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1、年产 30.0 万吨高强瓦楞原纸制浆造纸综合工厂设计 1第一章 工程设计背景与发展状况1.1 工程设计的背景2005 年我国造纸行业延续了近年来的快速增长势头，根据国家统计局数据，全年全部国有及规模以上非国有造纸企业累计完成产品销售收入 2546.10 亿元，同比增长 27.90，增速比 04 年提高 6.96 个百分点；行业实现利润总额 123.21 亿元，比上年增加 23.58 亿元。不过，随着产能扩张的加快，行业竞争也日趋激烈，导致造纸行业销售毛利率比上年下降 1.53 个百分点，为 13.08，由于 2005 年全球平均浆价仅较上年上涨 1.3，因此，2005 年行业盈利能力的下滑主要
2、是由竞争造成的，而非由成本造成的。展望 2007，造纸行业的产能仍将保持较快的扩张速度，但需求的增长以及全球纸浆价格的平稳乃至回落将对行业经济效益产生一定的支撑，因此，2007 年我国造纸行业的销售收入和利润仍将保持较快的增长速度。就长期发展来看，需求毫无疑问是推动国内造纸行业持续增长的关键动力。虽然节能节水以及环保要求将加大国内造纸企业的成本压力，但与国外企业相比，国内企业的成本优势将长期存在，成本的提高反而有利于国内造纸行业产业组织结构的改善。国内造纸行业经过近年来产能的迅速扩张，市场供需形势以及行业竞争格局都面临着新的转变，企业必须变革竞争战略才能适应新的行业环境，建立起市场竞争优势。1
3、.2 工程设计的必要性近 10 年来,我国纸和纸板消费量年平均增长率达 8%,是世界年平均增长的 3 4倍,去年消费量达到了 5400 万吨左右。据有关专家预测,到 2007 年全国纸及纸板消费量将达到 7000 万吨,到 2010 年将达到 9000 万吨。而现在每年的缺口都在 700 万吨左右。在我国的造纸工业中,还有一半属于环保达不到要求需要被淘汰的。造纸工业是一个大量消耗自然资源的产业,造纸工业未来的道路如何走,关系到我国和谐社会的构建。预计在未来几年,我国造纸业增长速度仍将高于 GDP 的增长速度,其增幅在 10%-12%之间。造纸工业是发达国家国民经济十大支柱性产业之一，而目前我国
4、造纸行业发展步入快速增长期，纸业也已成为我国经济发展的一个热门行业。1.3 需求预测与设计规模据全国造纸工业信息中心提供的世界纸和纸板产量预测，自 1997 年到 2007 年，世界纸和纸板平均年增长 2.9%，1997 年产量 2.99 亿吨，到 2007 年将达到 3.97 亿吨，陕西科技大学毕业设计说明书 2平均每年增长近 900 万吨。虽然东南亚金融危机对亚洲纸业，特别是东南亚国家的纸业产生了深刻的影响。但对整个亚洲来说，这种影响是暂时的。特别是中国的经济比较稳定，1998 年中国经济有 7.8%的增长率，2001 年在全球经济增长滑坡的情况下，我国的经济增长率仍达到 7.3%。因此，
5、预计亚洲将是发展速度最快的区域（不包括日本） ，增长率约为 47%，高于北美、西欧和日本 1.62.5%的增长速度。据海关统计, 1999 年我国进口纸及纸板 652.25 万吨，如果考虑海关统计与实际进口量的误差等因素，我国进口纸张规模已经达到 700 万吨以上，进口的依赖程度达到20%。在大批新生产线陆续投产的情况下，2000 年纸及纸板进口量有 597.14 万吨，2001 年纸及纸板进口量仍有 558.67 万吨。预计到 20062010 年将达到 30%左右。在国内，根据有关部门组织专家对市场的预测结论是：2005 年中国纸品市场需求总量为 51005300 万吨，2010 年为 6
6、0008000 万吨。2005 年我国瓦楞原纸消费量约为 1000 万吨，国内产了 900 万吨，进口了 90 万吨。如此大的进口量，表明存在着巨大供求缺口。本项目建成投产后，在市场竞争中具有如下优势：a) 本工程投产后，其产品凭借自身的优良品质和综合价格优势，在国内完全可以占据主导地位。b) 本工程投产后，利用相对廉价的进口纤维原料和国内廉价的人工费用，生产高强瓦楞原纸，大部分产品立足国内市场，运输距离短，损耗少；所需化工原料大部分自给或由国内供应，因此本工程在生产成本上将占有很大的优势。同时，项目在生产、营销以及人事等各方面的运作，均与世界先进模式接轨，实行高效管理，将明显降低企业运作和管
7、理费用，所以本工程在生产成本和销售价格上均具有很强的竞争力。c) 本工程的生产设备拟引进世界上先进的工艺技术和装备，对生产高强瓦楞原纸有可靠的质量担保，同时综合能耗将大大低于国内同类型厂，因此在产品质量和生产成本上都有相当优势。d) 本项目技术起点高、规模大、装备先进，面对国内现有和潜在的高强瓦楞原纸市场，具备技术装备及经济规模的优势，在技术装备与生产规模上具有很强的市场竞争能力。e) 本工程的建成投产，有政府的优惠政策和主管部门的大力支持，各项优惠政策的实施无疑会大大提高本项目的市场竞争力。本设计采用废纸作为高强瓦楞原纸的抄造原料。废纸是重要的可再生资源 ，废纸的回收利用是解决造纸工业面临的
8、原料短缺、能源紧张和污染严重等三大问题的有效途径。废纸回收的意义，可概括为：a) 废纸的回收利用可大大节约植物纤维资源b) 节省投资，降低成本，用废纸制浆工艺流程简单年产 30.0 万吨高强瓦楞原纸制浆造纸综合工厂设计 3c) 减少制浆污染d) 节约能源随着我国经济的不断发展，人民生活水平及生活品味的不断提高，环境保护不断加强，市场对高强瓦楞原纸的需求必将越来越旺盛。因此，本设计题目具有很强的现实意义，亦有很大的发展前景。陕西科技大学毕业设计说明书 4第二章 工程设计条件与总平面布置2.1 工程设计条件2.1.1 原材料资源条件废纸原料的供应我国 2000 年进口废纸 371.36 万吨，20
9、01 年进口废纸快速增长，达到 641.91 万吨，主要来自美国。2000 年美国出口废纸 958.2 万吨，主要销往亚洲，同时香港年出口废纸 80 万吨也大部分进入国内。据PPIJULY 2002 统计，2000 年和 2001 年全球废纸回收量分别为 14678.5 万吨和 14591.5 万吨，全球范围废纸回收率达到 45%。2000 年世界各国废纸贸易进出口平衡后，废纸净出口的总量约 1500 万吨，主要净出口国有美国、德国和比利时，这三国的净出口量为 1264.2 万吨，占国际市场废纸供应量的 84%，另外香港的废纸净出口量也有 80 万吨。国际市场的废纸主要流向亚太地区，约有 25
10、%的废纸供应中国。因此国际上废纸资源比较丰富，货源有保证。美国废纸一般由海运进关，再通过水路、铁路或公路运往全国各地。可以直接在国外采购，也可通过国内的废纸经销商购买。化工原料本工程使用的化工原料主要分为三部分：一是配浆需要的辅料，如施胶剂、明矾、滑石粉等；二是表面施胶需要的变性淀粉；三是毛布清洁剂。根据国内各厂的经验，以上各类化工原料主要靠国产，有少量进口，国内外供应渠道都很畅通，货源有保证。目前，世界上各大化工品制造公司在国内纷纷建立销售网点以及合资企业，可为本工程提供足够的化工原料。2.1.2 燃料资源条件厂区道路宽阔，陆路交通运输十分便利，同时水路与铁路运输也很方便，造纸原料、煤等资源
11、和成品纸的销售都可以方便的运输。2.1.3 动力资源条件1) 给水工程a) 全厂用水部门及水质、水压要求年产 30.0 万吨高强瓦楞原纸制浆造纸综合工厂设计 5表 2-1 全厂用水情况表序号 用水部门 用水种类 备注1制浆造纸联合厂房 普通生产用水 给水站处理2 热电站 普通生产用水 给水站处理3 热电站冷却水 一几泵房直供4 其它用水 给水站处理表 2-2 水质水压要求表用水种类 项 目 生产用水 生活用水水质要求浑浊度 10PPM 色度 5PPM总铁 0.10.4PPMPH 6.58 符合生活饮用水标准水压(进车间处) 0.250.30MPa 0.250.30MPab) 水源、取水工程及净
12、化设施水源和取水工程：本工程北临长江，水量长年丰富，工程用水以长江水为水源, 拟在江边建一级泵房 1 座，水泵直接抽取长江水至给水处理站。给水处理：给水处理站采用混凝沉淀、过滤工艺。给水处理站内设二级加压泵房保证厂区内生产、消防用水水压。厂区生活用水采用城市自来水。给水系统可以满足工程用水的需要。给水处理流程如下：一级泵房机械加速澄清池无阀过滤器清水池二级加压泵房厂区供水管网给水系统可以满足工程用水的需要。c) 全厂生产污水情况本工程以废纸及部分漂白商品木浆为原料生产涂布白纸板，其中外排的污水主要为造纸车间产生的多余造纸废水及制浆中段废水的混合废水。混合废水的主要水质特陕西科技大学毕业设计说明
13、书 6征为：含纤维填料等悬浮物及有机耗氧物质。根据工艺提供资料其水质指标为：CODcr=10001500 mg/L BOD 5=300800 mg/L SS=8001500 mg/L。本工程排水情况见表 2-3表 2-3 本工程排水情况表序号排 水部 门排 水种 类 处理方式1 制浆造纸联合厂房 生产废水 送废水处理站2 热电站 生产废水 电站处理后外排3 热电站 冷却水 直接外排4 车间卫生 生活污水 化粪池处理后外排d) 生产、生活污水排水方式及排出口本工程排水按清污分流原则进行排放。制浆造纸车间外排综合废水经车间内排水沟收集后由室外排水管网送至新建污水处理站进行二级好氧生化处理，达标后最
14、终排入东江.热电站排水主要为锅炉房排水、冲灰除尘水、循环水系统排污及化学水处理系统排水，废水经电站处理后可直接外排。其他生活污水经化粪池处理后直接外排。e) 全厂雨水排放本工程全厂雨水由道路两边雨水口收集，采用管道系统排放至东江。2) 供电负荷等级造纸厂每天 24 小时连续生产，每年生产 340 天，如供电中断将使浆料流失、产品报废、连续生产过程被中断，恢复正常生产秩序需要较长时间，每次停电都将使工厂蒙受较大经济损失，根据制浆造纸厂设计规范 ，本工程大部分用电设备属于二级负荷，要求供电可靠。电压参数根据本工程负荷容量及外部电源供电条件的限制，确定工程供电电源电压为10kV。厂区配电电压为 10
15、kV，高压电动机电压为 10kV，车间低压配用电电压为380/220V。供电方案本工程配套新建自备热电站一座, 发电机额定功率为 1x25000kW（最大发电功率为30000kW） ，发电电压为 10.5kV。发电机正常发电时，扣除自用电计算负荷约 3000 年产 30.0 万吨高强瓦楞原纸制浆造纸综合工厂设计 7kW（站用率 10%） ，实际最大可外供电约 27000kW，可满足全厂用电负荷要求。为保证热电站启动用电及发电机停运时能满足全厂供电要求，热电站应与电力系统联网。考虑到尽量简化系统接线，限制短路电流和今后运行管理的便利，拟定以 2回 10kV 线路直接与附近潢涌村 110kV 变电
16、站联网。本工程采用单母线分段接线，由 10kV 母线向各车间内 10kV 高压配电室放射式供电，再由各车间高压配电室以放射式向车间变电所或高压电动机供电。考虑到热电站今后的扩建，在总平面布置中，预留出 110kV 降压站的位置。3) 防雷措施本工程各主要建筑属于第三类防雷建筑物，设计设置防直击雷和防雷电波侵入的措施。为防直击雷，在建筑物上装设避雷网（带） ；为防雷电波侵入建筑物，对电缆进出线进口处将其金属外皮、保护钢管等与电气设备接地装置相连；热电站电气室外部分、废纸堆场等采用独立式避雷针保护。防雷接地装置与电气设备接地装置共用，接地电阻不大于 1 欧。4) 供汽本工程热负荷主要由生产用汽组成。本期工程拟新建热电站一座，以满足纸厂生产的用汽要求。本期工程对热力、电力的需求量较大，且热力、电力负荷常年较连续稳定，年运行时间达 7000 小时以上。为满足热力负荷的完全自给，尽量提高企业供电的
