组成。循环水量：11m3/h供水温度：28回水温度：36浓缩倍数：4循环冷却水供水泵为二台，一用一备 ，单泵参数:Q=12.5m3/hH=32m， N=3kW 。冷却塔拟选用逆流式冷却塔1座，单塔能力为12m3/h ，配套风机， N=0.6kW。循环冷却水泵安装在烧成车间内，冷却塔就近安装在车间室外。7

48、.2.3 排 水(1)排水量及主要污染物厂区排水量见下表序号排水部门时排水量(m3/h)日排水量(m3/d)年排水量(m3)主要污染物备 注1工作人员生活1.739.22760粪便、BOD52工作人员洗浴3.73.71110悬浮物3循环水排污0.040.96288含盐量略高4物料带入水0.071.685045未预见水量0.092.2660合 计 5.6317.745322厂区最大时排水量5.63m3/h，全天排水量17.74m3/d，年排水量5322吨。(2)排水方式厂区排水采用合流制，生活含粪便污水经化粪池处理后排入厂区排水管网，厂区排水聚集后排入工业园区污水管网，排水主管为DN200塑料管

49、。(3)雨水排水 厂区雨水采用自然排水。7.2.4 主要设备一览表序号名 称 及 规 格型 号单位数量备 注1消防气压给水设备XBD6.6/25-6套套附：消防水泵Q=90m3/h H=66mXBD6/30-1003台2附：电机N=30kW 380V台2附：稳压泵 Q=4m3/h H=66mXBD3/50.45套1附：电机N=2.2kW 380V台2附：气压水罐 V=6m3台12玻璃钢冷却塔Q=12m3/h台1附：电机N=0.6kW 380V台13循环水泵 Q=12.5m3/h H=32m台2附：电机N=3kW 380V台27.3供电7.3.1设计原那么可行性研究报告编制依据国家有关工矿企业电

50、气标准规程、标准。设计采用目前国内较新的技术和设备，使生产及生活用电安全可靠。负荷计算方式：需要系数法。7.3.2 设计范围新建生产车间及电力照明设计辅助车间的电力、照明设计生活设施的电力及照明全厂区内电力外线的设计全厂的火灾自动报警及联动系统全厂通讯10kV外线不在本次设计范围之内7.3.3 供电电源本工程电源引自乌兰察布市集宁区高载能工业园区变电站10kV母线段。10kV电源线路由当地供电部门送至本厂总变电所，交接点为工程总变电所10kV进线端，可满足厂内用电负荷的供电需要。7.3.4 采用的设计标准及标准本工程电力设计所使用的设计标准为所有国家现行标准，主要标准目录如下：GB50052-

51、95 ?供配电系统设计标准?GB50053-94 ?10kV及以下变电所设计标准?GB50059-92 ?35110kV变电所设计标准?GB50060-92 ?3110kV高压配电装置设计标准?GB50057-94 ?建筑防雷设计标准?(2000版)GB50058-92?爆炸和火灾危险场所电力装置设计标准?GB50062-92?电力装置的继电保护和自动装置设计标准?GB50054-95?低压配电设计标准?GB50217-94?电力工程电缆设计标准?GBJ65-83?工业与民用电力装置接地设计标准?GB50160-2008?石油化工企业设计防火标准?2008版HG/T20586-96?化工企业照

52、明设计技术规定?HG/T20666-1990?化工企业腐蚀环境电力设计技术规程?HG/T20675-1990?化工企业静电接地设计规程?CD90A8-85?化工企业电缆敷设设计技术规定?GB50169-92 ?电气装置安装工程母线装置施工及验收标准?GB/T14549-83 ?电能质量公用电网谐波?GB500277-95 ?并联电容器装置设计标准?相关的其它标准及规定7.3.5 用电负荷等级及供电要求根据国标GB5005295“供配电系统设计标准及“化工企业供电技术设计标准的规定，本工程其用电负荷等级大局部属于三类用电负荷，占总负荷的80%以上，少数重要负荷如消防、仪表电源、事故照明、DCS等

53、负荷属二级负荷，其余属三级负荷，所以供电按三类要求供应。二级用电负荷原那么上不允许停电，本工程将柴油发电机(200kW)作为备用电源，消防负荷约为(50kW)，工艺要求不停电负荷约为(150kW)。DCS采用UPS供电；消防用电设备在最末一级配电装置处设双电源自动切换装置。本次设计，电容补偿采用低压侧集中补偿方式，使高压进线处的功率因数到达0.90以上。生产车间的总计量设在线路进线处进口处，计量CT选择0.2S级，计量PT选择0.2级，计量表计选用智能表。7.3.6 用电负荷本工程0.4kV常用负荷为3028kW，有功计算负荷2422.2kW，年运行小时为7200小时，年耗电为1308万kWh

54、。详细计算见负荷计算表。全厂电负荷表序号用电负荷名称10kV常用容量(kVA)380V常用容量(kW)需 用系 数(kC)功 率因 数(COS)tan有功负荷(kW)无功负荷(kVAR)视在功率(kVA)备 注1配料车间5602搅拌车间653枯燥车间3004烧成车间19075破碎封装车间166原料库房107成品库房108综合水泵房109锅 炉 房1010办 公 楼5011食堂住宿楼4012其 它50总计(380kV)30280.80.80.752422.21816.8无功补偿-656补 偿 后0.92422.21160.82685.98选2台SM11-2000kVA, 10/0.4kV变压器，

55、负载率0.67需用系数的选择依据?工业与民用配电设计手册?相关内容7.3.7供电方案(1)供配电系统根据新增工艺装置、公用工程及辅助设施的负荷情况，本工程需设10kV总变配电室一座，内设10kV配电装置室，变压器室，低压配电室，值班室及控制室等。本工程在配电室设两台2000kVA，10/0.4kV变压器，总变10 kV侧母线采用单母线运行供电方式，0.4kV侧采用单母线分段运行方式。各车间配电采用放射式和树干式相结合。动力配电箱电源由变电所低压配电屏采用YJV-1000型电力电缆直接供应，功率较大用电设备由低压屏直接供应。消防用电设备的配电线路在最末一级配电箱处设置自动切换装置。10 kV系统

56、为中性点非直接接地方式，考虑本工程10kV侧出线全部为电缆线路，电容电流较大，且每个馈出线回路均装设了零序电流互感器，可以快速切除故障点，所以采用经小电阻接地系统。对系统正常运行时的中性点位移具有抑制作用。新建10/0.4 kV配电变压器均采用节能型全封闭户内式电力变压器S11- M型。10 kV配电装置选用KYN28A-12户内型金属铠装移开式封闭开关柜，断路器采用高分断能力的真空断路器。电缆根据电压、电流、允许电压损失及环境等条件选择，10 kV电缆选用阻燃交联聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆，380 V电缆选用阻燃聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆，控制电缆选用阻燃聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套

57、控制电缆。变电所设集中自动补偿，确保全厂功率因数到达0.90以上。本工程生产装置、辅助生产装置如有属于腐蚀性、和爆炸危险性气体以及爆炸危险性粉尘环境，安装在该区域的电气设备必须选用与使用环境相适应的防腐型、防爆型设备。系统保护和监控采用集中分散式微机综合自动化系统。(2)配电电压选择根据装置的负荷情况，生产装置用电负荷配电电压等级如下：低压电动机 380 V 检修电源 380/220V照明电源 380/220VDCS及关键仪表 220V(来自UPS)7.3.8微机监控及保护装置在10kV变电站设一套微机监控及保护装置，继电保护按照现行国标?电力装置的继电保护和自动装置设计标准?来设计系统保护和

58、安全自动装置。7.3.9 直流系统本厂变电站的操作、保护电源均采用直流220V。为此，在10kV变电站各选用一套免维护直流蓄电池屏。7.3.10 主要用电设备选型 10kV高压用电设备及电缆按短路电流的动、热稳定来选择、校验，380V用电设备按短路电流选择、校验，低压电缆按额定电流来选择，防爆设备按防爆介质的级别和组别来选择，主要设备材料选择如下： 主要电气设备表序号名 称型 号 及 规 格单位数量备 注110kV金属铠装中置式高压开关柜KYN28-12面52电力变压器SM11-2000kVA 10/0.4kV台23抽出式低压开关柜GCS面204高频开关铅酸免维护电池直流屏100AH套15综合

59、自动化保护装置套16动 力 柜XL21面207照明配电箱面208柴油发电机200kW台1电缆及其它材料1高压交联电缆YJV-10kV 3240米1002高压交联电缆YJV-10kV 350米2003低压电力电缆YJV-1 3120+170米10006低压电力电缆YJV-1 370+135米1000 7低压电力电缆YJV-1 350+125米10008低压电力电缆YJV-1 335+125米10009低压电力电缆YJV-1 416米200010低压控制电缆KVV-0.5 72.5米100011低压控制电缆KVV-0.5 102.5米100012桥 架吨1013路 灯2250套1515调度 总机1

60、00-DAH-1套116火灾报警系统套17.3.11 过电压保护对10kV母线及10kV高压柜内真空开关，为防止操作过电压，采用氧化锌避雷器保护。对0.4kV系统，分级采用电涌保护器保护。7.3.12 中性点接地系统及配电电压低压用电设备 0.38/0.22kV 3PH+N+PE 中性点接地系统直流电压 直流220V7.3.13 配电线路配电线路采用放射式敷设。厂区内的电缆采用电缆桥架或电缆沟敷设，局部直埋。各车间的电缆采用穿钢管暗配或沿桥架敷设。并根据场所的不同选用普通型、阻燃型、耐火型以及是否带铠装。防爆区域内的电缆采用阻燃型，腐蚀性环境内的电缆选用防腐电缆。7.3.14 防雷及接地所有工