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高纯度、低耗能多晶硅材料技术改造项目可行性研究报告(211页)
高纯度、低耗能多晶硅材料技术改造项目可行性研究报告(211页).docx
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其他可研
上传人:正*** 编号:813483 2023-11-17 209页 3.78MB
1、高纯度、低耗能多晶硅材料技术改造项目可行性研究报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月XX项目可行性研究报告建设单位:XX建筑工程有限公司建设地点:XX省XX市编制单位:XX工程咨询有限公司20XX年XX月205可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位:XX工程咨询有限公司资格等级: 级证书编号:(发证机关:中华人民共和国住房和城乡建设部制)编制人员: XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日 目录1、总论121.1 项目概况121.1.1 项目名称121.1.2 项目建设单位及其母公司简介121.2 项目的依据和原则151.2.1 项目的编2、制依据151.2.2 项目的编制原则161.2.3 项目研究范围161.3 项目提出的背景171.4 项目实施的意义及必要性181.5 研究结论201.5.1 简要研究结论201.5.2 存在问题与建议211.5.3 改扩后本项目主要技术经济指标212、市场分析与产业关联度分析232.1 多晶硅产业关联度分析232.2 市场分析242.2.1 市场需求预测242.2.1.1 国际市场预测252.2.1.2 国内市场预测272.2.2 市场供应分析292.2.2.1 全球多晶硅生产情况292.2.2.2 全球电子级多晶硅生产情况312.2.2.3 国内多晶硅生产情况322.3 项目前景352.43、 价格预测373、改扩项目建设方案383.1 建设规模383.2 产品方案383.3 建设内容393.4 总物料平衡404、工艺方案414.1 工艺技术特点414.1.1 工艺方案比较414.1.2 氢化工艺方案比较414.1.3 工艺技术方案的确定424.2 工艺流程简述444.3 装置消耗定额504.4 项目工艺技术分析514.5 项目改扩方案说明534.5.1 提纯工艺改扩方案534.5.1.1 设计理念534.5.1.2 提纯技改内容534.5.1.3 提纯工艺技术方案534.5.2 还原工艺改扩方案554.5.2.1 技改思路554.5.2.2 技改内容554.5.2.3 工艺方案54、64.5.3 干法回收工艺改扩方案564.5.4 氢化工艺改扩方案574.5.4.1 产能匹配574.5.4.2 工艺技术方案574.5 多晶硅装置主要设备的选择584.5.1 设备选择原则584.5.2 主要关键设备介绍584.6 设计、选型原则604.6.1 本项目设备选型634.6.2 设备明细表635、原辅材料和动力供应875.1 原辅材料供应875.1.1 原辅材料用量875.1.2 主要原材料规格875.1.3 供应可靠性875.2 动力供应885.2.1 公用工程用量885.2.2 动力供应条件885.3 外部配套条件885.3.1 资源优势885.3.2 交通方便,通讯发达895、5.3.3 电力配套条件良好905.3.4 地方政府的大力支持906、建厂条件916.1 地理位置及社会经济条件916.2 气象条件936.3 工程地质和水文地质条件946.4 基础设施条件966.5 交通运输条件976.2 厂址方案987、公用工程及辅助设施方案997.1 总图运输997.1.1 厂址概况997.1.2 总平面布置997.1.3 竖向布置1017.1.4 绿化布置1017.1.5 全厂运输1017.1.6 道路设计1027.1.7 设计中采用的总图运输标准、规范1027.2 给排水1027.2.1 概述1027.2.2 水源及供水概况1027.2.4 排水系统1067.2.56、 主要设备表1087.2.6 采用的设计规范1087.3 供电及电讯1097.3.1 供电1097.3.2 电讯1147.4 自控技术方案1167.4.1 全厂控制系统及仪表选型1167.4.2 自动控制系统公用工程消耗1197.4.3 设计中采用的主要标准及规范1197.5 蒸汽和脱盐水供应1207.5.1 蒸汽供应1207.5.2 脱盐水站1207.5.3 高纯水站1217.6 冷冻站1227.6.1 用冷要求1227.6.2 设计采用的主要标准规范1237.6.3 设计方案及能力1237.6.4 主要设备选型1247.7 空气和氮气供应1247.7.1 用气条件1247.8 分析化验、产7、品检验和贮运设施1257.9 维修及服务设施1257.10 土建1267. 10.1 自然条件1267. 10.2 设计采用的主要规范及标准1277.10.3 设计原则1287.10.4 主要建构筑物的形式1297.10.5 主要建构筑物一览表1297.10 暖通1317.11.1 概述1317.11.2 设计采用的标准规范1317.11.3 暖通空调室外设计气象参数1327.11.4 暖通空调设计方案1327.11.5 主要设备表1348、节能与节水1358.1 节能1358.2 节水1388.3 节能效果分析1398.4 结论1399、环境保护1409.1 建设地区环境现状1409.1.18、 地理位置1409.1.2 地形、地貌及地质特征1409.1.3 水文地质特征1419.1.4 气象特征1419.1.5 环境质量现状1419.1.6 生态环境现状1429.2 设计中执行的环保标准1429.2.1 环境质量标准1429.2.2 污染物排放标准1429.3 主要污染源及污染物1439.3.1 废气1439.3.2 废水1449.3.3 固体(液体)废物1469.3.4 噪声1479.4 控制污染的主要环保措施1479.4.1 废气治理措施1479.4.2 废水(液)治理措施1489.4.3 固废处置措施1489.4.4 降噪措施1499.4.5 绿化1509.4.6 清洁生产简9、述1509.4.7 环境管理与监测1509.5 环境保护投资估算1509.6 初步环境影响分析15110、安全卫生15210.1 编制原则和依据15210.1.1 编制原则15210.2.2 编制依据15210.2 建设项目危险有害因素分析15310.2.1 本项目涉及的有毒有害物质种类和数量15310.2.2 有毒有害物质职业危害性分析15310.2.3 危险性作业分析16810.3 设计中采取的安全卫生防护措施16910.3.1 安全技术措施16910.3.2 职业卫生措施17010.4 安全卫生管理17110.4.1 安全卫生管理机构17110.4.2 气体防护站17110.4.3 职业10、病防治17110.4.4 安全评价17110.4.5 重大事故应急措施计划17210.5 安全卫生投资估算17211、消防17311.1 编制原则和依据17311.1.1 编制原则17311.1.2 编制依据17311.2 工程的消防环境现状17311.3 工程的火灾危险性类别17311.4 消防设施17411.4.1 消防设施设计原则17411.4.2 消防水系统17411.4.3 可燃气体和有毒气体检测报警系统17411.4.4 泡沫灭火系统17411.4.5 小型灭火器材17411.4.6 全厂火灾报警系统17411.4.7 消防站17511.4.8 钢结构耐火保护17511.5 消防投11、资估算17512、工厂组织、劳动定员和人员培训17612.1 工厂体制及组织机构17612.2 生产班制及定员17612.3 人员的来源和培训17713、项目实施规划17813.1 项目计划进度17813.2 项目主计划进度表17814、改扩项目投资估算18014.1 投资估算18014.1.1 项目概况18014.1.2 编制依据18014.1.3 估算方法18014.1.4 项目投资及投资分析18014.1.5 其它说明18114.2 投资估算与资金筹措18114.3 投资范围及内容18214.4 投资概算18215、财务分析18415.1 财务评价依据、基础数据与参数18415.1.1 12、财务评价依据的主要经济法规和文件18415.1.2 财务评价基础数据与主要参数18415.2 资金筹措18615.2.1 项目总投资18615.2.2 资金筹措18615.2.3 资金使用计划18615.3 产品成本估算及分析18615.3.1 成本估算18615.3.2 单位成本分析18715.4 销售收入和税金估算18815.4.1 销售收入估算18815.4.2 税金估算18815.5 财务评价18815.5.1 盈利能力分析18815.5.2 偿债能力分析18815.5.3 不确定性分析18915.6 小结19015.7 主要财务报表190附表191附表 1 综合经济指标191附表 213、 新增投资用款计划估算表192附表 3流动资金估算表193附表 4生产成本估算表194附表 5固定资产折旧、摊销估算表195附表 6总成本费用估算表196附表 7销售收入及税金估算表197附表 8利润及利润分配表198附表 9贷款偿还平衡表199附表 10财务现金流量表(全部投资 )200附表 11财务现金流量表(项目资本金)201附表 12财务计划现金流量表202附表 13资产负债表203附表 14敏感性分析表204附图205一、区域位置图205二、总平面布置图206三、工艺流程简图207四、水平衡图208五、供电系统图2091、总论1.1 项目概况1.1.1 项目名称(1) 项目名称多晶硅14、业有限公司年产 8000 吨高纯度、低耗能多晶硅材料技术改造项目。(2) 项目建设地点工业园区。(3) 项目建设单位多晶硅业有限公司。法定代表人:1.1.2 项目建设单位及其母公司简介多晶硅业公司始建于 2008 年 4 月,一期新建多晶硅项目规模为 3000 吨/年,实际投资 23.5 亿元,工艺技术采用德国 SoMic 改良西门子法热氢化工艺, 关键设备采用德国进口(还原热氢化系统还原氢化炉 SiTec、调功柜 AEG、变压器 HTT,氯化氢合成炉法国卡朋罗兰,回收工序氢压机意大利西亚特)。公司于 2010 年 9 月份生产出第一炉多晶硅,所生产产品均达到准太阳能一级品标准,并销往全国各地15、。到 2012 年 5 月由于多晶硅市场低迷和大多多晶硅生产厂家改用了新工艺(冷氢化工艺)来生产多晶,使得生产成本大幅下降,公司没有即时跟进,生产成本偏高,停产至今。停产期间,公司对多晶硅生产工艺技术进行了充分的调研、考查和交流,并做了先进的升级改造扩产方案。升级改造一期项目从 2016 年 8 月份开始准备实施技术改造,到 2017 年 8 月份完成投料试车,产能改扩至 8000 吨/年;后续的升级改造二期计划从 2017 年开始再次进行技术改造,到 2020 年完成全部技改项目,通过两次技改后总产能可达到 18000 吨/年。公司多晶硅规划总规模最终要达到 50000吨/年水平。投资控股集16、团(以下简称集团)是多晶硅业有限公司的母公司,集团经过三十多年的风雨兼程、励精图治、解放思想、开拓创新,用创世界名牌、办百年强企的企业理想缔造了一个又一个商 业传奇,由单一的羊绒产业延伸至煤炭、电力、冶金、化工、能源等各大领域,形成了羊绒纺织服装、棋盘井循环经济重工业及能源化工三大事业板块,产业涵盖羊绒服装、煤炭、电力、铁合金、煤化工、氯碱化工、天然气化工、盐化工、PVC、水泥、多晶硅、地产置业以及海外产业等领域。目前,集团拥有总资产超过 608 亿元,拥有成员企业 100 余家,员工 40000多人。作为行业标志性品牌,以 667.97 亿元的品牌价值连续多年位居中国纺织服装品牌榜首,成为中17、国企业 500 强之一。市鄂托克旗棋盘井工业园区是集团于 2003 年以一企之力全力打造的又一大事业板块。园区坐落在京包银兰经济带的棋盘井镇,占地 26 平方公里,下辖煤炭、电力、冶金、化工事业板块及园区综合服务、供水、物流等产业, 成员企业 50 家,员工 16000 余人。公司以科学发展为主题,以科技进步和科技创新为主要支撑,安全生产和企业管理水平全面提升,企业综合实力不断增强;截至2015 年底,集团总资产突破 350 亿元,年利税 30 亿元以上;目前已形成年生产原煤 455 万吨,洗煤 480 万吨,硅铁、硅锰、特种合金等铁合金产品年产销 200 万吨以上,电力总装机容量 302 万18、千瓦,年产电石 130 万吨、PVC40 万吨、烧碱 30万吨、水泥 100 万吨、兰炭 60 万吨、石灰石 140 万吨、尿素 200 万吨、合成氨120 万吨的产能规模。各类产品远销美国、欧洲、日韩等地区;其中,硅铁合金产销量居世界第一,被誉为世界硅都;电力事业部保持着国内年发电 8200 小时以上的电力运行最佳行业标杆水平,园区拥有全球单系统产能最大的百万吨天然气尿素生产装置,成为内蒙古自治区推进大基地、大集群、大项目、大循环建设的典型 实践案例,被认定为首批国家级资源节约性、环境友好型试点企业、自治区级循 环经济示范企业、创新方法应用试点企业,是自治区重点培育和发展的 20 户大型企业19、(集团)之一。构建循环经济产业链条是集团的重要战略目标,是实现资源利用最大化和打造核心竞争力的根本,棋盘井工业园区紧紧围绕煤电高新技术、高清洁、高度环保的节能主干产业链条,构筑了五条主产业链:第一条产业链:煤炭电力(粉煤灰制砖,粉煤灰提取氧化铝)特色冶金微硅粉制取白炭黑、余热发电产业链。第二条产业链:煤炭焦化(兰炭供给冶金、电石)煤气煅烧白云石(石灰石)金属镁产业链第三条产业链:活性石灰电石PVC烧碱水泥产业链;第四条产业链:天然气/发电蒸汽合成氨尿素产业链;第五条产业链:工业硅/液氯高纯三氯氢硅多晶硅多晶硅下游产业链(拉晶、铸锭、切片、电池片组装及光伏电站等)。市鄂托克旗棋盘井镇于 197920、 年建镇,总面积 3614 平方公里,总人口 7.6 万人,辖 10 个村、嘎查,7 个居委会。其西与乌海市接壤,并隔黄河与宁夏石嘴山市相望,南北东均与鄂托克旗阿尔巴斯苏木接壤,109 国道与鄂托克至乌海公路贯穿镇区,是市与宁夏、乌海市相通的重要交通枢纽。该地区资源丰富、交通便利,地理位置优越,其中煤炭资源的地质储量为 9 亿吨,石灰石资源的地质储量为 100 亿吨,硅石资源的地质储量为 4.5 亿吨,高岭土资源的地质储量为3 亿吨,伴随煤炭开采后的洗选,有大量的煤矸石资源的积聚,并且天然气资源的地质储量也极为丰富,现已发展成为位于京包银兰经济带的工业重镇,是市重点高载能工业规划发展区。棋盘井21、工业园区成立于 2001 年,2001 年被内蒙古人民政府批准为自治区级工业园区,2003 年被列为自治区 20 个重点工业园区之一。工业园区规划总面积 60.28平方公里,现已开发 25 平方公里。在事业发展壮大的同时,集团牢记企业社会责任,在扶持产绒区各项事业发展、依法纳税、诚信经营、抗震救灾、扶贫济困、捐资助学、带动就业、为股东创造红利、保护地区生态环境等方面,均作出了突出的贡献。30 年来,集团共计为社会公益事业捐赠 2 亿多元,仅 2013 年一年,集团向深圳壹基金公益基金会捐赠 200 万元用于四川雅安等地震重灾区的救灾及重建工作。站在新的发展起点上,集团将继续以立民族志气,创世界22、名牌为使 命,遵循资源转换、循环发展的经营主线,继续奋发有为、事在人为的创业精神, 以更加雄厚的经济实力,更加坚定的发展步伐、更加高远的战略构想,实现温暖全 世界的宏伟愿景。本项目是多晶硅业有限公司年产 8000 吨高纯度、低耗能多晶硅材料技术改造项目。在原有 3000t/a 多晶硅生产线的基础上,采用当前国内外成熟、先进、稳定的多晶硅工艺技术水平和装备水平,结合现有的生产条件,对主工 艺及公辅设施进行核算和优化,实现生产各工序的技术提升和设备优化,充分利用 已有装置的能力,减少投入,新增部分装置,将多晶硅产能由 3000t/a 提升至 8000t/a。1.2 项目的依据和原则1.2.1 项目23、的编制依据本可行性研究报告的编制依据如下:(1) 国家实施西部大开发战略和国家产业政策;(2) 中华人民共和国可再生能源法(2005 年 2 月)(3) 国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定(国发201032号,2010 年 10 月)(4) 国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020 年)(5)工业转型升级规划(20112015 年)(国发201147 号,2011.12)(6) 国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见(国发201324 号, 2013年 7 月 4 日)(7) 产业结构调整指导目录(2011 年本)修正版(国家发改委,2013 年 5月 1 日实施)(8)24、 光伏制造行业规范条件(国家工信部公告,2013 年第 47 号,2013 年9 月 16 日)(9) 可再生能源“十二五”规划(国家工信部,2011.12)(10) 太阳能光伏产业“十二五”发展规划(国家工信部,2011.12)(11) 关于中西部地区承接产业转移的指导意见(国发201028 号);(12) 内蒙古自治区经济和社会发展第十二个五年规划纲要2011 年 1 月 22日,内蒙古自治区第十一届人民代表大会第四次会议通过;(13)2005 年 12 月 27 日内蒙古自治区人民政府关于批转自治区投资体制改革实施意见的通知内政发(2005)100 号;(14) 国务院关于进一步促进内蒙25、古经济社会又好又快发展的若干意见国发(2011)21 号;(15) 投资项目社会评价方法;(16) 太阳能级多晶硅GB/T 25074-2010(17) 多晶硅企业单位产品能源消耗限额GB 29447-2012(18) 多晶硅工程设计规范GB51034-2014(19) 改良西门子法多晶硅用硅芯 YS/T 1061-2015(20) 国家及地方有关政策、法律、设计规范及标准;(21) 参照中国石油和化学工业协会中石化协产发(2006)76 号文化工投资项目可行性研究报告编制办法;(22) 多晶硅业有限公司与中石化南京工程有限公司签订的年产 8000 吨高纯度、低耗能多晶硅材料技术改造项目设计合26、同。(23) 多晶硅业有限公司提供进行可行性研究报告工作的相关基础资料。1.2.2 项目的编制原则1) 项目建设必须遵守国家的各项政策、法规和法令,符合国家的产业政策、投资方向及行业和地区的规划。2) 采用引进国外的先进、成熟的工艺生产技术及先进的关键设备,确保装置操作运行稳定、能耗低、三废排放少、产品质量好。3) 以市场为导向,以提高竞争力为出发点,选择生产市场适销对路的产品, 产品的品种要适应市场需求的变化,产品无论在性能上,还是在价格上均应具有较强的竞争能力。4) 项目建设要十分重视环境保护、安全和工业卫生,三废治理、消防、安全、劳动保护措施必须与主体装置同时设计、同时建设、同时投运。污27、染物的排放必须达到规定的指标,并保证工厂安全运行和操作人员的健康不受损害。5) 以经济效益为中心,加强项目的市场调研,按照少投入、多产出、快速发展的原则,尽可能节省项目建设投资。鉴于多晶硅生产技术、设备、产品的快速发展,项目考虑同时建设研发基地,对一些技术难点将组织力量攻关,力争在原料和动力消耗、三废排放和处理、装置长周期安全稳定高负荷运行、产品质量等方面能不断进步,在稳妥可靠的前提下,实事求是地优化各项成本要素,最大限度地降低项目的经营成本,提高项目的经济效益,增强项目的竞争能力。1.2.3 项目研究范围本报告将研究建设以工业硅粉和液氯为原料生产多晶硅工艺装置,包括与之配套的公用工程和辅助设28、施。其主要研究范围如下:(1)8000 吨/年多晶硅生产装置(2) 与之配套的公用工程及辅助设施包括:供配电、给排水及消防水系统、循环水系统、脱盐水/高纯水站、冷冻站、空压/制氮站、暖通、中央控制室、分析化验室、污水处理、总图运输、产品储运、厂区供电外线及道路照明、全厂电讯等。(3) 本项目是利用一期 3000 吨/年多晶硅预留的建设用地来布置新建装置并对原有部分装置改扩建以达到 8000 吨/年多晶硅规模。本可行性研究报告对项目产品的市场需求、产品技改扩能方案及建设规模、工艺技术路线及主要设备选择、自动化控制方案、原辅材料及燃料供应、建厂条件、公用工程及辅助设施、节能与节水措施、三废处理及环29、境保护措施、安全卫生、消防及劳动保护措施、企业组织及定员、项目实施规划、投资估算及资金筹措、产品成本及经济效益等方面进行研究,在上述研究的基础上对本项目建设做出评价结论,为审批该项目提供决策依据。1.3 项目提出的背景随着全球煤炭、石油、天然气等化石能源资源消耗速度加快,生态环境不断恶化,特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化,人类社会的可持续发展受到了严重威胁。世界各国纷纷制定各自的能源战略,以应对化石能源资源的有限性和开发利用带来的环境问题。太阳能发电凭借其可靠性、安全性、广泛性、长寿命、环保型、资源充足性等特点已成为最重要的可再生能源之一,有望成为未来全球电力供应的主要支柱。在全球30、气候变化的背景下,低碳经济日益受到世界各国的关注。随着中国经济的快速增长,能源、资源、环境已成为未来发展严重的制约因素。发展低碳经济, 推动节能减排,成了当务之急。太阳能光伏发电以其清洁、源源不断、安全等显著优势,已成为保障我国能源供应战略安全、大幅减少排放和保证可持续发展的重大战略举措。一座MW 级电站年发电量可达180 万度,在25 年寿命期内总产出约4500万度电,累计可节约标准煤 17794 吨,减排二氧化碳 46264 吨。多晶硅是光伏发电产业的基础原材料,世界上多个发达国家均将其列为战略性材料。近年来光伏发电在中国、欧洲、美国和日本等地区和国家发展迅速,年均增长率达到 20%以上,31、在世界各种能源增长速率中名列第一。光伏产业的迅速发展, 带动了多晶硅材料的需求猛烈增长,我国多晶硅的生产规模也持续增长。2011 年全球经济再次遭遇经济危机,同时美国金融危机、欧债危机更使全球经济形势持续低迷,导致各国对光伏产业的补贴和支持持续减少,全球光伏市场增幅放缓低于预期,从而导致全球光伏产能的扩张速度大大超过了市场的增长速度。供大于求的局面的出现以及光伏市场的低迷导致多晶硅的市场价格迅速下滑,仅 2011年多晶硅价格下降已超过 64%,2015 年以来多晶硅价格已下降了 20%。随着这种供需阶段性失衡现象的存在,国外多晶硅企业凭借其规模、成本、长单和产业集群, 以及各个国家的政府扶持等32、优势,实施低价竞争策略,挤占我国的多晶硅市场份额。在这种严峻的形势下,我国多晶硅企业应从实际出发,以科学发展为主题,以发展循环经济为主线,大力推进科技攻关、技术创新和节能减排,通过技术改造的方式提升技术水平和装备能力,提高产品质量,降低生产成本,不断提高多晶硅产业的核心竞争力,保证国家战略性材料的产业安全。面对当前国内外复杂的政治形势和经济形势,项目单位结合企业自身发展状况和战略需要进行节能改造,在原有生产装置条件下,采用当前先进稳定的主流工艺和装备水平,进行优化提升;充分利旧原有装置,新增部分装置,使产能提升至 8000 吨/年,综合电耗降低至 100kWh/kg-Si。通过实施本项目能够使33、项目单位产量、质量提高,能耗降低,消化部分外界因素造成的成本压力,使项目单位摆脱困境,实现资产效益最大化。1.4 项目实施的意义及必要性本节能技改项目实施的意义及必要性如下:1. 符合国家产业政策多晶硅是太阳能光伏产业必不可少的基础工程材料,近年来国内外光伏产业的迅速发展,使对多晶硅材料的需求猛烈增长,国内多晶硅的供需严重失衡,大量进口。因此,多晶硅始终是制约我国太阳能光伏产业健康、安全发展的瓶颈,因而也成为了国家科技和产业政策鼓励优先发展的领域。虽然近期由于产能爆发性增长, 下游需求放缓,供求关系发生变化,市场价格快速回落;但从长远看随着一次又一次的石油危机,使人们认识到地球的化石能源终将耗34、尽,加上环境的日益恶化, 开发绿色能源、替代能源已被人们预测为改变我们未来 10 年生活的十大新科技之一,各国发展再生能源的意愿也在不断加强,多晶硅的市场容量会不断扩大,前景广阔。十二五期间,我国太阳能光伏产业发展迅速,已成为我国为数不多的、可以同步参与国际竞争、并达到国际领先水平的行业。加快我国太阳能光伏产业的发展, 对于实现工业转型升级、调整能源结构、发展社会经济、推进节能减排均具有重要意义。充分利用太阳能也对增加我国能源供应、保障我国能源安全及促进经济和社会可持续发展都有十分重要的意义;如今人类越来越清晰地认识到传统能源的有限性和不可再生,以太阳能为代表的可再生能源必将成为未来的替代能源35、,未来谁掌握了替代能源的主动权,谁就将掌握世界领导权。为此国务院发布的关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定,已将太阳能光伏产业列入我国未来发展的战略性新兴产业重要领域。在国家能源发展十二五规划中,明确指出将新能源技 术作为重点技术发展领域;在可再生能源十二五规划中,明确指出把发展可 再生能源作为重大战略举措;同时国家政策明确分布式发电将在城市工业园区、大型工业企业集中推广,且光伏发电价格已接近工商业用电价格,光伏发电的经济性将由此逐渐显现,工商业平价电价即将来临。其更直接的利好则在于,在光伏制造业出口受阻前景下,国内市场未来将逐渐加速消化过剩产能。有专家预计,未来国内市场将占到国内光伏电池生36、产量的 30%50%。国家相关政策的出台以及对光伏行业扶持力度的增加,将为多晶硅材料的健康发展奠定良好的基础。本项目符合国家新能源产业发展战略及相关产业政策,另外本项目具有整合优化、技术创新的性质,对于提高行业整体技术水平、节能降耗和提高产品质量有积极推动作用。2. 符合当地及建设单位的发展规划在市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要中,明确提出把传统金属硅产业向现代硅产业(多晶硅、有机硅)发展作为市工业发展 战略,把发展多晶硅产业作为市十一五规划中产业发展的重点。本项目 的建设可充分依托市丰富的硅、电资源,形成硅矿开采-硅铁-金属硅-多晶硅的硅产业链,从而实现将当地的资源优势转化为经济优势37、。本项目业主单位-投资控股集团坚持立足资源经济,发展循环经济, 壮大规模经济的战略方向,坚持着眼于经济模式,以产业集群整体参与竞争的发 展思路,坚持实业经营为主,资本运作为辅的经营方针,坚持以羊绒产业为事业 基础,工业园区为产业载体,煤炭产业为资源依托,电力产业为核心纽带、冶金产业和化工产业为主要拉动力的战略定位,在现有金属硅产能的基础上,进一步延伸 硅产业链,高起点发展多晶硅产业,走出一条五业并举,协同发展的新型集群化、 集中化、集约化的集团式发展道路,把工业园区建设成为世界硅都,实现集团公司的持续、健康、快速、和谐发展。多晶硅生产是高科技、资金密集、知识密集型产业。在市鄂克托旗棋盘井镇工业38、园区建设多晶硅生产装置,符合市十一五发展规划,以及建设单位的发展战略。3. 项目单位可持续发展的需要项目单位自 2012 年受多晶硅行业低靡等诸多因素影响停产至今,资产一直闲置未发挥其应有的作用。近几年虽与几家国内外企业进行较为深入的合作交流,但最终因各种原因未能达成合作共识。为了公司的可持续发展,本项目借助国内知名企业和设计院的成功利旧经验和深厚的技术积累,利用当前园区配套、资源优势和区位优势的良好基础条件,将多晶硅业有限公司现有资产进行技术提升, 合理利用,实现投资最小化,成本最优化。本项目实施节能技改提升,在现有产能基础上,采用国内外先进、稳定成熟的技术和装备水平,进行技术改造和装备能力39、提升,最大限度利用现有的装置产能水平,新增部分装置,以最合理的二次投入将多晶硅产能由 3000 吨/年扩产至 8000 吨/年,综合电耗降至 100kWh/kg-Si 以下,降低生产成本,将原有资产盘活,实现盈利,减轻公司的负担。同时,本项目建设实施可带动相关产业(如电力、工业硅、光伏、氯碱等)的发展,从而形成上下游、煤电硅一体化产业链,可促进地区相关产业的优势升级、高新技术产业的发展,实现资源优势向经济优势转化等方面起推动作用。1.5 研究结论1.5.1 简要研究结论(1) 本项目产品是发展太阳能光伏发电产业十分重要的基础材料,国内外市场需求增长迅猛,因此市场前景较好。本项目的建设有助于打破40、国外技术垄断,推动国内太阳能产业发展,符合国家产业政策。(2) 本项目在棋盘井镇工业园区建设。该区域地势平坦、交通方便、基础设施完善,依托条件好,建设条件优越。(3) 本项目对引进的工艺技术和关键设备经过方案比选和设计优化,在项目的实施中考虑对环境保护和安全卫生的要求,有害物质均经处理,不会对环境产生不良影响,确保生产长期、稳定、安全。(4) 从财务评价结果看,本项目投资税前、税后及资本金税后内部收益率分别为 16.64%、13.02%和 14.33%,均高于行业的基准收益率 11%和 13%,贷款偿还期为 8 年(含宽限期 2 年),同时每年上交各种税收 14466.07 万元,项目本身具有41、良好的经济效益,同时项目的环境效益和社会效益也十分显著。综上所述,我们认为本项目建设规模经济,建厂条件优越,技术先进,符合国家产业政策及环保要求,经济评价效益良好,具备较强的市场竞争能力和抗风险能力,本项目的建设是必要的。建议尽快予以审批,使其早日开工建设、早日投产、早日取得效益。1.5.2 存在问题与建议多晶硅生产工艺复杂,技术要求高。本项目拟采用引进国外先进、成熟的冷氢化工艺技术,并对原有部分关键设备进行技术改造,使本项目的生产技术达到当前世界先进水平。建议业主要加强在多晶硅生产技术人才队伍的建设,让设计人员尽早参与技术方案论证,确保设计基础数据和计算方法准确、完整。此外,要确保合理的设计42、周期,重大技术方案在设计中应多方案比较论证,对可能出现的问题要早有对策。特别要对关键技术和设备,要充分重视,做好技术交流、力争去制造厂家和生产厂家考察,消化吸收其技术,以化解工艺技术的风险。1.5.3 改扩后本项目主要技术经济指标本项目工程主要技术经济指标见下表。表 1-5-1 主要技术经济指标表序号项目单位指标备注一生产规模多晶硅装置t/a8000一期工程扩能二商品量多晶硅t/a8000太阳能级三年操作时间h8000四主要原材料1工业金属硅t/a90402液氯t/a19773氢氧化钠t/a64.04生石灰t/a1559五公用工程用量1工业用水m3/h293正常值2生活用水m3/h7正常值3电43、力负荷亿kWh/a8正常值六三废排放量1废气Nm3/h5574正常值序号项目单位指标备注2废水m3/h86.1正常值,其中 6m3/h 送工业园区污水处理,80.1m3/h 为清净下水3废渣t/a5558渣场填埋七运输量t/a261981运入t/a126402运出t/a13558八定员人413九总规划占地面积m2381041包括预留改造一期工程发展用地十工程项目总投资万元417291建设投资万元36981其中含进口设备 585 万美金2建设期利息万元679.163流动资金万元4068.84十一年均销售收入万元96000含税十二年均总成本万元61288.87其中年均经营成本万元49870.40十44、三年均净利润万元15046.78十四年均税金万元14466.071增值税和附加税万元9450.482所得税万元5015.59十五财务评价指标1总投资收益率(年均)%11.982投资利税率(年均)%17.093资本金净利率(年均)%10.644项目全投资4.1内部收益率%16.6413.02税前税后4.2净现值 ic=11%万元51334.5417860.97税前税后4.3投资回收期(静态)年6.477.54税前税后5项目资本金5.1内部收益率%14.33税后5.2净现值 ic=13%万元9069.89税后6贷款偿还期年8生产期等额偿还2、市场分析与产业关联度分析2.1 多晶硅产业关联度分析硅是45、地壳中丰度最高的固态元素,其含量为地壳的四分之一,但在自然界中不存在单体硅,多呈氧化物或硅酸盐状态。多晶硅材料是以金属硅为原料经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的硅材料,是硅产品产业链中的一个极为重要的中间产品。以硅为核心,可形成一个庞大的产业链,如下图所示:图 2-1-1 硅产品产业链多晶硅按纯度分类可以分为冶金用硅、太阳能级、电子级。冶金用硅是硅的氧化物在电弧炉中被碳还原而成,一般纯度为 9799.3%,最高可达 99.8%以上。电子级硅一般要求纯度高于 6N 以上,超高纯达到 9N-11N,其导电性介于 10-41010 欧厘米。太阳能级多晶硅纯度介于冶金级硅与电子级硅之间,至今未46、有明确界定。一般认为纯度在 6N 左右。太阳辐射地球表面功率约为 925W/m2,太阳能发电具有绝对的清洁性、安全性、资源的广泛性和充足性,光伏能源是二十一世纪最重要的新能源。自二十世纪50 年代研制成第一块实用的硅太阳能电池、60 年代太阳能电池进入空间运用、70 年代进入地面应用,太阳能光电技术已经历了半个世纪,太阳能电池产量迅速发展。目前,占主流的太阳能电池是硅太阳能电池,太阳能电池中 88%是硅太阳能电池; 而这些硅太阳能电池,无论单晶硅太阳能电池还是多晶硅太阳能电池,最初原料都是多晶硅,多晶硅产业与下游的电子信息产业和太阳能光伏产业的产业关联度非常高。因此,太阳能电池产业发展是拉动多47、晶硅材料产量大幅增长的主力军。太阳能作为可再生能源中重要的一种既丰富又无污染的新能源,是各国重点支持领域。近年来,各国纷纷出台政策,加大对发展光伏产业支持力度,使光伏产业在世界各种能源增长速率中名列第一。此外,以多晶硅为主要原料的半导体产业,是现代科学一个重要的领域,它的发展及其在各个领域中的广泛应用,极大地推动了科学技术进步和经济增长,对现代工业、农业、国防和人类生活的影响日益深入,在近代技术和国民经济中占有极其重要的地位。总之,多晶硅是人类社会进步、国民经济各部门及国防技术装备等领域不可缺少和替代的最重要的功能材料及基础材料。2.2 市场分析2.2.1 市场需求预测随着全球煤炭、石油、天然48、气等化石能源资源消耗速度加快,生态环境不断恶化,人类社会的可持续性发展受到严重威胁。太阳能发电凭借其可靠性、安全性、广泛性、长寿命、环保性、资源充足性等特点已成为最重要的可再生能源之一,有望成为未来全球电力供应的主要支柱。许多国家提出了明确的发展目标,制定了支持可再生能源发展的法规和政策,可再生能源技术水平不断提高,产业规模逐渐扩大,成为促进能源多样化和实现可持续发展的重要能源。光伏产业年均增长率达到20%以上,在世界各种能源增长速率中名列第一。截止 2015 年底,全球累计光伏装机容量超过 220GW,过去十年复合增长率达到 47.4%。据欧洲光伏行业协会(EPIA)预测,2020 年全球光49、伏累计装机容量将达到 345GW;而到 2030 年全球光伏累计装机量有望达到 1000GW;据欧洲欧盟委员会联合研究中心(JRC)预测,至 2050 年太阳能光伏发电将占全部发电量的25%,到 2100 年达到 64%,太阳能将成为未来能源结构的主导。随着中国经济的快速增长,能源、资源、环境已成为未来发展严重的制约因素。发展低碳经济,推动节能减排,成了当务之急。1 座 MW 级电站年发电量可达 180 万度,在 25 年寿命期内总产出约 4500 万度电,累计可节约标准煤 17794 吨,减排二氧化碳 46264 吨。太阳能光伏发电已成为我国能源供应战略安全、大幅减少排放和保证可持续发展的重50、大战略举措。多晶硅作为太阳能电池的原料,将是最重要的光伏材料。此外以多晶硅为基础原料的半导体产业也前景广阔,硅被称之为半导体之王,是最主要的半导体材料, 有 95%的半导体器件是由硅材料制作的,广泛应用于计算机、通信设备、汽车电子设备、工业电子设备、航空及国防军工等地方。随着光伏产业的迅猛发展和半导体产业的持续繁荣,多晶硅材料的市场空间将越来越广阔。2.2.1.1 国际市场预测光伏行业可以分为中上游制造环节和下游系统集成、电站开发及运营环节,由于目前光伏发电成本整体上仍然高于常规能源的发电成本,因此光伏行业的终端需求仍然不是完全市场化的,需求波动很大程度上取决于各国的相关行业政策变化。201051、 年全球光伏新增装机量构成中,欧洲占据 80%的绝对主导地位,而中国、美洲(主要是美国市场)及亚太地区(主要是日本市场)等新兴市场仅占到 18%。2013 年全球新增装机量构成中,中国、美洲及亚太地区等新兴市场占据了高达 71% 的份额,而欧洲新增装机量占比下滑至 28%。2014 年,全球光伏应用市场快速发展,全年装机量达到 43GW,同比增长 12%,全球光伏装机市场重心加速向亚洲转移;在利好政策的刺激下,2014 年中国新增光伏装机量高达 10.6GW,;日本全年新增光伏装机量达到 9.3GW,同比增长 36.8%,成长为全球第二大光伏市场;美国仍保持较快增长势头,新增光伏装机量达到创纪52、录的 6.3GW,同比增长 30%, 继续位居世界第三。下图为 2014 年全球光伏应用分布。图 2-2-12014 年全球光伏应用分布2015 年全球太阳能光伏累计安装量增长至 230GW。中国仍是全球光伏年装机量最大的市场,新增装机量约 17.8GW,连续三年成为全球第一大光伏应用市场; 美国紧随其后,新增约 8.2GW;而印度得益于国内政策的支持,光伏市场也增势强劲;德国和日本政府因对太阳能政策做出过相关调整,因而光伏年装机量有所下降。根据欧洲光伏行业协会资料中提供的数据,图 2-3 为 2000 年到 2015 年期间全球累计装机容量,下图为 2000 年到 2015 年期间全球每年新53、增装机容量。图 2-2-22000-2015 年全球年度累计装机量:MW图 2-2-32000-2015 年全球每年新增装机量:MW新能源是全球能源利用的重点开发区域,太阳能作为最清洁能源之一,尽管2015 年各国还在继续削减光伏补贴,但由于光伏组件成本继续下降促使光伏发电成本进一步下降,光伏应用市场仍受到投资者的广泛关注。光伏市场最主要的增长动力来自于中国、日本、美国等体量较大的市场,以及英国、印度、智利等新兴光伏市场。2015 年全球光伏装机市场达到 53GW。根据欧洲 EPIA、国际能源署、彭博新能源等发布的未来两年光伏市场需求数据,在最为乐观情况下,2016 和 2017 年全球光伏市54、场规模将分别达到 65GW 和78GW,按照每瓦装机量对应多晶耗硅量 5g 计算,对全球多晶硅市场需求分别为32.5 万吨和 39 万吨,加上每年约 3 万吨的电子级硅料,2016 和 2017 年全球多晶硅市场需求约为 36 万吨和 42 万吨。全球光伏市场将延续继续增长的势头。图 2-2-4光伏市场历年统计及未来发展预测2.2.1.2 国内市场预测在能源需求迅速增长、能源供应形势严峻以及环保、减排的压力下,国内光伏发电的发展趋势不可逆转。2014 年,为了进一步拓展我国光伏应用市场,破解光伏应用市场中存在的瓶颈问题,国家能源局通过多种举措推动应用市场规模化扩大,效果显著,2014 年我国新55、增光伏并网量达到 10.6GW,累计装机量 28.05GW,仅次于德国位居世界第二,全年光伏累计发电量达到 250 亿千瓦时时,同比增长超过 200%。2015 年新增太阳能装机预计 17.8GW。预估 2016 年中国新增光伏装机容量将达 20GW。在成本持续下降以及政策不断推动的背景下,国内光伏终端市场至少在未来 2-2-3 年内仍将保持目前的高装机量。根据欧洲光伏行业协会资料中提供的数据,图 2-2-5 为 2000 年到 2015 年期间国内累计装机容量,图 2-2-6 为 2000 年到 2015 年期间国内每年新增装机容量。图 2-2-52000-2015 年国内年度累计装机量:M56、W图 2-2-62000-2015 年国内年度每年新增装机量:MW2.2.2 市场供应分析2.2.2.1 全球多晶硅生产情况全球多晶硅生产规模持续扩大,2015 年全球多晶硅产能为 42.5 万吨,比 2014年(产能 39 万吨)增加 3.5 万吨。2015 年多晶硅产量再创新高,全球多晶硅产量达到 34 万吨,同比增长 11.5%;其中电子级多晶硅产量约为 2.9 万吨、太阳能级块状硅约为 28.9 万吨、颗粒硅约为 2.2 万吨。展望 2016 年.随着下游应用市场的不断扩大,多晶硅市场需求也在提高,全球新增产能和复工产能利用率逐步提升,产量也将进一步增加。2014 年全球多晶硅分布如图57、 2-2-7 所示,2008-2015 年全球多晶硅产量如图 2-2-8 所示。2015 年全球主要多晶硅生产企业产能与产量如表 2-2-1 所示。图 2-2-72014 年世界多晶硅分布格局图 2-2-82008-2015 年全球多晶硅产量表 2-2-12015 年全球主要多晶硅生产企业产能与产量企业国别2015 年产能(t)2013 年产量(t)2014 年产量(t)2015 年产量(t)江苏中能中国72000504406000065000瓦克Wacker德国/美国52000490004900052000OCI韩国52000380003800041000Hemlock美国42500310058、03100032000REC挪威18000197641592916300新疆特变中国1500079001200014000洛阳中硅中国150002350950012000ToKuyama日本/马来西亚15400800080009000SunEdison (MEMC)美国/韩国170006000400010000新疆大全中国12000480055009000合计-342000217254232929268300其它83000287466907171700世界-425000246000302000340000多晶硅产品价格未来仍将承压。2015 年多晶硅产品价格几乎已经处于历史最低水平,存量多晶硅59、仍在持续优化,增量也在蠢蠢欲动。一方面存量多晶硅仍有发展空间,国外多晶硅企业可通过多晶硅长单红利保持比较优势,而国内现有多晶硅企业在当前价格下大多也可保证现金流为正,并在积极技改降本,在多晶硅投资沉淀成本较高的情况下,其退出意愿不强。另一方面,增量多晶硅仍在扩大,由于多晶硅投资的后发优势,后进入者往往能享受到更多多晶硅技术进步带来的红利, 如布局、投资、技术、人才等,一些企业正利用在西北地区循环经济带来的低能源成本建设多晶硅工厂,而现存的多晶硅企业也在通过优化生产工艺增加产能。预计未来几年,部分 5000 吨规模以下的多晶硅工厂将由于财务压力,逐步停产整合退出,而国外多晶硅企业预计在长单红利逐60、步消褪后,业务由于持续的低利润而受到股东压力,也将逐步寻求整合,届时多晶硅产业将步入成熟发展期,结束结构性过剩局面,高质量、低成本多晶硅产能将出现市场缺口。改良西门子法仍将未来三年的主流。虽然从理论上看,流化床法生产工艺成本低,但实际情况并不乐观。一是现有企业流化床法生产成本仍较改良西门子法高, 如美国 REC 公司万吨级工厂的颗粒硅现金成本仍在 12 美元/公斤以上,新建的企业成本会更低。二是颗粒硅生产工艺仍较改良西门子复杂,如美国 MEMC 与三星合资新建的万吨级投产时间已比预期时间晚 2 年,至今仍未达产,而新建的使用改良西门子法技术的万吨级工厂在 15 个月以内投产已是常态。三是在面临61、流化床法或改良西门子法决择时,重心还是倾向改良西门子法。如德国 Wacker 公司从 2000 年开始研发流化床法,并于 2006 年实施产业化生产,但其在后续无论是2009 年在德国农特利茨新建的工厂还是 2011 年在美国田纳西州建设的工厂仍采用改良西门子法工艺。这三家企业也是全球为数不多的使用流化床法生产颗粒硅的企业,因此,当前的流化床法生产工艺仍有待技术进步,改良西门子法凭借其成熟的生产工艺,将主导未来几年多晶硅投资和生产。全球多晶硅生产将进一步向中国靠拢。中国多晶硅企业经过近几年的发展,在引进消化吸收基础上,基本上全面掌握万吨级多晶硅系统集成技术,系统投资大幅降低,目前千吨投资已降至62、 2 亿元/千吨以下,工艺技术得到极大优化,物料基本上实现闭路循环,新建工厂综合电耗和还原电耗已可降至 75kWh/kg 和 48kWh/kg, 在生产布局得到合理优化的情况下,综合成本已可降至 10 美元/千克以下。同时, 通过这几年的积累,我国多晶硅产品质量也在不断提高,已完全满足太阳能电池生产的质量需求,产品竞争力已处于全球领先水平。预计到十三五末期,随着国外企业长单逐步到期而使得红利消退(如 Wacker 仅 2014 年获得的长单调整获得的预付款和违约金就超过 2 亿欧元),国外多晶硅企业优势将会逐步丧失,我国太阳能级多晶硅产品将可完全实现进口替代,并转而带动半导体级硅料的突破,届时63、市场将出现 68 万吨左右的市场缺口。2.2.2.2 全球电子级多晶硅生产情况近几年来,随着半导体市场趋缓,对电子级多晶硅需求也趋向平稳,每年需求量较为稳定。2015 年,随着移动终端等的兴起,半导体市场大幅提升,接近千亿美元,也间接带动电子级硅料市场需求达到 2.9 万吨,同比增长近 4%。电子级多晶硅生产仍主要集中于美国、德国和日本等少数几家多晶硅企业,其中美国Hemlock 约 9000 吨,德国 Wacker 约 8000 吨,日本 Tokuyama 约 5500 吨,日本三菱约 3000 吨,MEMC 约 1500 吨,REC 约 1300 吨。中国和韩国的多晶硅企业已经能够供应电子64、级二级品多晶硅,可满足半导体分立器件生产需求,产量在百吨量级。展望 2016 年,电子级多晶硅供应量将进一步扩大。电子级多晶硅市场需求如图 2-2-9 所示。图 2-2-9全球电子级多晶硅需求量2.2.2.3 国内多晶硅生产情况从生产规模看,2014 年,我国多晶硅生产保持持续增长势头,全年多晶硅产量达到 13.6 万吨,占全球总产量的 45%,同比提升近 10 个百分点,与 2013 年产量 8.46 万吨相比,增长了 60.7%。2014 年多晶硅表观消费量为 23.2 万吨(我国多晶硅产量+多晶硅进口量-多晶硅出口量),供需仍有一定缺口,仍然需要大量进口。2008-2015 年我国多晶硅65、产能与产量如图 2-2-10 所示。2015 年我国主要多晶硅生产企业产能与产量如表 2-2-2 所示。从我国企业发展情况看,2013-2014 年我国多晶硅行业环境大幅改善,国产多晶硅价格和产量不断攀升,主要企业生产规模逐渐扩大,2013 年部分企业开始恢复生产,但未能实现满负荷运行,从 2014 年运行数据来看,恢复生产的企业已经 实现满负荷生产,甚至部分企业超负荷生产。全国产量排名前十的企业产能总计达 到 13.1 万吨,产量约为 12.5 万吨,占全国总产量的 91.9%,产业集中度较高,产量最大的江苏中能占全国总产量的 49.1%。国内主流多晶硅企业盈利情况明显好转, 成本控制能力持66、续增强。从企业生产布局看,除了规模优势较为明显的江苏中能外,其他企业多分布在西北地区。在多晶硅生产技术不断趋同的情况下,生产布局更多趋向于能源低廉地区。图 2-2-11 为我国多晶硅企业生产布局占比情况,内环为产能,外环为产量。图 2-2-102008-2015 年我国多晶硅产能/产量表 2-2-22015 年我国主要多晶硅生产企业产能/产量企业2015 年产能(t)2011 年产量(t)2013 年产量(t)2014 年产量(t)2015 年产量(t)江苏中能7200029410504406680070000新疆特变18000150079001750018000洛阳中硅1500081352367、50920012000新疆大全120004600480065009000四川瑞能100003386305058206000亚洲硅业100002292405042007000宜昌南玻60001500100047005000内蒙盾安8000800190030006000神州硅业45001000350044504500四川永祥1500014002000150011000合计 (t)1570005402380990123670全国总量 (t)2380008300084000132000图 2-2-11我国多晶硅企业生产布局情况(产能/产量)我国多晶硅产业发展趋势:1. 大企业产能利用率大幅提升,中小企68、业经营压力大2015 年多晶硅生产企业大多实现满负荷生产,产量创新高,平均产能利用率达到 86%。从企业披露财报看,大企业普遍已经扭亏为盈,但中小企业仍处于亏损状态,特别是中小企业普遍投产较早,设备比较陈旧,且规模大多在 5000 吨以下, 难以形成规模经济效益,在企业持续失血,不能通过技改促进生产成本下降的情况下,企业竞争力将会逐年减弱。2. 产业布局逐趋合理,能源低廉地区成为扩产重点区域在我国基本掌握多晶硅生产技术的大前提下,低廉能源要素成本已成为多晶硅企业核心竞争力。在西北部地区建设多晶硅工厂的主要优势:一是电力价格较便宜, 大工业用电普遍在 0.20.3 元/度,可有效降低生产成本;二69、是当地可配套煤炭等矿产资源,将其变现后可有效降低融资成本;三是投资降低,千吨投资平均可至 2 亿元,有效减少资本支出,并进而降低折旧;四是多晶硅产业具有明显后发优势,可充分利用先进设备和先进生产工艺,减低生产能耗和物耗。改造一期建成后生产成本在 6.8 万元/吨,远低于中东部地区多晶硅企业披露的数据。位于西北地区的多晶硅企业已在酝酿扩大生产规模,亚洲硅业和大全新能源均将扩产至 1 万吨以上。3. 多晶硅供需短期内仍存一定缺口在供应方面,我国在产的多晶硅名义产能在 2015 年到 2016 年将分别达到 18和 22 万吨,但考虑到多晶硅工厂的规模经济效益以及生产工艺技术方面等因素, 国内万吨级70、以下产能的工厂按有效产能对半折算,2015 年和 2016 年我国多晶硅有效产能约为 15.8 万吨和 18.4 万吨。在需求方面,我国多晶硅需求主要在于太阳能级硅片,2014 年,我国硅片产量约为 38GW(约消耗多晶硅 20 万吨),约占全球总产量的 76%,预计未来几年我过硅片的全球市场占有率将呈现稳中有升的发展局面。表 2-2-3 为我国多晶硅需求量计算表。从供需关系看,短期内我国多晶硅供需仍有缺口,大部分多晶硅生产企业因技术或设备等问题,其产能尚未完全释放,多晶硅产量尚未能满足国内市场需求,仍需依靠进口解决一部分。表 2-2-3 我国多晶硅需求量计算表年份全球装机量/GW硅片占比(预71、计)我国多晶硅需求量/ 万吨我国多晶硅总产能/ 万吨20144380%2015.620155080%2215.8(18.4)20166080%2418.1(22)注:括号内为名义产能2.3 项目前景电子信息产业是国家发展的支柱产业,太阳能光伏发电是绿色能源,作为半导体产业及太阳能光伏产业最基础的功能材料-多晶硅,是国家重点鼓励发展的产业和产品。环境污染对人类的生存正在发生着巨大的影响,新能源替代石化能源的紧迫性日益增加。尽管 2015 年各国还在继续削减光伏补贴,但由于光伏组件成本继续下降促使光伏发电成本进一步下降,光伏应用市场仍将受到投资者的广泛关注。展望 2016 年,随着下游应用市场的不72、断扩大,多晶硅市场需求也在提高,全球新增产能和复工产能利用率逐步提升。虽然市场形势严峻,但增量多晶硅仍会扩大。从全球多晶硅市场分布看,主要集中于中国大陆、中国台湾和韩国等地,尤其是中国大陆地区约占全球太阳能级多晶硅市场额的 80%,而电子级的市场主要集中在日本,约占电子级硅料全球份额的 55%。从目前的市场供应情况来看,中国大陆和日本自给不足,中国大陆能满足 63%的供给,日本只能满足国内需求的 40%左右。从整个行业的健康良性运行而言,大浪淘沙、优胜劣汰是必然的。市场相信的是实力,所以受增量多晶硅叠加优势影响,身处劣势的存量多晶硅必然要出局,其分水岭也应是从长单业务的终止,代工贸易的禁止,国73、外多晶硅供应商竞争渐处劣势开始迫于生存;而中国的增量多晶硅规模性释放产能的开始,就是新旧历史的形成期,从而使多晶硅行业进入一个成熟稳定期,中国也将成为名副其实的光伏新能源制造强国、大国。本项目依托当地丰富的硅、电力资源优势,以及工业园区良好的建设条件,采用国内先进的工艺技术和关键设备对现有的生产装置进行技术改造和装备提升。在现有的生产条件下,充分利用现有的装备能力,新增部分装置,使多晶硅的产能和质量提升,从而降低本项目产品的生产成本。本项目既符合国家发展新能源产业的政策,又拥有原材料、电力等资源优势,并具备了规模经济及技术优势;因此,本项目产品具有稳定的市场需求和较强的竞争能力,可为企业赢得较74、大的经济利润。以下图 2-3-1 是历年进口长单多晶硅实际价格走势图。图 2-3-1 历年进口长单多晶硅实际价格走势图(美元/kg)2.4 价格预测近几年我国光伏价格的发展态势整体向下。目前,市场相对处于冷淡期,但由于 2016 下半年全球市场需求不弱,国内市场有领跑者、扶贫和分布式等,市场相对乐观,另外,国外传统市场如美国、日本、欧盟等保持稳定,新兴市场如印度等在发电成本下降带动下,开始放量。因此预计 9 月份之后,随着国内市场的发展以及国外市场的带动,三季度末到四季度光伏市场将会回暖。虽然增速放缓,全年整体情况将好于预期。但是,在过去很长一段时间以来,德、美、韩多晶硅一直都依赖中国市场,因75、为在这些国家已经没有或很少有下游的光伏制造业了。国外多晶硅对华倾销,是导致多晶硅进口数量居高不下和价格波动的主要原因。而中国对韩国多晶硅反倾销措施,只是象征性的征收 2.4%-2.8%惩罚性关税。在推行贸易救济措施的背景下,不降反增的巨大进口量,最终导致目前我国多晶硅进口均价下滑至 17 美元/千克水平(不含税),国内多晶硅价格的下滑 14 万元/吨水平。为使本项目多晶硅产品在市场上具备较大的竞争能力,并保证项目投产后的经济效益,建议本项目技术经济分析按 12 万元/吨(含税)进行测算。3、改扩项目建设方案3.1 建设规模本项目是在多晶硅业有限公司 3000t/a 多晶硅生产线的基础上进行的876、000t/a 多晶硅节能技改项目。在原有基础上,保持原生产工艺基本不变,实现生产各工序的产能扩大、技术提升、设备优化,达到提质、节能、降耗和降本的目 的。通过还原炉节能改造、提纯流程优化、开发干法回收和流化床氢化新工艺、工艺尾气有效净化回收、热能综合高效利用等方式解决生产系统中的瓶颈问题,使各个生产装置间达到最优化匹配,生产装置和单体设备得到最大化利用;同时实现绿色生产、节能减排,提高产品质量的目的。本项目实施后将在很大程度上降低生产能耗,提高产品质量,还原利旧还原炉电耗低于 65kWh/kg-Si , 新增还原炉电耗低于 50kWh/kg-Si , 综合电耗低于100kWh/kg-Si,蒸汽77、消耗低于 30kg/kg-Si,技术达到国内领先、国际先进水平。超高纯多晶硅产量大幅提高,满足硅光伏电池高转化率、长寿命、低成本需求。3.2 产品方案太阳能级多晶硅产品方案:产量 8000t/a,太阳能一级品以上 95%,太阳能二级5%。执行标准为 GB/T25074-2010太阳能级多晶硅,产品质量要求见表 3-1-1。表 3-1-1 太阳能多晶硅质量指标(GB/T25074-2010)项目(一)太阳能级多晶硅等级指标(一)1 级品2 级品3 级品N 型电阻率,cm1004020P 型电阻率,cm500200100少数载流子寿命,s1005030氧浓度,atoms/cm31.010171.078、10171.51017碳浓度,atoms/cm32.510164.010164.51016项目(二)太阳能级多晶硅等级指标(二)1 级品2 级品3 级品施主杂质浓度 ppba1.53.767.64受主杂质浓度 ppba0.51.32.7氧浓度,atoms/cm31.010171.010171.51017碳浓度,atoms/cm32.510164.010164.51016少数载流子寿命,s1005030基体金属杂质,ppmwFe、Cr、Ni、Cu、Zn TMI 总金属杂质含量:0.01、Fe、Cr、Ni、Cu、Zn、TMI 总金属杂质含量:0.1Fe、Cr、Ni、Cu、Zn、TMI 总金属杂质含79、量:0.23.3 建设内容本项目是对已有生产线的去瓶扩能技改升级项目,主要是根据生产运行情况对 生产装置进行技术改造,满足扩能需求的同时达到节能降耗和提高产品质量的目的。建设内容主要包括以下几方面:1. 还原工序:(1) 对已有 18 台 18 对棒还原炉进行工艺、设备以及相配套的电仪、管道等进行优化改造, 将原有的 3000t/a 多晶硅产能提升至 3500t/a , 还原电耗由90kWh/kg-Si 降至 65kWh/kg-Si;(2) 拆除现有热氢化炉,利旧原有厂房,通过厂房结构改造,在原厂房内新增 8 台 36 对棒还原炉,以新增 4500t/a 多晶硅产能,还原电耗达到 50kWh/80、kg-Si。通过上述技改,实现总产能为 8000t/a 多晶硅。2. 提纯工序:(1) 对已有塔组流程、塔内件、物料特点,对工艺流程、装备能力进行核算, 合理分配塔组,以满足产能需求,同时充分考虑旧已有的设备和装置,减少投资;(2) 新增粗馏塔、精馏塔等塔组,以满足产能需求;(3) 在生产稳定和可操作性的前提下,运用多塔、多方式差压热耦合技术。提纯塔组中精馏塔、粗馏塔、干法精馏塔、回收塔和反歧化塔尽量采用差压热耦合技术,提纯能耗降低 4050%,节水 40%。3. 尾气回收工序:(1) 对现有的干法回收系统进行产能核算和优化改造,降低能耗,提升质量;(2) 对现有的热氢化尾气回收装置进行产能核81、算和优化改造,用于新增还原尾气回收;(3) 新增活性炭吸附,提升回收氢气的质量。4. 冷氢化工序:(1) 新增一条单线 12 万吨/年 TCS 冷氢化装置(含渣浆处理),匹配 8000 吨/年多晶硅产能需求;(2) 新增反歧化装置,处理还原和冷氢化副产生的二氯二氢硅。5. 优化全厂热能回收系统,热量综合回收,提高热回收效率。6. 公用工程根据主工艺改造方案,结合各自系统原有生产能力,核实和制定各自系统的重新分配方案。3.4 总物料平衡本项目多晶硅装置总物料平衡见附图三工艺流程框图。该图中的数据为平均值,经过对技术的理解、消化吸收、掌握后,实际原料消耗可能还会比图中的数值低一些,相应污染物和副产82、品的量也会更低些。4、工艺方案4.1 工艺技术特点4.1.1 工艺方案比较全球多晶硅生产主要有两种工艺,即改良西门子工艺和硅烷法工艺,从产能比较上看,改良西门子工艺占总产能 80%以上,硅烷法占 10%,其它工艺占 10%以下。改良西门子工艺是从传统西门子工艺改进而成。本项目工艺技术的基本特点是: 实现以安全、环保为出发点,以产品品质为核心,以节能降耗为理念,结合现有工艺流程和装备能力,采用国内外先进工艺技术,优化工艺路线,提升装备能力。表 4-1-1多晶硅生产工艺方案比较表名称硅烷流化床法改良西门子法原料来源硅粉,四氯化硅,氢气硅粉,四氯化硅,氢气工艺复杂程度设有冷氢化、歧化、精馏、硅烷分解83、尾气回收等车间,工艺较为复杂设有冷氢化、精馏、硅还原、整理、还原尾气回收等车间,工艺复杂工艺成熟度全球仅有 MEMC 和REC 连续生产技术先进成熟安全性温度压力较高,含有硅烷、氢气介质, 非常危险温度压力较高,含有氢气介质, 危险产品纯度太阳能级以上电子级生产成本15$/kgSi1825$/kgSi生产投资大 于 冶 金 法 , 小 于 西 门 子 法(10000T/年多晶硅项目固定资产投资减少 1 亿$)投资最大存在问题硅烷气体是一种易燃易爆的气体,对系统的气密性要求比三氯氢硅法高, 所以系统的硬件建设标准比三氯氢硅法要高,在硬件过硬的基础上加强安全生产管理,以免硅烷气体的泄露造成燃烧、84、爆炸事故的发生投资大,成本较高结论一硅烷法流程简单,投资较少,发展前景好,投资大,工艺流程复杂结论二工艺不太成熟,生产危险性高工艺成熟可靠,发展前景好4.1.2 氢化工艺方案比较目前,国际上已投入工业运行的四氯化硅氢化系统主要有两种工艺:热氢化工艺和冷氢化工艺。两种氢化工艺优缺点的比较见下表 4-2-2。表 4-2-2两种氢化工艺比较表热氢化冷氢化技术成熟性成熟成熟,国内目前已有完整的生产线在运行操作压力0.6 MPa( G)2.5 MPa( G)操作温度1250550反应原理SiCl4+2H2SiHCl3+H2Si+3SiCl4+2H2 4SiHCl3占地面积注 1100%80%( 减少氢化85、尾气回收占地面积)建设投资注 2100%90%( 减少氢化尾气投资)生产成本注 3100%80%生产维护较易较难操作技术要求一般较高优点汽相反应;不需催化剂;连续; 易操作和控制;维修量小;反应无硼磷杂质带入,后续的精馏更简单;蒸汽耗量低;工艺成熟,有可靠的技术来源。硅粉加入,是普通的流化床反应; 电耗低; STC 转化率高; 国外装置运行时间长,国内已有运行经验,有可靠的技术来源。是多晶硅生产工艺的发展方向。缺点反应是电氢化还原反应,电耗高; STC 转化率低( 15% 20%), 多晶硅产品含 C 较高, 加热用石墨棒消耗多,成本高。是气固反应,连续操作;操作压力高;反应温度低,电耗低。对86、设备硬件的要求高。电耗4kWh/kgTCS0.5 kWh/kgTCS综上比较,二者各有优缺点,但后者操作成本更低。考虑公司自身滚动式发展需求,盘活存量资产,前期依托利旧一期现有热氢化设备,将 3000t/a 产能的多晶硅还原及配套装置,通过技节能降耗、技术革新和新增加冷氢化工艺替换原来的热氢化工艺并增加部分工艺装置及配套公用工程装置,达到 8000t/a 的产能,由于公司多晶硅生产工艺最终采用冷氢化技术,本可研按冷氢化工艺进行编制。4.1.3 工艺技术方案的确定综合以上两种工艺方案,虽然硅烷流化床法,成本相对较低,但目前操作的安全性很难保证,而且,技术仅掌握在少数几家公司手上。因此,本项目采用87、相对成熟,相对安全的改良西门子法配套冷氢化工艺,即经过精馏提纯的三氯氢硅在纯氢气环境下,在 1080的硅芯表面沉积,生成多晶硅,产品为棒状。还原反应后的尾气通过低温吸收法分离回收,分离出的氯硅烷到精馏提纯,氢气回还原炉循环使用, 氯化氢返回到三氯氢硅合成车间合成三氯氢硅。从精馏分离出的四氯化硅到冷氢化反应器转化为三氯氢硅,精馏的产品三氯氢硅则到还原炉生产多晶硅。该工艺实现完全闭环生产,技术成熟,生产稳定、安全、可靠,产品质量稳定。其工艺主要特点如下:(1) 采用先进的冷氢化技术。四氯化硅循环使用,且绝大部分可以转化为三氯氢硅,利用率高,降低了多晶硅生产的单位电耗。使多晶硅生产系统的废气、废液、88、废渣排放量、排放种类大大减少,环境保护从根本上得到了保证。更强化了物料的内部循环,大大减少了外购原料数量,从原料上对多晶硅质量更有保障。(2) 冷氢化采用湿法除尘系统,污染小、除尘彻底,且能除去金属杂质。(3) 三氯氢硅提纯装置,确保 SiHCl3 质量关,这是满足 8 英寸以上多晶硅片质量及品质的最重要环节。(4) 采用高效的压差耦合精馏工艺系统,降低了能耗及物料消耗。(5) 采用大流量、高沉积速度的 36 对棒还原炉工艺技术,大幅度提高了单炉年产量,单炉产量达到 6.0 吨,降低了能耗,土建及配套设施投资降低。(6) 采用还原尾气的干法回收技术,原料综合回收率高,分离的氢气、氯化氢产品质量89、高,使混合气中的各种有用物料得到最大限度回收利用,减少原材料的补给量,有利于提高多晶硅产品品质,也减少了环境污染。(7) 采用双相可控硅的还原电气自动控制技术,提高了还原的成功率、产量和安全性。(8) 采用还原热能综合利用技术,降低了综合能耗。(9) 完善的产品后处理技术,全部按国际标准进行生产、净化、包装和运输。(10) 在系统综合回收减少原料损耗的基础上,设计有完善的尾气、残液处理系统和先进的废水循环处理系统,确保了各项指标均符合国家环保要求。(11) 采用先进的 DCS 自动控制系统,过程、产量、质量更稳定。本项目是在多晶硅业有限公司已有规划用地内,依托现有及已建的部分公用工程及公共设施90、,依托一期项目的热氢化、合成、氯碱等装置,先期新建 5000 吨的多晶硅还原及配套装置,后续再对新建 5000 吨装置进行节能降耗改造(如热氢化工艺改为冷氢化工艺等),新增部分工艺装置和公用工程,最终建年产 13000 吨多晶硅的生产能力,从而有效的降低多晶硅单位产品电耗,实现节能降耗、降低生产成本,提高规模效应,提高企业经济效益和市场竞争力。改造一期 8000 吨/年太阳能级多晶硅装置工艺流程由以下主要工序组成:氢气制备与净化工序V5300液氯汽化工序V5400氯化氢合成工序V5500三氯氢硅合成工序V1200冷氢化工序V1000氯硅烷精馏工序V1300氯硅烷贮存工序V1400还原工序V1591、00(含硅芯制备及产品整理)尾气回收工序V9200废气处理工序V9100废水处理工序V81004.2 工艺流程简述1) 氢气制备与净化工序V5300在电解槽内脱盐水经电解制得氢气。电解制得的氢气经过冷却、分离液体后, 进入除氧器,在催化剂的作用下,氢气中的微量氧气与氢气反应生成水而被除去。除氧后的氢气通过一组吸附干燥器而被干燥。净化干燥后的氢气送入氢气贮罐,然后送往氯化氢合成、还原及氢化工序。电解制得的氧气经冷却、分离液体后,送入氧气贮罐。出氧气贮罐的氧气送去装瓶或放空。2) 液氯汽化工序V5400外购的液氯钢瓶运送入本工序厂房内实瓶区存放,使用后的液氯钢瓶吊运至空瓶区存放并定期运出。从钢瓶放92、出的液氯,引入液氯汽化器内被热水加热而汽化。汽化生成的氯气经过氯气缓冲罐,然后送往氯化氢合成工序。为保证安全,本工序设置有一套主要由废气处理塔、碱液循环槽、碱液循环泵和碱液循环冷却器组成的含氯废气处理系统。若有氯气从液氯钢瓶或液氯汽化系统泄漏到空气中,区域内的含氯空气可被抽入废气处理塔,用氢氧化钠水溶液洗涤除去气体中的氯。必要时,液氯汽化系统设备、管道内的氯气也可以送入废气处理塔内用碱液洗涤除去。废气处理系统保持连续运转,以保证可以随时接收并处理含氯气体。3) 氯化氢合成工序V5500从氢气制备与净化工序来的氢气引入氯化氢合成炉底部的燃烧枪。从液氯汽化工序来的氯气经氯气缓冲罐,也引入氯化氢合成93、炉的底部的燃烧枪。氢气与氯气的混合气体在燃烧枪出口被点燃,经燃烧反应生成氯化氢气体。出合成炉的氯化氢气体流经冷却后,被送往三氯氢硅合成工序。为保证安全,本装置每条生产线设置有一套主要由两台氯化氢降膜吸收器和两套盐酸循环槽、盐酸循环泵组成的氯化氢气体吸收系统,可用水吸收装置因负荷调整或紧急泄放而排出的氯化氢气体。该系统保持连续运转,可随时接收并吸收装置排出的氯化氢气体。5) 三氯氢硅合成工序V1200原料硅粉经氮气输送,通过硅粉缓冲槽而被卸入硅粉加料槽。用氢气置换加料槽内的气体并升压至与下方平衡后,硅粉用安装于加料槽底部的供料阀送入三氯氢硅合成炉进料管。从氯化氢合成工序来的氯化氢气,与从尾气回收94、工序送来的循环氯化氢气混合后,引入三氯氢硅合成炉进料管,将管内的硅粉挟带并输送,从底部进入三氯氢硅合成炉。在三氯氢硅合成炉内,硅粉与氯化氢气体形成沸腾床并发生反应生成三氯氢硅, 同时生成四氯化硅、二氯二氢硅、金属氯化物、聚氯硅烷、氢气等产物,此混合气 体被称作三氯氢硅合成气。该反应大量放热。合成炉外壁设置有水夹套,通过夹套 内水的汽化带走热量以维持炉壁的温度。出合成炉顶部挟带有硅粉的合成气,进入由二级喷射器组成的除尘系统,用冷凝的氯硅烷液体洗去部分夹带的硅粉后,送入汽提塔内,继续用氯硅烷液体洗涤, 气体中的部分细小硅尘被洗下。除去了硅粉而被净化的合成气中,除了氯硅烷之外, 还含有氯化氢和氢气。95、用冷剂将氯硅烷冷凝下来,部分返回汽提塔用于洗涤,部分送氯硅烷贮存工序;不凝的废气送往废气处理工序。洗涤后的氯硅烷含有硅粉颗粒,送往密闭压滤机进行压滤,滤渣送废水处理工序处理,滤液则返回汽提塔循环使用。6) 冷氢化工序V1000工业级硅粉通过硅粉气体输送装置送至硅粉干燥器,干燥后排入硅粉中间仓。硅粉在硅粉中间仓中由氢气带入冷氢化炉(流化床)中。提纯后的四氯化硅经过加压、预热后送至四氯化硅汽化器,汽化后的四氯化硅气体经过加热器进一步加热后送至冷氢化炉(流化床)中。循环氢气和补充的新鲜氢气经各自的压缩机加压后混合,按与硅粉规定比例经过预热器、加热器加热后与四氯化硅一起送至冷氢化炉(流化床)中。在冷氢96、化炉(流化床)内硅粉与四氯化硅与氢气发生气固流化反应,主要化学反应方程式如下:Si +3SiCl4 +2H24SiHCl3反应后的氯硅烷混合气体经过急冷除尘系统,以除去反应气体中夹带的细微硅粉颗粒及催化剂颗粒,同时使反应气体得到了降温。在此过程中,反应产物分为气相及液相两种不同的相态。其中气相经过冷凝器冷凝气液分离,冷凝液回收得到主要为氯硅烷的混合液, 送入粗馏提纯工序分离,不凝气而主要组份为氢气,经循环氢气压缩机加压循环使用。急冷除尘系统的液相部分是含有硅粉及催化剂固态颗粒的氯硅烷液体,该部分液体经过浓缩,将固含量提升至 20%(质量),然后排出合成系统,进入渣浆处理系统,在渣浆处理系统内,97、通过一系列的蒸发干燥,将该物料浓缩成固含量为 90% 的膏状物,膏状物用 Ca(OH)2 水溶液进行水解,水解物经中和压滤作为工业垃圾处理。此过程蒸发出的氯硅烷经冷凝回收,作为生产原料重新进入冷氢化系统。7) 精馏及歧化三氯氢硅的精馏原理为:利用原料各种组分或成分在一定压力、温度下挥发度不同的特点,采用高效筛板塔或填料塔进行有效分离,最终得到产品纯度满足电子级要求的三氯氢硅产品。精馏是保障多晶硅产品质量的最重要环节,只有在此环节对三氯氢硅中的杂质进行有效、彻底的分离,才能保证还原多晶硅的内在质量。三氯氢硅的精馏技术在国内已有多年成功的生产运行经验,技术成熟可靠。精馏工段包括氯硅烷重分塔、TET98、 提纯塔,氯硅烷轻分塔、DCS 反歧化、TCS 高纯精馏塔组、回收氯硅烷精馏塔。来自冷氢化工序的急冷塔的氯硅烷进氯硅烷重分塔,进行 TET 的分离,塔顶出料经冷却冷凝器冷凝,冷凝液进入冷凝液罐经回流泵一部分送至塔顶作为回流,另一部分送至 TCS 轻分塔,塔顶的不凝气经废气总管进入三废处理单元,塔釜的四氯化硅进入 TET 提纯塔提纯。含有杂质的 TET 进入 TET 提纯塔后。塔顶出料经冷却冷凝器冷凝,冷凝液进入冷凝液罐经回流泵一部分送至塔顶作为回流,一部分采出液为高纯 TET,去 TET 冷氢化工序和来自罐区的 TET 一起进行氢化反应。塔釜含有少量杂质的 TET 进入罐区外卖氯硅烷储罐。来自99、氯硅烷重分塔塔顶的氯硅烷进入氯硅烷轻分塔,进行 TCS 和 DCS 的分离, 塔釜的 TCS 经过分离后三氯氢硅的含量99.9%,再进入 4 个串联的精馏塔提纯。塔顶的含少量 TCS 的 DCS 和来自 TET 罐区的 TET 一起进入反歧化塔,进行歧化反应,歧化反应后的氯硅烷经过一个分馏塔进行分离,塔顶的富含 B 杂质的轻组分送到罐区外卖氯硅烷储罐,塔釜含 TCS、TET 的氯硅烷返回合成氯硅烷重分塔重新分离。TCS 高纯精馏塔组由是 4 个串联的精馏塔(TCS 脱低塔、TCS 脱重塔、TCS 脱低塔、TCS 脱重塔)组成,来自 TCS 轻分塔的99.9%的 TCS 通过 4 塔精馏后,TC100、S 的纯度为 99.99999,送到高纯 TCS 储罐,再送到还原工序,塔 顶和塔釜收集的纯度较低的TCS 汇集到一个中间罐,再返回氯硅烷轻分塔回收TCS。来自尾气回收工序的氯硅烷进入氯硅烷分馏塔。塔顶出料经冷却冷凝器冷凝, 冷凝液进入冷凝液罐经回流泵一部分送至塔顶作为回流,分离 TET 的 TCS 进入下一级精馏塔提纯后,进入高纯 TCS 储罐供还原使用。精馏分离出来的二氯二氢硅送至歧化反应工序,四氯化硅和二氯二氢硅按一定比例混合后进行预热至约 80进入反歧化反应器,其主要反应:SiCl4 +Si H2Cl2(催化剂)2SiHCl3 8)氯硅烷贮存工序V1400本工序设置以下贮槽:100m3101、 粗氯硅烷贮槽、100m3 精制三氯氢硅贮槽、100m3 精制四氯化硅贮槽、100 m3 排放地槽、20 m3 安全阀排放槽等。从三氯氢硅合成工序分离得到的粗氯硅烷液体,送入粗氯硅烷贮槽中贮存,然后作为原料送至氯硅烷精馏工序的粗馏塔。在氯硅烷精馏工序得到的精制三氯氢硅,送至精制三氯氢硅贮槽,与来自尾气回收工序的循环三氯氢硅合并后,作为原料送至还原工序的还原炉中。9)还原V1500来自氯硅烷贮存工序的精制三氯氢硅,送入本工序的三氯氢硅汽化器,被蒸汽加热汽化。从三氯氢硅汽化器来的三氯氢硅气体,与氢气一起送入还原炉内。在还原炉内通电的炽热硅芯/硅棒的表面,三氯氢硅发生氢还原反应,生成硅沉积下来, 使102、硅芯/硅棒的直径逐渐变大,直至达到规定的尺寸。氢还原反应同时生成二氯二氢硅、四氯化硅、氯化氢和氢气,与未反应的三氯氢硅和氢气一起送出还原炉,送往尾气回收工序进行回收。主要反应式如下:2SiHCl3+(H2) Si+SiCl4+2HCl+(H2)定期开炉卸出多晶硅棒,安装硅芯。多晶硅棒送去破碎、清洗、包装。还原炉炉筒夹套通入热水,以移除炉内炽热硅芯向炉筒内壁辐射的热量,维持炉筒内壁的温度。出炉筒夹套的高温热水送往热能回收工序,降温后循环回本工序各还原炉夹套使用。硅芯制备与产品整理多晶硅块生产工艺太阳能级多晶硅块处理工艺:从还原工序送来的成品硅棒运至破碎准备间,首先采用专用金属榔头去除石墨头,再将103、硅棒放至破碎间的抗冲击操作台上,其表面需设防震措施,周边有 50100mm 围堰,自带抽风除尘装置且一端设分选筛并有10 度的倾斜。对硅棒进行破碎,完成破碎的硅块由人工推入分选筛中,使硅块的线长在 6100mm,不合格的硅块重新破碎。完成分选后的合格多晶硅块送至包装工序。硅芯生产工艺硅芯料送至硅芯拉制工序,经硅芯炉拉制成 82500 的硅芯。拉制好的硅芯经切割、钻孔、打磨、喷砂、清洗等工序后测其电阻率,最后送至硅芯酸洗间酸洗干燥。硅芯的存放和运输:经过腐蚀清洗和烘干的硅芯用洁净塑料袋密封包装,按1 炉 1 包存放于硅芯货架中备用。10) 尾气回收工序V9200尾气来自还原工序,经过一系列的冷却104、冷凝器,大部分的氯硅烷冷凝为液体, 送至 HCl 蒸馏塔。不凝气体送至压缩机提压至 1.3MPaG,经冷却器后送至 HCl 气体吸收塔,用大量的氯硅烷洗涤 HCl。未被吸收的氢气送至吸收塔提纯氢气,提纯后的氢气纯度为 99.9995%(v),可以直接返回还原工序继续参与反应。HCl 气体被氯硅烷吸收送至 HCl 蒸馏塔进行分馏,HCl 从塔顶出来送至冷氢化工序,氯硅烷由塔釜排出一部分送至HCl 吸收塔吸收HCl 气体,其他送至精馏工序进行TCS 和TET 分离回收。氢气吸附塔需要定期进行再生,再生废气经压缩机后返回回收系统,产生的废液排至收集槽。11) 废气和残液处理工序V9100废气精馏工序105、各精馏塔顶排放的含氯硅烷、氮气的废气,及含氯硅烷、氢气、氮气、氯化氢的多晶硅还原炉置换吹扫气和多晶硅还原炉事故排放气,通过废气总管进入三废处理单元,来自废气总管的废气依次通过一级淋洗塔,二级淋洗塔,水封罐后达标排放。一级淋洗塔:采用回用的循环水排污水洗涤,大大降低了新鲜水的消耗。废气中的氯硅烷(以 SiHCl3 为例)和氯化氢与水发生以下反应而被除去:SiHCl3+(2+n)H2O=SiO2nH2O +3HCl+H2含二氧化硅水合物通过泵加压后,经过一级板框压滤机压滤,压滤后的酸性水循环回水解塔继续使用,通过向水解系统补充定量的新鲜水,保持循环液的 pH 值稳定在 34 之间,多余的酸性水进入106、 pH 中和罐和来自循环碱洗塔排除的稀碱液中和 pH 到达 69 后,再经过二级板框压滤机压滤,压滤后的废水达标后排放进入园区的污水处理厂。二级淋洗塔:采用稀碱液循环洗涤,吸收废气中的 HCl 气体NaOH+HCl=NaCl+H2O通过向循环洗涤塔补加 32%的烧碱液维持碱洗塔的碱度,同时将部分稀碱液排放到 pH 中和罐进行废水中和。洗涤后的废气中含有少量的碱液,通过一个经水封罐洗涤后达标排放放空。烧碱液来源为工业园区氯化氢制备装置副产的烧碱。废液本项目主要废液为冷氢化装置排放的含高沸物、硅粉的硅烷,主要组成为四氯化硅(7wt)、其他杂质(93wt)。含硅烷废液通过水解生成稀盐酸溶液及二氧化硅107、水合物,然后进入废水处理单元,经压滤机压滤酸性废水进入 pH 中和罐进行中和,合格后送至园区污水处理站。通过压滤机压滤的固体二氧化硅废渣通过填埋处置。12) 废水处理工序V8100来自废气处理工序的废酸和废碱、来自渣浆处理单元废液在此工序进行混合、中和后,加入絮凝剂进行絮凝,然后用压滤机进行压滤。滤渣(主要为 SiO2、硅粉等)送渣厂堆埋。滤液主要为 CaCl2 和少量 NaCl 溶液,将进行蒸发、浓缩和结晶。蒸发冷凝液循环利用(配置石灰水和 NaOH 溶液),结晶得到的固体氯化钙等送渣厂堆埋(或回收利用)。来自硅芯制备和产品整理的少量废氢氟酸和废硝酸,用碱液中和后,生成的氟化钙和硝酸钙溶液,108、然后用压滤机进行压滤。滤渣(主要为氟化钙)送渣厂堆埋。将滤液蒸发、浓缩和结晶。蒸发冷凝液循环利用(配置石灰水),结晶固体氟化钠和硝酸钠等送渣厂堆埋。4.3 装置消耗定额经节能技改技术,形成 8000 吨/年多晶硅产能,整个生产装置消耗定额如下表4-3-1。从表中可以看出,各项指标均大大优于技改前装置消耗定额。表 4-3-1年产 8000 吨多晶硅装置消耗定额表名称主要规格单位每公斤多晶硅产品消耗定额消耗量备注小时(正常)小时(最大)年(平均)原料、燃料、辅助材料工业金属硅Si99%kg1.1301130液氯一级品, Cl299.%, H2O0.04%,NCl30.002%,不挥发残渣0.015109、%.kg0.2471247.1NaOH固碱kg0.0088生石灰kg0.1949194.9公用工程循环水0.3MPa(G)m31010000氢气2.0MPa(G), H299.999%Nm30.125125名称主要规格单位每公斤多晶硅产品消耗定额消耗量备注小时(正常)小时(最大)年(平均)氮气0.7MPa(G), N299.999%,O25ppm,露点-50Nm33.6003600考虑系统置换、现场紧急情况压缩空气及仪表空气0.6MPa(G),露点-40,无油及机械杂质Nm31.8001800蒸汽1.0MPa(A),正常工况t0.03030电kWh1004.4 项目工艺技术分析本项目针对多晶硅110、业现有多晶硅生产系统状况进行节能技改,提升产能,节能降耗,并提高产品质量。采用国内外先进成熟的多晶硅生产工艺技术及装备水平,结合现有主工艺装置及公辅设施的技术水平和装置能力,进行优化核算, 充分利旧现有的装置和设备,减少投入。能力不足的考虑新增装置或设备,实现产能需求,降低生产成本。本次技改项目主要技术方案如下:1. 多晶硅还原技术:采用当前先进的还原技术,对原有的 18 台 18 对棒还原炉进行优化升级,对配套的电器、管道、仪表等进行改造,将原有的 3000 吨/年产能扩大至 3500 吨/年,还原直接电耗由 90kWh/kg-Si 降至 65kWh/kg-Si;采用当前主流、成熟稳定的 3111、6 对棒还原炉炉型和相配套的电器、工艺及辅助设施,增加 8 台 36 对棒还原炉,增加 4500t/a 产能,实现总产能 8000t/a。2. 氯硅烷精馏提纯技术:采用先进稳定的提纯技术,对现有的提纯塔进行优化改造,结合产能需求,增加部分提纯塔。根据热品质以及提纯物料的特性,采用先进的差压热耦合节能技术,节约能源,降低消耗。3. 四氯化硅冷氢化技术:采用冷氢化技术替代现有的热氢化技术,以降低能耗,增大系统的稳定性。本项目选用四氯化硅流化床冷氢化技术,当前国内外最大处理能力达到了 15 万吨/年 TCS,此项技术成熟稳定,根据本次技改多晶硅产能8000t/a 选择冷氢化装置能力为 12 万吨/年112、(设计最大能力可达 18 万吨/年)。4. 尾气干法回收工艺技术:压缩后由原来的 1.6MPa,降至 1.3MPa,降低了压缩机的功耗;停用-70复叠式冷冻机组,节省了大量的电耗。5. 热能回收利用技术:原有的还原高温热水采用直接冷却后,返回还原炉降温,热量大大损耗。本项目考虑将还原的高温水余热进行回收利用,回收的热量供提纯工序利用,余热得到合理、高效回收利用。6. 冷冻系统采用梯级热交换方式,使冷量得到充分利用,降低能耗。7. 大型节电还原炉生长多晶硅工艺,还原系统采用高压启动、多晶硅生产全过程采用计算机集成控制,新增运行稳定的 36 对棒还原炉装备来提高系统产能。 8二氯二氢硅回收利用工艺113、技术,解决规模生产大量低沸物处理问题,采用反歧化系统回收副产物二氯二氢硅。9全厂尾气综合回收技术:全厂尾气根据尾气的成份和回收成本等方面综合考虑,进行分类回收,以降低物耗,从而降低生产成本。改造一期方案主工艺流程简图如下图 4-4-1 所示,改扩流程中充分利用还原系统的余热,用作精馏提纯系统的热源;提纯系统采用差压热耦合技术,以降低能耗; 四氯化硅氢化采用低能耗、效率高、安全稳定的冷氢化技术;尾气回收系统充分利旧现有的装置,进行节能改造,降低能耗,同时提升产品质量,物料平衡见附图三。图 4-4-1改造一期生产工艺流程简图4.5 项目改扩方案说明4.5.1 提纯工艺改扩方案4.5.1.1 设计理114、念(1) 提纯工艺参数、流程最优化本项目结合当前知名企业及设计院氯硅烷精馏提纯的研发、设计、运营等经验, 采用最合适的回流比和操作工况,达到产品品质要求;同时精简塔组流程,最大限度的优化塔的配置和配套的设备数量、规格,最大限度的降低提纯能耗,达到节能降耗的目的。(2) 充分利用差压热耦合技术,降低能耗在生产稳定和可操作性的前提下,运用多塔、多方式差压热耦合技术,降低能耗。(3) 最大限度利旧已有装置和设备充分考虑已有的设备和装置,让低效资产增效增值,减少新购设备数量,降低投资。4.5.1.2 提纯技改内容(1) 对已有塔组流程、塔内件、物料特点,对工艺流程、装备能力进行核算,合理分配塔组,以满115、足产能需求,同时充分考虑已有的设备和装置,减少投资。(2) 新增粗馏塔、精馏塔等塔组,以满足年产 8000 吨多晶硅的产能需求。(3) 在生产稳定和可操作性的前提下,运用多塔、多方式差压热耦合技术。提纯塔组中精馏塔、粗馏塔、干法精馏塔、回收塔和反歧化塔均采用差压热耦合技术,提纯能耗降低 4050%,节水 40%。4.5.1.3 提纯工艺技术方案8000t/a 多晶硅提纯工序新增加 5 个塔,利旧 8 个塔,分别为初分塔、粗馏塔、精馏塔、回收塔和干法精馏塔等,新增和利旧情况见下表。表 4-5-1 塔组新增和利旧情况序号塔组种类塔组备注1冷氢化初分塔03T0001新增(1 个)2脱轻塔原粗馏 1(116、02T0101)利旧(1 个)3粗馏塔组03T0101、03T0102、03T0103新增(3 个)4精馏塔组原粗馏 2 和 3 塔(02T0102、02T0103)|利旧(2 个)序号塔组种类塔组备注5高低沸回收塔原高低沸回收塔(02T0104、02T0105)利旧(2 个)6还原干法提纯塔 103T0104新增(1 个)7还原干法提纯塔 2原 AK120(技改)利旧(1 个)8反歧化反应精馏 1 塔原 AK500(技改)利旧(1 个)9反歧化反应精馏 2 塔原 AK200(技改)利旧(1 个)合计各种类型塔组的工艺简介如下:(1)初分塔 03T0001冷氢化初分塔处理氢化冷凝料,由 1 个117、塔组成,为新增设备,流程为塔釜采出四氯化硅返回氢化工序,塔顶料到脱轻塔,残液进残液回收系统。(2)脱轻塔 02T0101来自初分塔的塔顶料经脱轻塔,将二氯二氢硅分离送入反应歧化塔,三氯氢硅送入粗馏塔组(03T0101、03T0102、03T0103)。(3)粗馏塔组 03T0101、03T0102、03T0103粗馏塔组主要处理氢化粗馏塔经脱轻后的产品,由 3 塔组成,均为新增设备, 流程为:脱重脱轻脱重,高沸物和低沸物返回高低沸回收塔(02T0104、02T0105) 进一步回收。节能措施:3 塔差压热耦合、原料与产品双效换热。(4)精馏塔组 02T0102、02T0103|精馏塔组主要处理118、粗馏塔的产品,由 2 塔组成,均为利旧设备,流程为:脱轻脱重,最终满足还原炉使用要求。节能措施:2 塔差压热耦合、原料与产品双效换热。(5)高低沸回收塔 02T0104、02T0105回收塔处理粗馏塔高沸物和低沸物,由一组塔组成,利用原粗馏二级塔和三级塔,流程为脱轻-脱重,回收产品。节能措施:2 塔差压热耦合、原料与产品双效换热。(6) 干法精馏塔 03T0104、原 AK120干法塔处理还原尾气干法回收料,由 2 塔组成,利旧原尾气回收塔 AK120,新增 1 个塔,干法精馏产品满足进还原要求,低沸物进分离塔进一步回收,高沸物四氯化硅送入氢化工序或反歧化工序。(7) 反歧化反应精馏塔 AK5119、00、AK200反歧化反应精馏塔,由 2 塔组成(AK500 和 AK200),均为利旧,反歧化产品进精馏塔或满足要求后进还原炉。4.5.2 还原工艺改扩方案原有多晶硅还原系统设计产能为年产 3000 吨多晶硅,全部为德国新泰克 18 对棒还原炉,使用的硅芯规格为 2.0m 高的圆硅芯;其生产流程为集中供气的生产模式,即汽化器单独汽化高纯三氯氢硅获得的三氯氢硅气体分别进入到单台还原炉的分气柜内,与常温氢气进行混合得到指定配比的混合气进入到李比希管内进行升温,升温后的混合气进入到还原炉内,作为多晶硅气相沉积的原料。还原尾气进入到李比希管内给混合气升温后,然后直接进入后续干法尾气回收系统,送往干法120、回收系统的还原尾气温度相对较高。还原系统采用高温水作为冷却介质的有还原炉底盘及还原炉钟罩,供水温度为90,出水温度为 130,该品质的高温水热利用效率相对较低,基本都是通过空冷器直接冷却,因此还原炉副产的热量未得到有效的回收。现有多晶硅前后处理有专门的厂房,设计时处理能力大,空间布置满足扩产需求,因此本次技改过程中前后处理车间不需要做任何调整,能够满足年产 8000 吨多晶硅的处理需求。4.5.2.1 技改思路(1) 在充分利用已有装置的能力下,通过优化工艺及新增装备,实现还原系统的扩能降耗。针对现有的 18 台 18 对棒还原炉,对工艺系统和装备能力进行核算和优化,实现产能提升、能耗降低。在121、满足优化的基础上,充分利旧现有的设备和管道、仪表和电气等条件,以实现投资最小化。(2) 为满足 8000 吨/年多晶硅产能需求,在核算原有还原炉产能条件下,新增 8 台当前技术指标先进、运行稳定的 36 对棒还原炉,并配套相应的设施。4.5.2.2 技改内容(1) 对现有的 18 台 18 对棒还原炉进行优化改造,将产量由 3000 吨/年提升至 3500 吨/年,还原电耗由 90kWh/kg-Si 降至 65kWh/kg-Si 以内,表观质量小于20%菜花料。并对其配套的工艺、仪表及电器等进行优化改造。(2) 充分利用原有 18 对棒还原炉炉筒 130出水,供提纯等工序使用,降低蒸汽消耗。(122、3) 新增 8 台硅芯有效高度为 2.8m 的 36 对棒还原炉及相配套的设施,新增600 吨/年的产能,还原电耗 50kWh/kg-Si,表观质量小于 20%菜花料。新增设备放置在拆迁完的氢化炉位置,厂房承重进行核算加固,确保满足新增设备的使用需求。(4) 新增 36 对棒还原炉炉筒 145进水 165出水,闪蒸 3Kg 蒸汽后供提纯等工序使用,降低蒸汽消耗。4.5.2.3 工艺方案在满足生产工艺的前提下,尽可能多的回收系统副产的热量是新工艺流程的特点,具体的工艺流程框图如下图所示:图 4-5-4还原工艺流程图该工艺流程描述如下:高纯三氯氢硅经泵输送至汽化器内,蒸汽作为加热热源, 三氯氢硅汽123、化为气体进入到管道混合器内,与来自氢气预热器的氢气在管道混合器内均匀混合后,进入还原炉,在还原炉内炽热的高温载体硅芯上进行气相沉积获得高纯多晶硅,同时未反应完全的三氯氢硅和反应过程中副产的四氯化硅、二氯二氢硅、氯化氢以及氢气构成还原尾气,还原尾气从还原炉的出气管排出还原炉内,通过夹套管换热器及氢气预热器逐步递级降温,回收还原尾气所携带的热量,降温后的还原尾气进入到后续的干法回收工序。4.5.3 干法回收工艺改扩方案基于用最少的投入实现多晶硅 8000t/a 稳定低能耗运行的原则,尽可能利旧使用或改造原有设备,对原尾气回收技改后降低了能耗:(1) 压缩后由原来的 1.6MPa,降至 1.3MPa124、,降低了压缩机的功耗。(2) 停用-70复叠式冷冻机组,节省了大量的电耗。4.5.4 氢化工艺改扩方案4.5.4.1 产能匹配本项目副产物四氯化硅的处理方式采用冷氢化方式。年产 8000 吨多晶硅将副产四氯化硅 14.7 万吨,新增一条 12 万吨/年冷氢化生产线(最大产能 15 万吨/年), 可将副产的四氯化硅全部转化完成。4.5.4.2 工艺技术方案四氯化硅氢化工序采用当前技术成熟、安全稳定的大型流化床技术。其工艺流程描述:(1) 硅粉进料系统:硅粉输送采用正压密相输送系统输送,由硅粉仓库硅粉输送装置在氮气氛围下将硅粉输送至流化床车间内高处的低压进料罐,然后在重力作用下进入高压进料罐,置换125、合格后冲压至高压,通过气体和自身重力下送至氢化反应器内。(2) 四氯化硅与氢气混合预热系统:四氯化硅从罐区经过四氯化硅输送泵送至气液换热器、四氯化硅预热器,预热至一定温度后,进入四氯化硅蒸发器转化为气相四氯化硅。通过流量连锁控制四氯化硅气体量,与来自压缩机的循环氢气流量连锁,使四氯化硅与氢气的配比控制在 1:2。二者混合后直接送至过热器进一步加热至 320后,与氢化反应器出口的高温尾气通过气气换热器进行换热,换热后的气体进入混合器预热炉电加热至氢化反应所需的温度,进入氢化反应器。(3) 氢化反应:来自步骤(1)的硅粉和步骤(2)的高温四氯化硅和氢气混合气体在氢化流化床反应器中进行氢化反应,产生126、的氢化尾气进入气气换热器换热降温至 350左右后直接进入急冷塔。(4) 尾气急冷除尘除杂系统:含有固体颗粒及金属杂质的氢化尾气进入急冷塔,与急冷塔内液体充分热质接触,净化除尘后进入塔顶空冷器,空冷至 60。冷凝后的液体部分回流至急冷塔,急冷塔底部排放的残液经残液回收装置将氯化硅回收,固体渣送至三废处理。经过空冷后的气体进入后续的多级冷凝系统。(5) 多级冷凝回收系统:来自步骤(4)的气体,经过水冷、双效换热、深冷后,从中分离出来的氢气进入循环氢气压缩机压缩后循环使用,冷凝下来的氯硅烷液体送至提纯塔。(6) 气体压缩系统:来自步骤(5)的氢气进入循环氢压机进口缓冲罐,与外界补充的氢气混合后送至循127、环氢气压缩机压缩至 3.3MPa,经循环氢气压缩机出口缓冲罐去往步骤(1)。(7) 冷凝料粗馏系统:来自步骤(5)的氢化冷凝料经两级塔进行提纯分离, 分离出来的四氯化硅返回至步骤(2),分离的三氯氢硅和二氯二氢硅送至提纯装置的精馏塔和二氯二氢硅分离塔进一步分离。4.5 多晶硅装置主要设备的选择4.5.1 设备选择原则由于此项目要求产品纯度很高,因此对设备材料有严格要求。为了保证产品品质,整个工艺过程装置中与高纯介质接触的设备材质均选用 316L 或非金属材料, 以保证介质不被污染或介质腐蚀设备。如果三氯氢硅和四氯化硅两种主要工艺介质遇水,会生成盐酸。盐酸对设备会造成严重腐蚀,造成设备泄漏和报废128、。这种危险主要存在于换热器中,因为换热管和管板虽然采用胀接+焊接的形式连接保证连接强度,但由于焊接残余应力和热膨胀等因素,可能会造成管板处出现泄漏。一旦泄漏,设备报废,工艺介质被污染。换热器无法避免管板处出现泄漏,因此采用双管板结构解决这种问题。采用这种结构后,不论两个管板中哪个发生泄漏,都可以及时通过监测报警或及时排放,不会对设备产生危害或污染介质。根据本装置的特点,泵类产品大部分采用磁力泵、屏蔽泵、离心泵,材料为碳钢、不锈钢。其中氢气压缩机、冷氢化炉为工艺关键设备,应考虑进口或选用国内质量较高的产品。本项目冷氢化工序主要关键设备由国外进口或采用国内高品质产品。4.5.2 主要关键设备介绍(129、1) 冷氢化炉(流化床)冷氢化炉(流化床)是冷氢化工序的主要设备,也是整个冷氢化工艺的核心设备。该设备内发生的主要反应为:Si + 3SiCl4 + 2H2 550,2。5MPa 4SiHCl3反应的主要原理是四氯化硅蒸汽与氢气按一定比例混合进入冷氢化炉,将反应器内硅粉吹起达到流化状态,在 550、2.5MPa(G)条件下将部分四氯化硅转化为三氯氢硅。由于反应条件和反应介质的特殊性,需要采用耐高温铬镍铁 800H 制成,800H 具有良好的耐腐蚀性,在高温状态下运行,能保持很好的机械强度;其主要功能用于给氢气、四氯化硅和工业硅提供反应环境;因此该设备由国外进口。(2) 急冷塔急冷塔是冷氢化炉后130、续设备,主要作用是将冷氢化炉出来的反应气中携带的硅粉和高沸物洗涤下来,同时将反应气温度降至 200左右,从而达到除尘降温的作用。由于该设备操作条件和物料的特殊性,需要采用内衬耐高温铬镍铁 800H,母材 A387 制成,其功能为:急速降低自身温度,使大量汽化的液体冷却凝结;因此该设备需由国外进口。(3) CVD 沉淀反应器(还原炉)沉淀反应器(还原炉)是整个装置的核心设备,目前国内设备已能满足要求。该设备内发生的主要化学反应方程式:副反应:SiHCl3+ H21100 0.6MPa Si + 3HClSiHCl3 + HCl SiCl4 + H2反应器的主要原理就是在高温的环境中,用氢气将三氯131、氢硅中的硅还原成硅单体。副反应生成的氯硅烷经分离后进入冷氢化工序。(4) 换热器(尾气与进料换热)鉴于冷氢化工艺的特殊要求,冷氢化工序所用的尾气与进料换热器是工序的关键设备,需要采用耐高温铬镍铁 800H 制成,其功能为:用反应尾气加热进冷氢化炉物料温度,同时降低自身温度;目前国内无法制造,仍然需要由国外进口。(5) 循环氢压缩机循环氢压缩机为无油润滑压缩机,气缸排布形式 W 型,一级压缩机,排气量25000 方/小时;该设备是保证冷氢化工序连续、稳定运行的主要控制设备之一,国内设备可满足工艺的可靠性、稳定性要求,该设备由国内生产。(6) 新鲜氢压缩机新鲜氢压缩机为无油润滑压缩机,气缸排布形式132、 V 型,两级压缩机,排气量3000 方/小时;该设备是保证冷氢化工序连续、稳定运行的主要控制设备之一,国内设备已满足工艺的可靠性、稳定性要求,该设备由国内生产。(7) 其余主要设备本项目其余的主要设备由国内采购成套设备或国内加工而成。4.6 设计、选型原则对于国内采购、制造的设备,应采用相应国家标准及规范。(1) 静设备拟采用标准化的情况特种设备安全监察条例(2003)国家质量技术监督局“压力容器安全技术监察规程”(1999 年版) 热换热器GB151-2014塔式容器NB/T47041-2014钢制塑料衬里塔式容器技术条件HG/T4277-2011钢制焊接常压容器JB/T4735.1-20133、09卧式容器NB/T47042-2014立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范GB50341-2014钢制化工容器设计基础规定HG/T20580-2011钢制化工容器材料选用规定HG/T20581-2011钢制化工容器强度计算规定HG/T20582-2011钢制化工容器结构设计规定HG/T20583-2011钢制化工容器制造技术要求HG/T20584-2011钢制低温压力容器技术规定HG/T20585-2011 压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类HG20660-2000 压力容器焊接规程NB/T 47015-2011承压设备无损检测JB/T4730.79-2012 承压设备无损检测 第 10134、 部分:衍射时差法超声检测JB/T 4730.10-2010 钢制对焊无缝管件GB/T12459-2005衬不锈钢人、手孔分类与技术条件HG/T 21594-2014常压不锈钢人孔HG 21595-1999回转盖衬不锈钢人孔HG/T 21596-2014回转拱盖快开衬不锈钢人孔HG/T 21597-2014水平吊盖衬不锈钢人孔HG/T 21598-2014垂直吊盖衬不锈钢人孔HG/T 21599-2014椭圆快开衬不锈钢人孔HG/T 21600-2014常压快开不锈钢手孔HG 21601-1999平盖衬不锈钢手孔HG/T 21602-2014回转盖快开衬不锈钢手孔HG/T 21603-2014135、旋柄快开衬不锈钢手孔HG/T 21604-2014补强圈JB/T4736-2002钢制压力容器用封头JB/T4746-2002容器支座JB/T4712.14-2007钢制液化石油气卧式储罐型式与基本参数JB/T 4713-2009塔顶吊柱HG/T21639-2005化工设备吊耳及工程技术要求HG/T21574-2008压力容器涂敷与运输包装JB/T4711-2003压力容器波形膨胀节GB16749-1997机械搅拌设备HG/T20569-2013固定式钢梯及平台安全要求GB4053.13-2009(2) 机泵类设备设计、选型原则1) 设计采用的标准和规范根据业主的要求设备的采购分国内和国外进行136、,采用的法规和标准如下:炼油厂、重型化工厂及天然气工业用离心泵一般炼油厂用离心压缩机一般炼油厂用往复压缩机振动、轴向位移和轴承温度监测系统API610 API617 API618API670往复泵API675端吸离心泵(额定压强 16bar) 标记、性能和尺寸ISO 2858-1975化工工艺装置用卧式端吸离心泵技术条件ANSI B73.1离心泵技术条件(II 类)GB/T5656-2008轴向吸入离心泵(16MPa) 标记、性能和尺寸GB/T 5662-2013IEC 标准工程规定制造厂商标准DIN/ISO 标准2) 选型原则1) 转动设备的设计选型应完全满足工艺操作条件的要求,且在此基础上137、尽量减少设备的型式,将备品备件量降低到最低限度,增加机械设备的互换性,便于工厂的生产管理。2) 转动设备的设计一般按年连续运行 8000 小时,机组寿命 1015 年。3) 转动设备过流元件的材料选择应满足工艺介质的腐蚀性,冲刷及磨损等要求。4) 电动机的防爆要求根据工程防爆区域的划分等级,采用隔爆型电机或增安型电机。5) 所有转动设备均应有在相似操作条件下使用的成功经验,未经买方同意不得使用样机或试用产品。6) 本工程中转动设备的噪音满足规范要求。7) 转动设备应以成套方式配置,主要应包括以下部分: 泵类:主机,驱动机及传动装置底座连轴器,离合器及护罩辅助设备及系统(包括冷却系统,润滑系统及138、轴封的冲洗系统等) 仪表监测系统随机配置的特殊工具备品备件其它附件压缩机:压缩机,驱动机及传动装置润滑油系统,冷却水系统(包括设备,管道及油泵,油箱,油冷却器等辅机) 进口缓冲器,级间冷却器,出口分离器等辅助设备及连接管线就地仪表及电仪控制系统基础板随机特殊工具备品备件其它附件冰机:主机、驱动机(电动机)及传动装置基础板联轴器及安全护罩润滑油系统、冷却水系统包括的设备、管道及油泵、油箱、油冷却器等辅机冷凝器、蒸发器、分离器等辅助设备及连接管线就地仪表及电、仪控制系统安全、维修专用工具备品备件其它附件4.6.1 本项目设备选型本项目为已有工程的技术改扩项目,为降低建设成本,在满足设计要求和生产需139、要的前提下尽量利用已有的设备和装备,只是在原有生产设备基础上改造或增加部分设备。本项目新增主要设备有 36 对棒还原炉、氢气压缩机、活性炭吸附器、反歧化反应器、精馏塔、粗馏塔、换热器以及屏蔽泵等,立足于国内,实现多晶硅生产线设备的全部国产化,关键设备流化床反应器及其过热电加热器采用进口。4.6.2 设备明细表多晶硅业公司 8000t/a 多晶硅装置主要生产设备表如下表所示:(1) 引进设备一览表表 4-6-18000 吨多晶硅装置进口设备一览表单位:万美元序号进口设备及技术名称技术规格价格(DPA)套数备注1冷氢化炉(流化床)3600273901进口冷氢化工艺技术包核心专利设备,采用耐高温铬镍140、铁 800H 制成, 具有良好的耐腐蚀性,在高温状态下运行,能保持很好的机械强度;其主要功能用于给氢气、四氯化硅和工业硅提供反应环境;3换热器900KW1951进口冷氢化工艺技术包核心专利设备,采用特殊材料制成,其功能为: 用加热器将进料加热到过热高温,提高反应效率;总计5852由于目前在世界范围内,多晶硅冷氢化生产工艺包为 GTAT Corporation 专利技术,根据 GTAT 多晶硅冷氢化工艺包要求,关键生产设备只能由 GTAT 指定设备制造商生产。(2) 设备一览表8000 吨多晶硅项目,拟利旧和新建部分装置,并通过节能降耗及技术革新(用冷氢化工艺代替原有的热氢化工艺等)对 3000141、t/a 装置进行改造,达到 8000t/a 的产能,此项目计划能够达到盘活一期固定资产,节约整个改造项目前期资本投入, 满足集团公司滚动式发展的需求。表 4-6-28000 吨/年多晶硅装置主要设备表序号设备名称材料/规格/用途数量备注一氢气制备与净化工序V53001电解槽8利旧2除氧器1利旧3吸附干燥器SS2利旧4氢气贮罐SS1利旧5氧气贮罐CS1利旧二液氯汽化工序V54001废氯气风机FRP2利旧2风机FRP2利旧3液氯汽化器CS2利旧4循环液冷却器Ti1利旧5氯气脱水单元1利旧6热水循环泵CS2利旧7喷淋水循环泵CS2利旧8碱液进料泵SS1利旧9碱液循环泵Ti2利旧10次氯酸钠溶液输送泵142、Ti1利旧11中和液排放泵F461利旧12废气处理塔FRP1利旧13汽化氯缓冲罐CS1利旧14热水槽CS1利旧序号设备名称材料/规格/用途数量备注15排污槽CS1利旧16中和槽FRP1利旧17碱液循环槽FRP1利旧18碱液贮槽SS1利旧19次氯酸钠溶液贮槽FRP1利旧20喷淋水循环槽CS1利旧三氯化氢合成工序V55001氯气缓冲罐CS1利旧2氯气泄放缓冲罐CS1利旧3氢气缓冲罐CS1利旧4氯化氢合成炉SS/CS2利旧5空气冷却器SS/CS3利旧6氯化氢冷却器SS/CS2利旧7氯化氢深冷器SS/CS2利旧8氯化氢缓冲罐CS2利旧9氯化氢泄放缓冲罐SS1利旧10氯化氢降膜吸收器石墨2利旧11氯化氢143、吸收液罐FRP2利旧12氯化氢吸收液泵氟塑料2利旧四三氯氢硅合成工序V12001硅粉输送系统2利旧2细硅粉缓冲槽CS2利旧3氮气电加热器CS2利旧4硅粉缓冲槽CS4利旧5废硅粉槽CS2利旧6旋风除尘器CS12利旧7硅尘过滤器CS2利旧8硅粉加料槽CS2利旧9三氯氢硅合成炉SS/CS2利旧10急冷分离器CS2利旧11急冷缓冲槽CS2利旧序号设备名称材料/规格/用途数量备注12文丘里分离器CS2利旧13文丘里缓冲槽CS2利旧14汽提塔CS2利旧15汽提塔再沸器CS2利旧16硅渣浆泵CS4利旧17循环液泵CS4利旧18循环液冷却器CS2利旧19压滤缓冲槽CS1利旧20压滤进料泵CS1利旧21废液泵C144、S1利旧22压滤机CS1利旧23滤液循环泵CS1利旧24滤液缓冲槽CS1利旧25合成气冷却器CS2利旧26合成气冷凝器CS2利旧27汽提塔回流槽CS2利旧28气液分离器CS2利旧29粗氯硅烷缓冲槽CS2利旧30粗氯硅烷泵CS4利旧31汽提塔回流泵CS4利旧五冷氢化工序V10001急冷塔2700*22300mm-33450 31bar 复合材料1新增2气气换热器741.5M 950*16512mm N088101新增3反应器3400*2300mm净重:270 吨31bar590 800H1新增4汽提塔型号:12-83-11新增5STC 汽化器2800*11590mm-33190 31bar CS145、1新增6汽提塔釜液罐14002650201新增7冷凝液中间罐26007720321新增8渣浆处理一套01新增序号设备名称材料/规格/用途数量备注9终端凝液罐10003450181新增10硅粉系统(高+低+干燥罐)+ 过滤器1600505020/16005835121 套新增11回流罐放空冷凝器20010001新增12STC 预热器80073001新增13氯硅烷冷凝器40048001新增14二级冷却器(37.6M)35048001新增15混合气预热器95030001新增16汽提塔再沸器(177.6M)95036001新增17氢气预热器(8.2M)40036001新增18一级冷却器(214.3M)146、80048001新增19中间交换器40073001新增20辐射加热器1500KW -330630 31bar1新增21氮气加热器53KW2新增22水解冷却器50036001新增23空气冷却器4新增24补充氢气进出口缓冲罐12003750182新增25循环氢气进出口缓冲罐12003750182新增26GT 加热器900KW 设计:630 31bar1新增27补充氢气压缩机2000NM/H2新增28循环氢气压缩机30000NM/H2新增29冷冻机100kwh2新增30氯硅烷回收罐20005350121新增31渣浆搅拌罐34004720181新增32废气处理塔+水解罐40005000181新增33氯147、硅回收烷冷凝器(54M)40048001新增34放空吸收塔+填料1新增35急冷塔回流泵57.4NM/h2新增36急冷器循环进料泵167.9NM/h2新增37STC 输送泵63.7NM/h2新增38氯硅烷回收泵2新增序号设备名称材料/规格/用途数量备注39水解进料泵62.5NM/h2新增40淋洗塔回流泵HC80-400G2新增41氯硅烷泵2新增42蒸汽冷凝液泵47.8NM/h2新增六氯硅烷精馏工序V13001脱轻塔1600504371利旧2脱轻塔回流罐240063081利旧3脱轻塔再沸器F=170m2 10003000(管长)1利旧4脱轻塔冷凝器F=272m2 9006000(管长)1利旧5脱轻148、塔深冷器1新增6脱轻塔回流泵Q=40m3/h H=64m2利旧7脱轻塔塔底泵2新增8粗馏 1 级塔2200819501新增9粗馏 2 级塔2400819511新增10粗馏 3 级塔2400819521新增11粗馏 1 级塔回流罐1新增12粗馏 2 级塔回流罐1新增13粗馏 3 级塔回流罐1新增14粗馏 1 级塔再沸器1新增15粗馏 2 级塔再沸器1新增16粗馏 3 级塔再沸器1新增17粗馏 1 级塔冷凝器1新增18粗馏 2 级塔冷凝器1新增19粗馏 3 级塔后冷器1新增20粗馏 1 级塔回流泵2新增21粗馏 1 级塔塔底泵2新增22粗馏 2 级塔回流泵2新增23粗馏 2 级塔塔底泵2新增24粗149、馏 3 级塔回流泵泵2新增25精馏 1 级塔2000625891利旧26精馏 2 级塔180062537 SS3041利旧序号设备名称材料/规格/用途数量备注27精馏 1 级塔回流罐240063081利旧28精馏 2 级塔回流罐20006090 SS3041利旧29精馏 1 级塔再沸器F=351m2 14003000(管长)1利旧30精馏 1 级塔冷凝器1新增31精馏 2 级塔再沸器1新增32精馏 2 级塔后冷器1新增33精馏 1 级塔回流泵Q=40m3/h H=83m2利旧34精馏 1 级塔塔底泵Q=4m3/h H=83m2利旧35精馏 2 级塔回流泵Q=50m3/h H=87m2利旧36反150、歧化反应精馏 1 塔1000566601利旧37反歧化反应精馏 1 塔回流泵Q=23m3/h H=83m2利旧38反歧化反应精馏 1 塔塔底泵Q=3m3/h H=38m2利旧39STC 循环泵2新增40AK500 冷凝器 A1新增41AK500 冷凝器 BF=61.4m2 7003000(管长)1利旧42AK500 深冷器1新增43AK500 再沸器 A1新增44AK500 循环 STC 冷却器1新增45反歧化反应精馏 2 塔1000508601利旧46反歧化反应精馏 2 塔回流泵1.0m3/hr24m2利旧47反歧化反应精馏 2 塔塔底泵2.2m3/hr38m2利旧48AK200 冷凝器1新151、增49AK200 深冷器1新增50AK200 再沸器1新增51AK200 循环 STC 冷却器1新增52还原干法提纯塔1800717501新增53还原干法提纯塔回流罐1新增54还原干法提纯塔再沸器1新增55还原干法提纯塔冷凝器1新增56还原干法提纯塔深冷器1新增57还原干法提纯塔预热器 11新增序号设备名称材料/规格/用途数量备注58还原干法提纯塔预热器 21新增59还原干法提纯塔 STC 冷却器1新增60还原干法提纯塔回流泵2新增61低沸回收塔1100559081利旧62高沸回收塔1100559091利旧63低沸回收塔回流罐200060901利旧64高沸回收塔回流罐240063081利旧65152、低沸回收塔再沸器F=106m2 8003000(管长)1利旧66低沸回收塔冷凝器1新增67高沸回收塔再沸器1新增68高沸回收塔冷凝器1新增69高沸回收塔塔底后冷器1新增70低沸回收塔回流泵Q=21m3/h H=85m2利旧71低沸回收塔塔底泵Q=2m3/h H=44m2利旧72高沸回收塔回流泵Q=28m3/h H=86m2利旧七反歧化工序V13001管道混合器=3001新增2物料缓冲罐V=10m3,180044001新增3屏蔽泵H=60m2新增4预热器BEM,F=4m2,2052400,立式1新增5反歧化反应器1500,Q345R1新增6产品冷却器BEM,2573000,立式1新增八储罐V14153、001外购TCS 储罐卧式 V100 300014000 CS2利旧2冷氢化精馏料储罐卧式 V100 300014000 SS316L6利旧3回收精馏料储罐卧式 V100 300014000 SS3046利旧4TCS 出料罐卧式 V100 300014000 SS316L2利旧5高低沸储罐卧式 V26.6 24006308 CS4利旧6冷氢化冷凝料储罐卧式 V100 300014000 CS3新增序号设备名称材料/规格/用途数量备注7冷氢化初分塔 STC 储罐卧式 V100 300014000 SS3042利旧8冷氢化初分塔 STC 储罐卧式 V100 300014000 /CS1新增9回收精154、馏 STC 储罐立式 V300 600013366 CS3新增10屏蔽泵22新增九还原工序V1500118 对棒还原炉1800,2.0m 硅芯18利旧2防爆桥式起重机G=16t,S=16.5m2利旧3电极水循环泵1210CFF4利旧4电极水冷却器板换,13207301535 F=65m24利旧5炉筒自动清洗机1800,18 对棒1利旧6自动供酸系统WMS-CDS3利旧7自动封箱机VS5-05(JP501)0利旧8自动打包机VS-102(A-93N)0利旧9真空充氮包装机VSI-400F/2-W/1002利旧10硅块清洗机WMS-DJGK2利旧11硅芯清洗机WMS-DJGS1利旧12硅芯磨锥机床155、MZ-082利旧13硅芯横梁双头钻孔机床GXT2500-80利旧14硅芯丫口切割机床YKJ2500-80利旧15圆盘切断机床YPJ1500-22000利旧16钻孔取样机ZS-100H0利旧17金刚石切割机SJY-1502利旧18精密研磨抛光机UNIPOLO-8022利旧19硅芯专业喷砂机DT-7555A2利旧20磨锥机HMJ-2002利旧2136 对棒还原炉3200,2.8 硅芯8新增22氢气预热器BEM,200*1900;30418新增23氢气预热器BEM,300*2100;3048新增24三氯氢硅汽化器AKU,500*4800;3044新增25混合器150*2000;30418新增序号设备156、名称材料/规格/用途数量备注26混合器250*2000;3048新增27防爆桥式起重机G=32t,S=16.5m1新增28电极水循环泵CT 型标准化工泵,1210CFF6新增29电极水冷却器1320*730*1535 F=65m26新增30炉筒自动清洗机3200,36 对棒1新增31横梁打孔机RS-1001新增32双头磨锥机RS-2001新增十尾气回收工序92001还原氯硅烷冷却器900*4000 F=236m21新建2还原氯硅烷 7 度水冷凝器900*5000 F=296m21新建3还原氯硅烷冷凝器900*4000 F=236m21新建4增压尾气-20 度深冷器700*5000 F=178m157、21新建5增压尾气预冷器730*6000 F=207m21利旧6增压尾气冷却器730*6000 F=207m21利旧7增压尾气冷凝器450*5000 F=39m21新建8吸收液水冷器850*5000 F=170m21新建9吸收塔进出料换热器500*6000 总 F=390 m24新建10吸收液冷却器1250*5000 F=306m21新建11解吸塔进出料换热器500*6000 总 F=390 m24新建12解吸塔再沸器1230*4000 F=402m21利旧13解吸塔冷凝器500*4500 F=73m21新建14汽提塔冷凝器400*3000 F=31m21新建15精馏塔再沸器1200*3000158、 F=253m21新建16精馏塔冷凝器930*5000 F=289m21利旧17精馏塔深冷器150*5000 F=5m21利旧18吹扫气进气换热器219*5000 F=10m22新建19吹扫气加热器219*1500 F=3m22新建20吹扫气水冷器400*3000 F=31m21新建21吹扫气气冷器400*3000 F=31m21新建22吹扫气深冷器400*3000 F=31m21新建23热水加热器400*4000 F=41m21新建序号设备名称材料/规格/用途数量备注24热水冷却器400*4000 总 F=82m22新建25还原氯硅烷空冷器 1#2500*19001利旧26还原氯硅烷空冷器 159、2#2500*20501利旧27氯硅烷凝液槽2000*4400 V=16m31新建28循环氢压缩机进气缓冲罐2800*5600 V=40m31新建29循环氢压缩机出气缓冲罐2400*3600 V=20m31新建30解吸塔回流槽1400*1250 V=2.71m31利旧31氯化氢压缩机进气缓冲罐1000*2200 V=2m31新建32氯化氢压缩机出气缓冲罐700*1000 V=0.5m31新建33精馏塔回流槽1400*2450 V=4.57m31利旧34吹扫气分相罐1000*2200 V=2m31新建35吹扫氢压缩机进气缓冲罐1400*2800 V=5m31新建36吹扫氢压缩机出气缓冲罐1000160、*2200 V=2m31新建37热水膨胀槽1800*3400 V=10m31新建38蒸汽凝液槽2400*3600 V=20m31利旧39氢气缓冲罐3000*15544 V=106m31利旧40新氢气缓冲罐3000*15544 V=106m31利旧41甲苯排放地槽3000*5720 V=35.3m31利旧42排放地槽2000*4430 V=12.14m31利旧43安全阀排放槽2100*7195 V=23.2m31利旧44尾气液封罐1000*2593 V=1.05m31利旧45尾气冷凝器400*1876 V=12.3m31利旧46氯化氢吸收塔1300*339301利旧47新氯化氢吸收塔900/15161、00*294101利旧48氯化氢解吸塔1200/2200*240261改造49汽提塔480*90141改造50循环氯硅烷精馏塔1300*339301利旧51活性炭吸附塔1800*91446新建52氯硅烷凝液泵Q=29.1 m3/h2新建53解吸塔冷凝液回流泵Q=8.2 m3/h2新建54吸收液输送泵Q=73.7 m3/h2利旧序号设备名称材料/规格/用途数量备注55精馏塔冷凝液回流泵Q=37.9m3/h2利旧56精馏塔釜液泵Q=8.1 m3/h2利旧57汽提塔塔底泵Q=1 m3/h2新建58吹扫气凝液输送泵Q=0.4 m3/h2新建59热水循环泵Q=30 m3/h2新建60冷水循环泵Q=30 162、m3/h2新建61-20冷剂循环泵Q=817.5m3/h3利旧62-55冷剂循环泵Q=304.1m3/h2利旧63-20冷冻机组成套机组1利旧64-55冷冻机组成套机组1利旧65蒸汽凝液泵磁力泵2新建66循环氢压缩机处理流量:6620kg/h2利旧67循环氢压缩机处理流量:2690kg/h1新建68氯化氢压缩机处理流量:498kg/h2新建69吹扫氢压缩机处理流量:195.74kg/h2新建70循环氢过滤器2新建71吹扫氢气过滤器2新建十一废气处理工序91001压滤机F=100m23新建2混合器1新建3酸液循环泵2新建4碱液循环泵3新建5酸液输送泵3新建632%NaOH 循环泵2利旧7压滤机给163、料泵2新建8中性水输送泵4新建9水池泵1新建10氯硅烷输送泵2新建11一级洗涤塔1200*157001新建12二级洗涤塔1200*157001新建13尾气洗涤塔500*14001新建序号设备名称材料/规格/用途数量备注14油封槽1新建15水封槽1新建16水检测罐1新建17烧碱储罐3000*52961利旧18平衡罐2新建19调节罐2新建20废水检测罐1新建21氯硅烷冷却器1新建22氯硅烷缓冲罐1新建23废水池V=2m31新建24废水泵1新建25残液槽2500*55902利旧十二废水处理工序V81001浸蚀酸废液原水槽28004600 V 有=25m33利旧2酸性废水贮槽28004600 V 有=164、25m31利旧3NaCl 储槽V 有=8m32利旧4集水中和槽28004600 V 有=25m31利旧5中间水槽 128004600 V 有=25m31利旧6中间水槽 228004600 V 有=25m31利旧7清洗水槽16002050 V 有=3m31利旧8NaOH 贮槽 A/B21802740 V 有=8m32利旧9H2SO4 贮槽19202620 V 有=5m31利旧10PAC 贮槽21802740 V 有=8m31利旧11板式换热器F=30m22利旧12喷射水冷却器F=30m22利旧13过滤器Q=35m3/h1利旧14储气罐V=3m31利旧15RO 系统Q=30m3/h1利旧16UF 165、系统Q=30m3/h1利旧17冷凝器 A/B120025002利旧18汽水分离器 A/B100034242利旧序号设备名称材料/规格/用途数量备注19冷凝水箱120020001利旧20洗涤塔100030001利旧21综合处理槽 A/B250035002利旧22反应槽 A2500250030351利旧23反应槽 B2500250030351利旧24酸性凝聚槽2500250030351利旧25酸性沉淀槽7500750030351利旧26第一反应槽 A1800210030351利旧27第二反应槽 A1800210030351利旧28凝聚槽 A1800210030351利旧29沉淀槽 A5400540166、030351利旧30第一反应槽 B1800210030351利旧31第二反应槽 B1800210030351利旧32凝聚槽 B1800210030351利旧33沉淀槽 B5400540030351利旧34废水系统泥斗1000100030001利旧35结晶系统泥斗1800180030001利旧36PAM 贮槽136017801利旧37粉尘除尘装置1000100015001利旧38Ca(OH)2 辅助装置T=0.5N=2.2KW1利旧39储罐 A/B/C/DDN12004利旧40浸蚀酸废液原水池原水泵Q=12.5m/hH=15m2利旧41酸性废水原水池原水泵Q=20m/hH=20m2利旧42冲洗废167、水及含硅废水池原水泵Q=35m/hH=20m2利旧43NaCl 收集池输送泵Q=12.5m/h2利旧44NaCl 储槽原水泵Q=20m/h H=35m2利旧45循环泵Q=18m/h H=35m4利旧46水力喷射泵上水泵Q=150m/h2利旧47冷凝液输送泵Q=25m/hH=20m3利旧48冷凝水箱输送泵Q=12.5m/hH=20m2利旧序号设备名称材料/规格/用途数量备注49集水中和槽输送泵Q=35m/hH=20m2利旧50应急水池原水泵Q=35m/hH=20m2利旧51洗涤塔循环泵Q=10m/hH=10m2利旧52综合处理槽 A 污泥泵Q=8m/h2利旧53综合处理槽 B 污泥泵Q=8m/h168、2利旧54酸性沉淀槽污泥泵Q=8m/h2利旧55沉淀槽(A)污泥泵Q=8m/h2利旧56沉淀槽(B)污泥泵Q=8m/h2利旧57结晶槽 NaCl 输送泵Q=108m/h2利旧58浓缩槽污泥泵Q=228m/h2利旧59Ca(OH)2 输送泵Q=228m/h2利旧60NaOH 输送泵Q=108m/h1利旧61H2SO4 输送泵Q=108m/h1利旧62PAC 输送泵Q=108m/h1利旧63HCl 计量泵Q=315L/H3利旧64NaOH 计量泵GM4003利旧65NaOH 计量泵GM2402利旧66H2SO4 计量泵GM3303利旧67PAC 计量泵GM4005利旧68PAM 计量泵GM2405169、利旧69压滤机A=40 2利旧70压滤机A=80 1利旧71罗茨风机Q=5.15m3/minN=7.5kw2利旧72水力喷射器吸入气量:500kg/h2利旧73薄膜蒸发器Q=1.35m3/h蒸发面积:F=20 4利旧74空压机Q=0. 9m3/minN=7.5kw2利旧75综合处理槽 A 搅拌机n=120 转/分1利旧76综合处理槽 B 搅拌机n=120 转/分1利旧77反应槽(A)搅拌机n=120 转/分1利旧78反应槽(B)搅拌机n=120 转/分1利旧79酸性凝聚槽搅拌机n =60 转/分1利旧序号设备名称材料/规格/用途数量备注80酸性沉淀槽刮泥机75004000 n=0.45 转/分170、1利旧81第一反应槽搅拌机n =120 转/分1利旧82第二反应槽(A)搅拌机n =120 转/分1利旧83凝聚槽(A)搅拌机n =60 转/分1利旧84沉淀槽(A)刮泥机54003800 n =0.45 转/分1利旧85第一反应槽(B)搅拌机n =120 转/分N=3.7KW1利旧86电机N=2.2KWn=1410rpm1利旧87第二反应槽(B)搅拌机n =120 转/分N=3.7KW1利旧88凝聚槽(B)搅拌机n =60 转/分N=2.2KW1利旧89沉淀槽(B)刮泥机54003800 n =0.45 转/分1利旧90结晶槽搅拌机N=7.5KW2利旧91污泥浓缩刮泥机50004200N=0171、.4kw1利旧92Ca(OH)2 溶解槽搅拌机n=150 转/分N=7.5KW2利旧93PAM 搅拌机n=180 转/分N=2.2KW1利旧94中间水槽 1 输送泵Q=42m3/h H=41m2利旧95保安过滤器输送泵Q=16m3/h H=22m N=2.2kw3利旧96中间水槽 2 输送泵Q=85m3/hH=14m1利旧97中间水槽 2 输送泵Q=42m3/hH=41m1利旧98RO 高压泵Q=42m/hH=162m1利旧99回用水槽输送泵Q=25m3/hH=35m4利旧100RO 冲洗泵Q=42m/hH=41m1利旧101清洗水泵Q=50m3/h H=27m N=5.5kw1利旧1021 172、离心风机N=2850 转/分, N=3KW1利旧十三后处理V71001浸蚀酸废液原水槽28004600 V 有=25m33利旧2酸性废水贮槽28004600 V 有=25m31利旧3NaCl 储槽V 有=8m32利旧4集水中和槽28004600 V 有=25m31利旧5中间水槽 128004600 V 有=25m31利旧6中间水槽 228004600 V 有=25m31利旧7清洗水槽16002050 V 有=3m31利旧序号设备名称材料/规格/用途数量备注8NaOH 贮槽 A/B21802740 V 有=8m32利旧9H2SO4 贮槽19202620 V 有=5m31利旧10PAC 贮槽218173、02740 V 有=8m31利旧11板式换热器F=30m22利旧12喷射水冷却器F=30m22利旧13过滤器Q=35m3/h1利旧14储气罐V=3m31利旧15RO 系统Q=30m3/h1利旧16UF 系统Q=30m3/h1利旧17冷凝器 A/B120025002利旧18汽水分离器 A/B100034242利旧19冷凝水箱120020001利旧20洗涤塔100030001利旧21综合处理槽 A/B250035002利旧22反应槽 A2500250030351利旧23反应槽 B2500250030351利旧24酸性凝聚槽2500250030351利旧25酸性沉淀槽7500750030351利旧2174、6第一反应槽 A1800210030351利旧27第二反应槽 A1800210030351利旧28凝聚槽 A1800210030351利旧29沉淀槽 A5400540030351利旧30第一反应槽 B1800210030351利旧31第二反应槽 B1800210030351利旧32凝聚槽 B1800210030351利旧33沉淀槽 B5400540030351利旧34废水系统泥斗1000100030001利旧35结晶系统泥斗1800180030001利旧36PAM 贮槽136017801利旧37粉尘除尘装置1000100015001利旧38Ca(OH)2 辅助装置T=0.5N=2.2KW1利旧175、序号设备名称材料/规格/用途数量备注39储罐 A/B/C/DDN12004利旧40浸蚀酸废液原水池原水泵Q=12.5m/hH=15m2利旧41酸性废水原水池原水泵Q=20m/hH=20m2利旧42冲洗废水及含硅废水池原水泵Q=35m/hH=20m2利旧43NaCl 收集池输送泵Q=12.5m/h2利旧44NaCl 储槽原水泵Q=20m/h H=35m2利旧45循环泵Q=18m/h H=35m4利旧46水力喷射泵上水泵Q=150m/h2利旧47冷凝液输送泵Q=25m/hH=20m3利旧48冷凝水箱输送泵Q=12.5m/hH=20m2利旧49集水中和槽输送泵Q=35m/hH=20m2利旧50应急水176、池原水泵Q=35m/hH=20m2利旧51洗涤塔循环泵Q=10m/hH=10m2利旧52综合处理槽 A 污泥泵Q=8m/h2利旧53综合处理槽 B 污泥泵Q=8m/h2利旧54酸性沉淀槽污泥泵Q=8m/h2利旧55沉淀槽(A)污泥泵Q=8m/h2利旧56沉淀槽(B)污泥泵Q=8m/h2利旧57结晶槽 NaCl 输送泵Q=108m/h2利旧58浓缩槽污泥泵Q=228m/h2利旧59Ca(OH)2 输送泵Q=228m/h2利旧60NaOH 输送泵Q=108m/h1利旧61H2SO4 输送泵Q=108m/h1利旧62PAC 输送泵Q=108m/h1利旧63HCl 计量泵Q=315L/H3利旧64Na177、OH 计量泵GM4003利旧65NaOH 计量泵GM2402利旧66H2SO4 计量泵GM3303利旧67PAC 计量泵GM4005利旧68PAM 计量泵GM2405利旧序号设备名称材料/规格/用途数量备注69压滤机A=40 2利旧70压滤机A=80 1利旧71罗茨风机Q=5.15m3/minN=7.5kw2利旧72水力喷射器吸入气量:500kg/h2利旧73薄膜蒸发器Q=1.35m3/h蒸发面积:F=20 4利旧74空压机Q=0. 9m3/minN=7.5kw2利旧75综合处理槽 A 搅拌机n=120 转/分1利旧76综合处理槽 B 搅拌机n=120 转/分1利旧77反应槽(A)搅拌机n=1178、20 转/分1利旧78反应槽(B)搅拌机n=120 转/分1利旧79酸性凝聚槽搅拌机n =60 转/分1利旧80酸性沉淀槽刮泥机75004000 n=0.45 转/分1利旧81第一反应槽搅拌机n =120 转/分1利旧82第二反应槽(A)搅拌机n =120 转/分1利旧83凝聚槽(A)搅拌机n =60 转/分1利旧84沉淀槽(A)刮泥机54003800 n =0.45 转/分1利旧85第一反应槽(B)搅拌机n =120 转/分N=3.7KW1利旧86电机N=2.2KWn=1410rpm0利旧87第二反应槽(B)搅拌机n =120 转/分N=3.7KW1利旧88凝聚槽(B)搅拌机n =60 转/179、分N=2.2KW1利旧89沉淀槽(B)刮泥机54003800 n =0.45 转/分1利旧90结晶槽搅拌机N=7.5KW2利旧91污泥浓缩刮泥机50004200N=0.4kw1利旧92Ca(OH)2 溶解槽搅拌机n=150 转/分N=7.5KW2利旧93PAM 搅拌机n=180 转/分N=2.2KW1利旧94中间水槽 1 输送泵Q=42m3/h H=41m2利旧95保安过滤器输送泵Q=16m3/h H=22m N=2.2kw3利旧96中间水槽 2 输送泵Q=85m3/hH=14m1利旧97中间水槽 2 输送泵Q=42m3/hH=41m1利旧98RO 高压泵Q=42m/hH=162m1利旧99回180、用水槽输送泵Q=25m3/hH=35m4利旧序号设备名称材料/规格/用途数量备注100RO 冲洗泵Q=42m/hH=41m1利旧101清洗水泵Q=50m3/h H=27m N=5.5kw1利旧1021 离心风机N=2850 转/分, N=3KW1利旧十四电气11#、2#主变压器SFZ10-31500/1102利旧23#、4#主变压器SFZ10-50000/1102利旧3GIS 组合电器ZF6-1261利旧4变压器SCB10-2000/102利旧5变压器SCB10-2500/102利旧6变压器SCB10-1600/102利旧7变压器SCB10-2000/102利旧8变压器SCB10-1250/1181、02利旧9变压器SCB10-2000/102利旧10直流屏GZG49-100AH1利旧11直流屏GZG49-300AH1利旧12直流屏GZG49-150AH1利旧13直流屏GZG49-100AH1利旧14保护屏总变15利旧15保护屏总变1利旧16保护屏10KV-2 变电所2利旧17保护屏10KV-3 变电所2利旧18电容器2400KVar2利旧19电容器3900KVar2利旧20电容器750KVar2利旧21UPSSynergy I Pro-120KVA1利旧22UPSSWA-3000T/DC220(RM)1利旧23EPSYJ-10KW1利旧24EPSYJS-10KW1利旧2510KV 高压开182、关柜KYN28-1249利旧2610KV 高压开关柜KYN28-1255利旧2710KV 高压开关柜KYN28-1217利旧序号设备名称材料/规格/用途数量备注28低压开关柜8PT55利旧29低压开关柜8PT12利旧30低压开关柜8PT22利旧31低压开关柜8PT7利旧32低压开关柜8PT11利旧33避雷塔30 米4利旧34避雷塔30 米2利旧35工控机戴尔 OPTIPLEX 7603利旧36工业空调KFH-704利旧37通讯机柜总变1利旧38通讯机柜10KV-2 变电所1利旧39通讯机柜10KV-3 变电所1利旧40柴油发电机威尔信 2000KVA2利旧41电议交接柜10KV-2 变电所1利183、旧42打印机HP LaserJet 5200n1利旧43打印机EPSON LQ-1600K1利旧44录音电话HCD9888(40)TSD1利旧45低压配电柜总变2利旧46天车5T1利旧47防尘防腐照明(动力)配电箱FXM(D)-9/K1利旧48综合配电箱JXF2利旧49防尘防腐照明(动力)配电箱FXM(D)-12/K1利旧50防尘防腐照明(动力)配电箱FXM(D)-6/K1利旧51防爆照明(动力)配电箱BXM(D)-12/K1利旧52防爆动力检修配电箱BXX-3/K1利旧53防爆照明(动力)配电箱氯化氢压缩1利旧54防爆照明(动力)配电箱BXM(D)-6/K1利旧55防爆照明(动力)配电箱BX184、M(D)-6/K1利旧56防爆动力检修配电箱BXX-3/K2利旧57防爆照明(动力)配电箱BXM(D)-10/K2利旧58防爆照明(动力)配电箱BXM(D)-13/K1利旧序号设备名称材料/规格/用途数量备注59防爆动力检修配电箱BXX-3/K1利旧60防尘防腐照明配电箱BXM-2利旧61防爆动力检修配电箱BXX-3/K1利旧62防爆照明(动力)配电箱BXM(D)-T15KDD2利旧63防爆动力检修配电箱BXX-3/K1利旧64防爆照明(动力)配电箱BXM(D)-18KXA1利旧65防爆动力检修配电箱BXX-3/K1利旧66防爆照明(动力)配电箱BXM(D)-T15KDD1利旧67防爆动力检修185、配电箱BXX-3/K1利旧68防爆照明(动力)配电箱BXM(D)-13/K8利旧69防爆照明(动力)配电箱BXM(D)-10/K1利旧70综合配电箱JXF1利旧71综合配电箱GGD3利旧72综合配电箱GGD3利旧73综合配电箱配电冷冻3利旧74防爆动力检修配电箱BXX-3/K1利旧75防爆照明(动力)配电箱尾气回收1利旧76防爆动力检修配电箱BXX-3/K1利旧77防尘防腐照明(动力)配电箱BXM(D)-10K2利旧78防尘防腐照明(动力)配电箱BXM(D)-13K1利旧79防尘防腐照明配电箱BXM-3利旧80防爆动力检修配电箱BXX-3/K1利旧81防爆动力检修配电箱BXX-3/K1利旧82186、防尘防腐照明(动力)配电箱BXM(D)-T6KXX2利旧83防爆动力检修配电箱BXX-3/K2利旧84防爆动力检修箱BXX-3/K2利旧85动力配电柜XL-213利旧86低压配电柜XL-212利旧87动力配电柜XL-214利旧88配电箱循环水2利旧89控制箱脱盐水2利旧序号设备名称材料/规格/用途数量备注90检修配电箱脱盐水1利旧91照明配电线脱盐水1利旧92配电箱换热站1利旧93配电箱JXPH2001利旧94控制配电箱PRK-100/1NLX1利旧95控制配电箱PRK-200/1NLX1利旧96控制配电箱PRK-250/1NLX1利旧97防爆动力检修配电箱BXX52-T3K80XX2利旧98187、防爆照明(动力)配电箱BXM62-T6K20XD1利旧99防爆照明(动力)配电箱BXM-13KT1利旧100防爆照明(动力)配电箱BXM-10KT1利旧101防爆动力检修配电箱BXX52-T3K80XX2利旧102防爆照明(动力)配电箱BXM62-T6K20XD2利旧103防爆动力检修配电箱BXX52-T3K80XX2利旧104防爆动力配电箱V9200 尾气回收2利旧105防爆动力检修配电箱BXX52-T3K80XX1利旧106防爆照明(动力)配电箱BXM62-T6K20XD1利旧107防爆照明(动力)配电箱BXM(D)53-5/20K631利旧108干式电力变压器冷氢化4新增109低压配电进188、线柜冷氢化4新增110低压配电联络柜冷氢化2新增111低压配电柜冷氢化19新增112高压柜10KV-1、2#变电所9新增十五脱盐水站1脱盐水Q=80m/h1 套利旧十六消防站1高压泵离心泵 H=100m、Q=576m/h1 台利旧2低压泵离心泵 H=45m、Q=576m/h2 台利旧3柴油泵离心泵 H=100m、Q=576m/h1 台利旧4稳压泵离心泵 H=75m、Q=18m/h2 台利旧十七循环水站序号设备名称材料/规格/用途数量备注1循环水泵离心泵 H=51m、Q=7400m/h4 台利旧2柴油泵离心泵 H=51m、Q=3300m/h2 台利旧3中速过滤器单台处理量 100m/h8 台利旧189、4风机功率 160KW、Q=4000m/h5 台利旧十八空分制氮1螺杆机组螺杆机功率 280KW、Q=48.5Nm/min5 台利旧2螺杆机组螺杆机功率 75KW、Q=13.2Nm/min1 台利旧3增压机组增压机功率 18.5KW、Q=3Nm/min1 台利旧4干燥机组干燥机功率 30KW、Q=210Nm/min2 台利旧5深冷制氮Q=2000Nm/h1 套利旧7深冷制氮Q=2000Nm/h1新增十九冷冻站1溴化锂机组Q=540m台/h21 套利旧二十高纯水站1高纯水系统Q=25m/h1 套利旧5、原辅材料和动力供应5.1 原辅材料供应5.1.1 原辅材料用量本技改项目实施后,项目单位将拥有190、年产 8000t/a 多晶硅生产线,原辅材料用量见表 5-1-1。表 5-1-18000t/a 多晶硅原辅材料年用量序号项目单位用量来源1工业硅粉t/a9040工业园区2液氯t/a1977工业园区3氢氧化钠t/a64.0周边地区4生石灰t/a1559周边地区5.1.2 主要原材料规格原料硅粉的规格要求为:P(ppm)50,B(ppm)30,Fe(%)0.4,Al(%)0.2,Ca(%)0.1,粒度:30-325 目占 95%以上,C(含量)0.1%, 或无可见 C、SiC 等强酸不溶物。原料三氯氢硅的规格要求为:SiHCl3(%)99,B(ppb)30,P (ppb)3,Fe(ppm)1.5,191、A(l5.1.3 供应可靠性(1) 工业硅粉ppb)30,外观:无色透明液体,碳氢类化合物含量(mg/L)5。市硅储量丰富,品位优,现已探明储量 3196 万吨,其远景储量为 3亿吨,SiO2 含量高达 9699.82%,这就为建设多晶硅项目提供了可靠的原料保证。距离本项目厂址所在地棋盘井镇为自治区规划的硅产业基地,目前棋盘井已建成投产 8 台 6300KVA 电炉,全部建中国石化南京工程有限产后年生产能力可达20 万吨。因此,本项目所需原料工业硅粉供应有保障。(2) 高纯三氯氢硅本项目所需的三氯氢硅,目前国内的生产能力非常大,其供应有足够保障,而且项目单位经过多年的发展也已有长期、稳定的供应192、商。(3) 酸、碱本项目所需的酸、碱用量不大,可从相邻的海吉化工有限公司购买,以满足生产要求。(4) 其他辅助原材料本项目所需的其他辅助原材料用量较小,均是常用化学品,国内市场容量很大, 供应充足,质量好,完全能够满足本项目的需要。5.2 动力供应5.2.1 公用工程用量本技改项目实施后,项目单位将拥有年产 8000 吨多晶硅生产线,外公用工程用量见表 5-2-1。表 5-2-1原辅材料及动力用量供序号项目单位单位消耗备注1水m3/h3002电亿kWh/a83蒸汽t/h305.2.2 动力供应条件本项目所需水由由市西汇水务有限责任公司供水工程提供。西汇水务公司取水能力为每天 40 万吨,供水能193、力为每天 30 万吨。西汇水务公司保证能够提供项目所需新鲜水。其水质符合生活饮用水卫生标准GB5749-2006 的要求。从西汇水务公司供水干管引一根 DN500 管道至本项目界区内 1m,供给本项目所需的生产、生活用水。本项目用电已引自棋盘井镇工业园区电厂配套的220kV 变电站和棋盘井 220kV 变,分别引 2 回 110KV 专线至界区,其供电电源可靠,供电有保障。本项目正常生产、开车所需蒸汽来自棋盘井镇工业园区内集团电厂副产蒸汽,采暖所需热水由工业园区现有供热站统一供给。因此,本项目所需燃料供应有保障。5.3 外部配套条件5.3.1 资源优势是改革开放 30 年来的 18 个典型地区194、之一,也是内蒙古的经济新兴城市,呼包鄂城市群的中心城市,被自治区政府定位为省域副中心城市之一。鄂尔多斯是国家森林城市、全国文明城市,排名中国城市综合实力 50 强、全国首批资源综合利用双百工程示范基地。近年来,市把培育发展新兴产业作为推动产业转型升级的重要方向, 积极引进企业和项目,通过建设标准化厂房、支持企业技术研发、落实中高级人才引进优惠条件等政策措施,构筑起传统产业新型化、新兴产业规模化、支柱产业多元化的产业发展新格局。科技力量雄厚,创新能力强大。2015 年全市战略性新兴产业一路高歌猛进,共实施亿元以上新兴产业项目 14 项,总投资 101.81 亿元,截至 11 月底完成投资 38.195、55 亿元。项目涉及云计算数据中心及配套光缆、新能源、新材料、电子信息、节能环保产品等领域。一大批项目的开工建设,既是拉动全市经济快速增长的重要保障,也是调整经济结构、转变发展方式的有效载体。棋盘井镇总人口 7.6 万人,常住人口 2 万多人。棋盘井镇从 2000 年起开始工业园区的建设和发展,2001 年被内蒙古人民政府批准为自治区级工业园区,成为内蒙古自治区蒙西经济技术开发区的重要组成部分。2003 年被列为自治区 20 个重点工业园区之一。棋盘井镇围绕产业发展现状和基础布局,以工业园区的发展为载体,积极发展煤电、煤焦综合、高科技环保型硅合金、金属硅、金属镁、硅钙、硅锰及适量精炼硅铁、化工196、等项目,全面实施2223战略即加快两化(工业化、城市化)进程、发 展两大(大煤电、大化工)产业、建设两个基地(能源基地、重化工基地)、形成三条产业链(煤-电-治金-化工、煤-焦-油(气)-化工、天然气-化工),走出一条有棋盘井特色的区域发展道路,将棋盘井镇建成市西部的工业经济核心区, 全国较大的高载能工业基地,实现工业重镇,经济强镇的目标。5.3.2 交通方便,通讯发达交通十分便捷,周边和境内有京包(北京-包头)、包兰(包头-兰州)、包西(包头-西安)三条铁路干线,109、210 两条高速公路贯穿全市,机场与周边的五大民航机场形成了便捷的区域航空网络。棋盘井镇于其西与乌海市接壤,并隔黄河与宁夏197、石嘴山市相望,南北东均与鄂托克旗阿尔巴斯苏木接壤,109 国道与鄂托克至乌海公路贯穿镇区,是市与宁夏、乌海市相通的重要交通枢纽。该地区资源丰富、交通便利,地理位置优越。为本项目及时与国内外工厂和用户进行技术业务联系提供了极为有利的条件。5.3.3 电力配套条件良好蒙西电网目前主供电网网架以 220kV 线路为主构成。220kV 线路西起乌海市的海勃湾电厂,经临河东郊变、乌拉山电厂、包头地区的麻池和古城变及呼和浩特市地区的东郊和昭君变,东至乌兰察布盟的丰镇电厂。棋盘井 220kV 变位于市鄂托克旗境内,该变电站于 2001 年建成投产了 1120MVA 主变压器。本项目所在工业园区建设 2330198、MW 机组容量的电厂。电厂一期工程 2330MW 机组、二期工程 2330MW 机组和南区三期 2330MW 机组。本项目电源已引自工业园区电厂配套的 220kV 变电站和棋盘井220kV 变,分别引 2 回 110kV 专线至界区,其供电电源可靠,供电有保障。5.3.4 地方政府的大力支持内蒙古政府和市政府已将硅材料产业规划为当地重点支持发展的产业,要在未来几年内,将多晶硅项目基地发展成为具有多晶硅、单晶硅、硅抛光片、太阳能电池用硅片及其他硅系列产品的生产能力的产业基地。力争到2020 年,使自治区的多晶硅年产能达到 10 万吨,单晶硅产能达到 4 万吨,太阳能电池及组件超过 10G 瓦,全199、自治区的光伏产业产值达到 1000 亿元。6、建厂条件6.1 地理位置及社会经济条件(1) 地理位置棋盘井处于高原西部,位于市鄂托克旗棋盘井镇,是市与宁夏回族自治区和乌海市相连的重要交通枢纽,地理坐标为北纬392232,东经 1070044,南距石膏储量居亚洲第一的查布石膏矿区 50 公里, 距举世闻名的苏格里气田 140 公里,西距石嘴山市 20 公里,北与乌海市相毗邻。驰名中外的羊绒制品的主要原料基地阿尔巴斯白绒山羊核心养殖区在棋盘井镇内。棋盘井镇,是市鄂托克旗下辖的一个镇。是市八大工业基地之一。处于高原西部,北靠蒙西镇,南邻驰名中外的羊绒制品的主要原料基地-阿尔巴斯苏木,西隔桌子山与乌海200、市搭界。距举世闻名的苏里格气田 140 公里,距储量居亚洲第一的查布石膏矿区 30 公里,是市与宁夏、乌海市的重要交通枢纽,被称为西大门。棋盘井镇全境 3614 平方公里。其中镇区规划占地面积 57 平方公里,控制辐射面积 3614 平方公里,是开发自治区西部有较大潜力的工业重镇。1992 年被伊克昭盟列为八大经济开发区,1996 年被自治区确定为百镇工程试点镇,2001 年被自治区批准为自治区级工业园区,成为内蒙古自治区蒙西经济技术开发区的重要组成部分。城镇建设:目前全镇在册人口 7.6 万余人,下辖 7 个居民委员会,10 个嘎查村。2006 年全镇实现地区生产总值 50 亿元,同比增长 201、43.9%;实现财政收入 6.41 亿元,同比增长 78%;出口创汇 1.5 亿美元,同比增长 131.8%;城镇居民人均可支配收入达到 12186 元,农牧民人均纯收入达到 6520 元,分别增长 18%和 20%; 综合实力大幅提升。(2) 社会经济棋盘井镇隶属鄂托克旗,1979 年建镇,该地区资源丰富,是国家级重点镇,为市重点高载能工业规划区发展区。是煤炭、电力、冶金、化工、建材为住的重要的重化工基地,是自治区西部重要的工业城镇,到 2020 年,建设成为以市场为导向,以本地资源为依据,以科技进步和新产品为先导,以产品深加工为方向的高标准、高效益、高环保的规范的外向型工业园区及自治区重要202、的出口创汇基地。2004 年底,地区生产总值达 20 亿元,财政收入达 2 亿元,二、三产业比重为85 比 15,出口创汇一亿美元。2010 年,形成年产 100 万吨的规模,生产总值达 100 亿元,财政收入达 10 亿元,工业增加只值 60 亿元,二、三产业的比重为 70 比 30,出口创汇 6 亿美元,城镇居民人均可支配收入达到 25000 元,到 2020 年比 2010 年的总体目标翻一番。十五期间,棋盘井镇将围绕产业发展现状和基础布局,以工业园区的发展为 载体,积极构筑高载能、煤炭、建材三大基础工业平台,将棋盘井镇建成市西部的工业经济核心区,全国较大的高载能工业基地,实现工业重镇,203、经济强镇 的目标。截止 2003 年,全镇实现国内生产总值 9.5 亿元,财政收入 9528 万元,居民人均可支配收入达到 7000 元,出口创汇 5000 万美元。(3) 资源棋盘井隶属鄂托克旗,棋盘井工业园区(又称鄂托克经济开发区)是内蒙古自治区小三角的重要组成部分,2001 年 4 月 20 日经内蒙古自治区人民政府批准后开始建设,2003 年正式运行。园区规划总面积 85 平方公里,园区所在地棋盘井镇总面积 3614 平方公里,总人口 8.2 万人。棋盘井地区蕴藏着丰富的矿产资源,已探明储量的有煤炭、石灰石、硅石、耐火粘土矿、铁矿石、白云岩、天然碱、芒硝、盐、沸石和铜、锌、锰等矿产 4204、0 多种。其中,已探明的煤炭地质储量为 29.6 亿吨、含碳酸钙 95%以上的石灰石地质储量 100 亿吨、硅石地质储量 10 亿吨、含三氧化二铝 3050%的硬质耐火粘土矿地质储量为 4.0 亿吨、铁矿石储量 520 万吨。这些丰富的矿产资源为园区的发展奠定了坚实的基础,经过多年的努力,工业园综合经济实力不断提升,社会各项事业全面发展。园区现有企业 89 家,其中规模以上企业 29 家,产值超 10 亿元企业 8 家,有 5 家企业被确定为 双百亿工程重点培育企业。已构筑起煤炭、电力、冶金、化工、建材五大主导产业和煤化工、硅化工、氯碱化工、天然气化工四条循环产业链,形成年产原煤 2800 万205、吨、洗煤 4000 万吨、焦炭 500 万吨、铁合金 140 万吨、多晶硅 3000 吨、电石 150 万吨、水泥 300 万吨、化肥 200 万吨生产能力,电力装机容量达到 310 万千瓦。建园至今,累计完成固定资产总投资 900 多亿元,实现工业总产值 2500 多亿元,完成基础设施建设投资 100 多亿元,重点实施了引黄入棋、井下疏干水和高盐水综合利用工程,现有 220KV 输变电站 2 座,110KV 输变电站 3 座,新修及改扩建道路 160 多公里;建成了污水处理厂、垃圾处理厂和消防站;实现了九通一平、一场一站,达到了市一类园区的建设标准。2013 年园区被国家发改委和财政部确定为206、国家循环化改造示范试点园区,2014 年成为国家首批低碳产业园区试点园区。6.2 气象条件已建厂址地处厂址地处西北内陆地区,属中温带季风型大陆性气候。其特征是冬长夏短,春迟秋早,寒暑变化剧烈,日照充足,降水量少,蒸发量大,干旱多风等特点。冬季漫长而寒冷,降雪稀少,气候干燥。每当高空西风槽东移时,西北气流急剧向东南推进,常形成大风降温寒流天气。夏季,受太平洋副热带高压控制, 东南季风盛行,降水增多,但多年平均降水量仅有 157.9mm,其最大一日降水量达 110.6mm,常形成山洪爆发。根据业主提供的气象资料,该地区地面常规气象统计资料如下:(1)气温l 年平均气温9.8l 近年最热月平均气温3207、3.4l 近年最热冷平均气温-8.4l 多年平均最高气温16.4l 多年平均最低气温3.8l 极端最高气温40.2l 极端最低气温-32.6(2)降水量l 年平均降水量157.9 mml 日最大降水量71.8 mml 一次最大降水量110.6mml 年平均蒸发量3249.0 mm(3)湿度l 年平均相对湿度42%l 月平均最小相对湿度0(4)气压l 年平均气压89.3 kPal 年最高值91.9 kPal 年最低值87.1 kPa(5)降雪l 最大积雪深度130 mml 最大冻土深度-1300 mm(6)风l 全年平均风速2.9 m/sl 近年最大风速28m/sl 主导风向(冬季)(频率 %)208、西北l 次常风向(夏季)(频率 %)东南6.3 工程地质和水文地质条件(1) 地形地貌棋盘井镇地处鄂托克旗西北部,各种断裂比较发育。受地壳运动影响比较平稳, 岩浆活动较少。地表由棕红色、土黄色的沙砾岩、泥质沙砾石,棕红色砂岩、砂质泥岩组成,属山地丘陵区。本项目已建厂址地形平坦,北面为桌子山,西面为岗德尔山向南延伸部分,东、南面则为略向山前向厂址方向倾斜的第四系台地,因此形成了四周相对较高的山前盆地,盆地面积 10km2。棋盘井镇地势较高,自然地面标高在 1233.001267.00m 之间,东高西低,南高北低,相对高差约 34.00m,场地的自然坡度约为 1%;场地大部分被风成沙覆盖,表面为半209、荒漠化草原。厂址北侧约 4km 处为由东北流向西南的季节性河流乌珠林沟。(2) 工程地质已建厂址地质构造单元为中朝准台地台地北缘,地貌属山前冲洪积平原,地形较平坦,地势南高北低,地面标高变化在1257.611260.70,高差为3.09m。场地内地层依据其成因及岩性不同可分为 4 大层,各层分述如下:第层第四纪风积、洪积粉沙:黄褐色,稍湿稍密状态,以风成砂位主,该层局部夹粉土、细砂、粗砂薄层或透镜体。第层第四纪冲洪积砂类土:由粗砂、砾砂、细砂、粉砂及混合土组成,分述如下:层粗砾砂:野外鉴定以粗砂为主,灰褐红褐色,稍湿,稍密中密状态。颗粒矿物成分以长石、石英为主。混粒结构,混 222%卵石,一般210、粒径 23cm,最大粒径 5cm,钻孔进尺较难。1 层细砂:灰褐色,稍湿稍密状态,以透视镜形式出现在第层粗砂层的不同深度内,最大厚度 1.0m 左右。2 层粉砂:红褐色,湿饱和,密实状态,分布第层粗砾砂层底部。3 层混合土:由粗粒和粘性土混合土组成,稍湿密密状态,粗粒为卵石, 其空隙充填粘性土和少量各种粒径砂,分布第层粗砾砂层底部。第层第三纪泥岩:紫红色,稍湿坚硬状态(呈粘性土状),泥质胶结,固结成岩作用差,遇水软化,为极软岩,钻探 RQP95%,其质量基本等级为级。第层白垩纪砂岩:紫红色灰色,中等风化,泥质胶结,固结成岩作用差, 主要矿物成分长石、石英。为软岩,钻探 RQP90%,其质量基本211、等级为级。场地地下水贫乏,场地内地下水埋藏较深,在钻孔 30m 内未见地下水,地下水对基础设计与施工无影响。本场地无可液化的土层。(3) 水文地质棋盘井镇地处卓子山构造体系的南缘,区域内有西来峰大断裂一条,纵贯南北, 属质性下断层,断距 80m,倾角 45.5deg,为区内极好的储水构造之一,以二叠系砂岩的奥陶系石岩风化壳和断层破碎带为主,储水构造带地下水补给径流条件较好。单井出水量可达 1600t/d 以上。上部为潜水,下部为承压水或半承压水,埋深 10 60m,水质较差,矿化度 310g/l 左右。已建厂址场地地下水贫乏,主要含水层为层角砾夹碎石,地下水为孔隙潜水类型。勘测期间正值枯水季节212、,河水干枯,场地内地下水埋藏较深,一般达 12.40 22.00m。(4) 地震烈度根据中国地震动峰值加速度区划图,厂址区域地震基本烈度为度,地震动峰值加速度为 0.20g。历史地震分区上,本区处于磴口海勃湾亚地震危险区, 历史上地震活动比较频繁,2 级以上地震密集分布,但大多为 24 级地震,地震震级不高,地震活动程度较低。历史上最强地震记录,距厂址以北约 120km 的八音木仁,1976 年 9 月 23 日曾发生过 6.2 级地震,震中烈度为 7 度。已建场地土主要为密实的碎石土,属坚硬土,地形平坦、开阔,为抗震有利地段。场地类别主要为类。已建厂区用地范围处于乌达南北向挽近断陷带和桌子山213、东麓隐伏大断层之间的相对稳定区域。除场地周围断裂发育外,场地内未见其它不良地质作用,场地稳定,适宜建厂。6.4 基础设施条件近年来,棋盘井镇工业园区不断加大基础设施建设进度,园区内的基础设施已初具规模。(1) 供水:本项目所需新鲜水由市西汇水务有限责任公司供水工程提供。该供水工程一期总投资 2.9 亿元,占地 111.55 万平方米,于 2005 年 5 月 9 日正式投产运行,供水能力为 4320 吨/日。另外,西汇水务公司另一项供水工程-联合化工双欣供水工程将于 2008 年 6 月完工,该工程设计取水能力为每天 40 万吨,供水能力每天 16.5 万吨。西汇水务公司最终取水能力为每天 4214、0 万吨,供水能力为每天 30 万吨。西汇水务公司保证能够提供项目所需新鲜水。其水质符合生活饮用水卫生标准GB5749-2006 的要求。(2) 供电:蒙西电网目前主供电网网架以 220kV 线路为主构成。220kV 线路西起乌海市的海勃湾电厂,经临河东郊变、乌拉山电厂、包头地区的麻池和古城变及呼和浩特市地区的东郊和昭君变,东至乌兰察布盟的丰镇电厂。棋盘井 220kV 变位于市鄂托克旗境内,该变电站于 2001 年建成投产了 1120MVA 主变压器。本项目所在工业园区建设 2330MW 机组容量的电厂。电厂一期工程 2330MW 机组已于 2005 年建成。二期工程 2330MW 机组在 2215、010 年建成投产。三期工程 2330MW 机组也已在 2015 年建成投运。本项目电源已引自工业园区电厂配套的 220kV 变电站或棋盘井220kV 变,分别引 2 回 110kV 专线至界区,其供电电源可靠,供电有保障。(3) 电信:工业园区现已开通了光缆程控电话和移动电话。(4) 市政道路、集中供水系统、供暖、排污管网、邮电、通信等覆盖工业园区。相应的文化、教育、卫生设施齐全,商贸基础雄厚,市场繁荣,投资环境优越。工业园区配置条件好,地域宽阔,地势平坦,地质坚硬,建厂条件优越,为本项目提供了良好的建设依托条件。6.5 交通运输条件棋盘井镇位于乌海市东南,与乌海市接壤,北距乌海市 40km216、,西距宁夏石嘴山市 25km,距包兰铁路支线的海勃湾至拉僧庙段 4km,109 国道乌海市至市段从镇的中心通过,交通十分便利。棋盘井的交通网络四通八达,距乌海机场 50 公里,离包兰铁路支线海拉铁路 2 公里,荣乌高速、109 国道、东乌铁路横穿镇区。(1) 铁路:棋盘井镇是一个新型的工矿企业城镇,在已建厂址西面的乌海境内有铁路通行,公乌素火车站距离厂址约 7.0km。已建厂址附近铁路线现状及规划情况如下:1) 东乌铁路:东起包神铁路乌兰木伦站,经李家塔、霍洛苏木、查干桃林, 沿毛乌素沙漠北缘向西行,经伊化甲醇厂、巴音什里,在乌兰镇折向西北,经棋盘井在公乌素车站接入海拉支线。远景经拉僧庙跨黄河217、接包兰铁路石嘴山站。该线路全长 322.85km,等级为地铁级。近期 2010 年运量 1013 万吨,远期 2015 年运量1165 万吨。该项目是京兰通道和包柳通道的重要联络线,填补了该区域内没有铁路的空白,对该地区的煤炭及高耗能产品运输提供了运输保障。项目总投资约 24.8亿元。工业园距海拉铁路支线 2 公里。2) 包西铁路:国家发展改革委于 2007 年 3 月 5 日批准了包头至西安铁路通道扩能改造工程可行性研究报告。包西铁路扩能改造工程自包头铁路枢纽包头站,经、榆林、延安至西安铁路枢纽张桥站,改建后正线全长 800.9km。其中, 包头至大保当段 239.8km 新建双线,大保当至218、甘泉北段 355.3km 增建第二线,甘泉北至张桥段 205.8km 新建双线。全线采用国铁 I 级,双线电气化牵引,日开行客车 25 对,年货运量 10000 万吨以上。项目总投资 209.5 亿元,其中陕西省境内线路长 627km,工程投资 163 亿元,资本金 57.65 亿元,铁道部出资 43.96 亿元,陕西省出资 13.69 亿元。计划 2009 年建成运营。包头兰州的铁路干线从厂址西面约 50.0km 的石嘴山市通过。(2) 公路:棋盘井镇的西面有 110 国道,该国道主要在宁夏境内,109 国道和215 省道从城镇中间通过。215 省道从已建厂址的东、北面通过,距已建厂址约5.219、0km。109 国道从已建厂址的南面通过,距厂址约 2.0km,其路面宽约 7.0m,沥青路面。另外,厂址地区公路规划将工业园区的 109 国道部分已拓宽到 50.0m 宽。本项目的大件运输,以及原料等将利用 109 国道中转进入厂区。6.2 厂址方案本项目新建部分是在现有厂区的预留场地上建设,不新增项目用地,其余部分利用厂内已有设施或在已有设施基础上改扩建,水、电、消防等公用工程及辅助设施均依托老厂,可以充分利用厂内现有的设施,方便生产和管理。7、公用工程及辅助设施方案7.1 总图运输7.1.1 厂址概况本项目是多晶硅业有限公司年产 8000 吨高纯度、低耗能多晶硅材料技术改造项目,厂址位于220、市鄂克托旗棋盘井镇工业园区。棋盘井镇位于乌海市东南,与乌海市接壤,北距乌海市 40km,西距宁夏石嘴山市 25km,距包兰铁路支线的海勃湾至拉僧庙段 4km,109 国道乌海市至市段从镇的中心通过,交通十分便利。本项目红线内共占地面积为 381041 平方米(合 571.56 亩),包括预留项目工程扩建用地。7.1.2 总平面布置(1)布置原则严格执行国家颁布的防火、防爆、安全、卫生等有关规范标准。根据工艺生产要求,力求工艺流程顺畅,管线短捷。 符合工业园区总体布局,充分依托工业园区现有基础设施,以节省建设用地和投资。做到人货分流、互不干扰,确保厂区内运输和消防通道畅通。(2) 工艺装置布置工221、艺装置包括硅粉制备、三氯氢硅合成、冷氢化、精馏、工艺罐区、还原及后处理、尾气回收、废气处理、废水处理等工序。根据原料互供的特点,本着工艺流程顺畅、方便管理的原则,全厂改扩规划建 设 8000 吨/年多晶硅生产装置。在一期布置时,在一期各单元旁边已考虑进行了扩建。考虑到工艺管线短捷、成品运输方便,将还原工序布置在厂区的东面中部不变。 其中新增的冷氢化布置在还原工序的西面。新建精馏工序在原有精馏单元预留空地、尾气回收在原有位置改造,工艺罐区预留地新增储罐。(3) 配套的公用工程和辅助设施公用工程及辅助设施尽量位于负荷中心,靠近主要装置,以方便管理、节约能耗。水、电、气管线等还要兼顾外线进、出口的方222、位,避免管线浪费。1) 污水处理场:占地面积 9600m2,布置在厂区西北角,场地最低处,本厂污水经地下管网排入污水处理场处理达标后排放城市管网系统。2) 循环水、生产、消防水泵站及脱盐水站:占地面积 20300m2,布置在生产装置区的东北面,使线路短捷且便于生产管理。3) 空压制氮站:占地面积 5550m2 布置在工艺罐区的北面,使管线短捷且便于生产管理。4)110KV 总变电站:占地面积 6000m2,布置在空压制氮站的北面,并靠近厂区边缘,便于厂外西边修文变电站的外线接入。5) 仓库维修区(包括维修厂房、综合仓库、化学品库等):占地面积为15800m2,仓库维修区集中布置便于管理。硅粉库223、紧靠主生产装置布置。6) 与本期改扩至 8000 吨/年多晶硅装置配套的原料及其它设施(液氯汽化、氢气制取和提纯、氯化氢合成和冷氢化等):总占地面积为 26500m2。集中在多晶硅装置的西面面靠近货运出入口布置,便于物流运输。7) 尾气处理和尾气回收布置在主装置的北面,总占地面积为 10000 m2。8) 罐区装车站布置在厂区的东北角,设置单独一个物流出入口。9) 厂前区:占地面积 35500m2,厂前区主要有办公楼、食堂和浴室、广场等组成。全厂各设施具体位置详见附图 2总平面布置图。(4) 项目总平面布置主要技术指标表表 7-1-1项目总平面布置主要技术指标表序号项目名称单位数量备注1总占地224、面积公顷38.1041合计 571.56 亩其中:一期工程占地面积公顷30.6改造一期工程占地面积公顷2.5012厂区围墙总长度m25603室外地坪面积m2119404道路面积m2877475人行道面积m238306建、构筑物面积m2844607建筑系数%27.68利用系数%61.4序号项目名称单位数量备注9厂前区m23550010绿化面积m24590011绿地系数%157.1.3 竖向布置(1) 竖向布置原则1) 满足厂区防洪、排洪及地下管线敷设高程的要求,确保道路及场地坡度合理,雨水排除顺畅。2) 根据场地现有地形,选择适当的布置方式,以减少土石方工程量。3) 确保厂内外道路的衔接对消防、225、运输的要求。(2) 竖向布置方案本项目厂址所在场地地势开阔,东南高、西北低。本项目用地范围内未发现断层、滑坡等不良地质现象。本项目竖向设计在场地经初步平整后,采用平坡式布置。根据自然地形将场地设计为东南高、西北低,这样减少土石方工程量。场地排水方向根据初步平整后的场地标高由东南向西北排放,符合自然地形, 便于场地的雨水排放及污水的收集。7.1.4 绿化布置厂区内绿化主要以装置区周边空地及厂前区为重点,原则以绿化和实用为主, 选择能吸尘及吸收有害气体效果佳的植物,本项目绿地率为 15%。7.1.5 全厂运输改扩后项目原料及成品均采用公路运输。全年总运输量 26198 吨,其中运入12640 吨/226、年,运出 13558 吨/年。表 7-1-2 改扩后全厂运输量表序号货物名称运量(t/a)货物形态包装方式备注铁路公路1运入1.1金属硅9040固体1.2烧碱1977固体序号货物名称运量(t/a)货物形态包装方式备注铁路公路1.5氢氧化钠64.0固体1.6生石灰1559固体小计126402运出2.1多晶硅8000固体太阳能级2.2废物5558固体小计13558合计261987.1.6 道路设计本项目道路采用城市型道路,主要道路宽度均为 9 米,转弯半径均为 12 米, 各生产装置区内次要道路宽度为 47 米,转弯半径为 69 米。生产装置四周设环形消防道路,以满足装置安装、检修、运输和消防要求227、。7.1.7 设计中采用的总图运输标准、规范石油化工企业设计防火规范GB50160-2008建筑设计防火规范(2001 修订)GBJ1650016-2014化工企业总图运输设计规范HG/T20649-1998石油化工企业厂内道路设计规范SH3023-2005工业企业设计卫生标准TJ36-1979总图制图标准GB/T50103-20107.2 给排水7.2.1 概述本项目给排水系统包括界区范围内的生活生产消防水泵房、循环水站、生活污水处理站及生产废水收集池、项目界区内的地下给排水管道的设计。地下给排水管道系统包括生活给水系统、生产低压消防给水系统,循环水系统,稳高压消防水系统,雨水、清净下水排水228、系统,生产废水排放系统,生活污水排放系统。7.2.2 水源及供水概况(1) 水源概况本项目所需新鲜水由市西汇水务有限责任公司供水工程提供。该供水工程一期总投资 2.9 亿元,占地 111.55 万平方米,于 2005 年 5 月 9 日正式投产运行,供水能力为 4320 吨/日。另外,西汇水务公司另一项供水工程-联合化工双欣供水工程将于 2008 年 6 月完工,该工程设计取水能力为每天 40 万吨,供水能力每天16.5 万吨。西汇水务公司最终取水能力为每天 40 万吨,供水能力为每天 30 万吨。西汇水务公司保证能够提供项目所需生活生产水。其水质符合生活饮用水卫生标准GB5749-2006 229、的要求。(2) 改扩后供水概况项目一期设计生活生产用水 561.9m3/h,改扩后用水仅 300m3/h。从西汇水务公司供水干管引一根 DN500mm 的管道至本项目界区内 1m,界区的供水压力约为0.20MPa。7.2.3 工厂给水本项目根据用水性质的区分,给水系统划分为以下三个系统:l 生活、生产低压消防给水系统l 稳高压消防给水系统l 循环水系统(1) 生活、生产低压消防给水系统本系统为本项目的生活设施以及装置的洗眼器、分析化验室等提供生活用水。生活水正常流量 7 m3/h,设计流量 8m3/h,供水压力 0.4MPa(G)。本系统为各个生产装置和辅助装置提供所需要的生产用水、冲洗设备和230、地面用水、以及全厂低压消防用水。生产水正常流量 300m3/h,供水压力 0.4MPa(G)。根据石油化工企业设计防火规范中有关规定,在公用工程装置区设置低压水消防。按 GB50160-92(1999 年版)和建筑设计防火规范(GB50160-2008)的规定,同一时间内火灾处数为 1 处,消防水量为 40L/s,火灾持续供水时间为 3 小时。生活、生产低压消防水采用管道输送,环状供水,埋地铺设,主管管径 DN350,压力不低于 0.4Mpa(G)。低压消防保护对象的四周设置地上式消火栓,规格为 DN100,低压消火栓的间距不超过 120 米。(2) 稳高压消防给水系统本项目多晶硅装置区采用稳231、高压消防给水系统,消防用水量 160 l/s 考虑,压力 1.0 MPa,火灾延续时间 3 小时,火灾时总的消防用水量为 1960 m3。稳高压消防给水系统由消防泵站和高压消防给水组成。本项目消防泵站包括:1) 清水池消防水池为半地下式结构水池分 2 个,单个平面尺寸约为 25.020.0m,池顶标高 3.3m,池底标高-1.0m,水深 4.0m,有盖。单个有效容积 1000m3,总有效容积 2000m3。2) 消防泵房消防泵房平面尺寸:18.09.0m,泵房梁底净高 7.5m。内设有 1 台电动消防泵、1 台柴油消防泵、两台消防稳压泵及隔膜式稳压罐。电 动 消 防 泵 性 能 如 下 : Q232、=160L/S,H=100m,电机功率 250kW。柴 油 消 防 泵 性 能 如 下 : Q=160L/S,H=100m,柴油机功率 250kW。稳压泵性能如下:Q=18m3/h,H=80m,电机功率 11kW。泵房内设手动单梁起重机 SDQ-5 一台,起重量 5 吨,跨距为 7.5m。隔膜式稳压罐:型号为 XQB10-1.2。消防泵组和稳压泵组采用足自动/远控/就地三种方式,配套自动控制硅和配电柜。3) 地下消防管网本系统由地下消防水管网环状布置供水,安装分段阀,以确保本系统的可靠性和安全性。消防主管网 3258mm,管网上设地上式消火栓 SS150/80-1.6。在甲类塔群、罐区两侧设消233、防水炮。(3) 循环水系统循环水系统主要由冷却塔、塔下水池、循环水泵、旁滤器、加药装置、加氯装置、监测换热器和管网等组成。设计采用的气象资料如下: 干球温度:=27.2湿球温度:=21.1气压:663 毫米汞柱循环水量:20000m3/h循环水给水温度:28 循环水回水温度:38 循环水给水压力:0.40MPa 循环水回水压力:0.20MPa 1)冷却塔及塔下水池根据气象条件及工艺要求,采用 5 槽钢筋混凝土机械抽风逆流式冷却塔,每槽冷却水量为 4000m3/h,风机直径 9.14m,配用电机功率为 185kW,风机设安全检测控制系统(油温、油位、振动)。设地上式塔下水池二座,钢筋混凝土结构,234、一座池平面尺寸约为:37m22.4m,另一座池平面尺寸约为:55.5m22.4m。池顶标高 3.0m,池底标高 0.00m,水深2.8m。2)循环水泵及吸水池循环水泵房为半地下室,平面尺寸为 6015m。共设 4 台循环水泵(三用一备),采用自灌式启动。水泵性能:Q=7000m3/h,H=47m;配套电机功率 1400kW。设水泵吸水池一座,钢筋混凝土结构,吸水池 70m5.5m,池顶面标高 3.0m, 池底标高-2.0m,水深 4.8m,有盖。设连通渠将水泵吸水池与塔下水池相连,连通渠中设格网。泵房内设电动双梁桥式起重机一台,起重量为 8t。3)机械过滤器为保证循环水水质洁净,降低水中悬浮物235、含量,对循环水进行旁滤处理。设机械过滤器 4 台,单台过滤水量为 200m3/h,旁滤水量为 800m3/h,占循环水总量的3.47%。4) 加药装置为防止换热设备及管道的腐蚀,减少结垢,保证工艺热交换装置经常高效、正常运行生产,需对循环水投加缓蚀剂、阻垢剂。采用二罐三泵(计量泵)成套加药设备一套,包括溶液罐、计量泵、插桶泵、自吸泵。加药装置设于加药间内,加药能力为 15kg/h。5) 加氯装置为防止循环水中菌藻生长,需向循环水中投加液氯,加氯浓度为 34mg/L。设置全自动柜式加氯机 2 台(1 用 1 备),单台加氯量为 60kg/h。加氯机设于加氯间内。在加氯间隔壁建液氯钢瓶间,在氯钢瓶236、间内设置: 数字式台秤 1 台,最大称重量 2000kg;手动悬挂起重机一台,型号为 SDXQ-2,起重量为 2t。6)智能化监测换热器为了对循环水系统的循环水质进行不间断监测,指导运行,确定缓蚀剂、阻垢剂的品种及投加剂量,设置智能化监测换热器一台。7)循环水管网本项目循环水管道采用焊接钢管,埋地管道采用加强级环氧煤沥青防腐,管网敷设采用枝状。7.2.4 排水系统本项目根据污水性质的区分,排水系统分为以下五个系统: 生活污水系统生产废水系统清净下水系统清净雨水系统事故污水系统本装置的排水系统是采取清污分流、按水质划分的排水系统。排水系统划分为生活污水系统、生产废水系统、假定清净下水系统、污染雨237、水系统、事故消防排水系统、雨水系统。本项目污水处理站根据生活污水、生产废水的成分不同,分别进行处理。生活 污水处理达到污水综合排放标准GB8978-96 之一级排放标准后,排入界外管道。生产废水排至本项目工艺装置 V8200废水处理单元处理,处理后水回用配置碱液。(1) 生活污水系统本系统的污水主要来自于控制楼、综合办公楼及门卫等的生活用水,水量正常为 6m3/h。各建筑物排放的生活污水经化粪池预处理后,重力流排入生活污水总管, 送至生活污水处理装置的调节池,再由生活污水提升泵提升至一体化生活污水处理设备处理。采用接触氧化工艺,处理后的生活污水达到污水综合排放标准GB8978-96 一级排放标238、准排放。设一体化生活污水处理装置两台,单台处理能力为 Q=5m3/h。(2) 生产废水系统生产废水(地面冲洗水等)平均小时排水量为 5m3/h。生产废水系统收集后送入生产废水收集池,由水泵提升至 V8200 工艺废水处理单元,处理后回用配置碱液。设污水提升泵二台(一用一备),Q=5m3/h,H=15m,配套电机 0.75 kw。(3) 清净下水系统本项目中的清净下水主要是来自循环水系统的排污及脱盐水站排污等,排水量为 80.1m3/h,经清净下水管网最后汇入界外雨水管道。(4) 雨水系统雨水系统分为初期污染雨水和后期清净雨水。后期清净雨水经地面雨水的收集采用雨水口、雨水支管和雨水干管,汇集后以239、重力流的方式排至厂外。装置区的初期污染雨水在装置区内收集,缓慢地排入生产废水系统,后期清净雨水切换到本系统,最终排入界外雨水系统。雨水按当地要求主要以自然渗漏和道路边沟收集的形式排放、雨水量参照包头市的暴雨强度公式计算如下:q = 9.96(1+ 0.985lg p)(t + 5.40)0.85其中:q设计暴雨强度(L/sha) t降雨历时(min)t=10min p设计重现期(a)p=1a(5) 污染消防水系统本系统主要用于收集消防后的水排入污水消防事故池,杜绝消防后的水引起的水源污染。为了收集消防时的排水,在工艺装置区和罐区界区线硬化地坪四周用明沟围绕, 消防灭火时,消防排水经明沟收集后借240、用雨水管道送入事故消防水池。事故消防水 池内的污水经过分析化验达到排放标准后,直接排放至界区外清净雨水系统,不合 格水逐渐由污水泵小流量提升至工艺废水处理单元,处理后回用配置碱液。事故消防水池的有效容积约 1620m3。7.2.5 主要设备表表 7-2-1本项目给排水主要设备见下表。序号名称材质单位数量备注一.消防泵站1电动消防水泵组合体台1配电机 250kW2柴油消防水泵组合体台1配柴油机 250kW3稳压泵组合体台2配电机 11kW4手动单梁悬挂起重机组合体套1起重 5t,起吊高度 5m二.循环水站1逆流式机械抽风冷却塔组合体套5配电机 185kW2风机动态安全监控系统组合体套5风机安全监241、控系统3循环水泵组合体台4配电机 1400kW4机械过滤器组合体套4Q=200m3/h5成套加药装置组合体套1加药量 23kg/h6加氯机组合体套2加氯量 48kg/h7数字式电子地上称个1称量 2000kg8液氯钢瓶钢个6最大充氯量 1000kg9手动悬挂起重机组合体台1起重 2t,起吊高度 4.5m10电动双梁桥式起重机组合体套1起重 15t,起吊高度 9m11智能化监测换热器组合体套112钢制格网组合体个4BH=2000180013潜污泵组合体台1配电机 2.2 kW三、污水处理1污水提升泵台2Q=15m3/h,H=28m,N=3kW2一体化生活污水处理装置套2Q=5m3/h7.2.6 242、采用的设计规范室外给水设计规范GB50013-2006室外排水设计规范GB50014-2014工业循环水冷却设计规范GB/T50102-2014建筑设计防火规范GB50016-2014石油化工企业设计防火规范GB50160-2008生活饮用水卫生标准GB5749-2006污水综合排放标准GB8978-1996生活饮用水水源水质标准CJ3020-19937.3 供电及电讯7.3.1 供电(1) 电源状况据业主提供电源状况资料,蒙西电网目前主供电网网架以220kV 线路为主构成。220kV 线路西起乌海市的海勃湾电厂,经临河东郊变、乌拉山电厂、包头地区的麻池和古城变及呼和浩特市地区的东郊和昭君变,243、东至乌兰察布盟的丰镇电厂。棋盘井 220kV 变位于市鄂托克旗境内,该变电站于 2001 年建成投产了1120MVA 主变压器。本项目所在工业园区建设 2330MW 机组容量的电厂。电厂一期工程 2330MW 机组、二期工程 2330MW 机组和三期南区 2330MW 机组。本项目电源已引自工业园区电厂配套的220kV 变电站或棋盘井220kV变,分别引 2 回 110KV 专线至界区,其供电电源可靠,供电有保障。改造一期项目建设规模 3000+5000 吨/年多晶硅用电负荷估计需 134MW。(2) 电力负荷性质及对电源要求本项目属高新技术产业、产值高、技术先进,生产过程中有易燃、易爆及有毒244、介质产生,所以对供电可靠性要求较高,中断供电将造成人身伤亡及重大经济损失。此类负荷约占总负荷的 5%,属一类负荷特别重要的负荷,如还原炉的夹套冷却水泵和底盘冷却水泵、事故风机、仪表电源、火灾报警、事故照明、废气处理等;另外工艺及辅助生产装置中大部分负荷当发生停电时,会造成系统停车,需要较长时间才能恢复,造成较大的经济损失,属二级负荷,约占总负荷的 90%;其余负荷如厂前区、综合修理、仓库等为三级负荷,约占总负荷的 5%。对于二级及以上的负荷需用双回路供电,其中一回故障时,另一回能带大部或全部负荷,使生产不致中断。二级及以上的用电负荷应由二个独立电源供电,当一个电源故障时,另一电源不致同时受到损245、坏。一级用电负荷中特别重要负荷,中断供电将发生中毒、爆炸、火灾的负荷除双电源供电外还应有应急事故电源供电。三级用电负荷对电源无特殊要求。(3) 电力负荷估算本项目工程 8000 吨/年多晶硅总需要电力负荷约为 134MW,年运行时间 8000小时,年需要用电量约为 8108kWh,详见电力负荷估算表。表 7-3-1 电力负荷计算表序号用电设备名称动力照明视在容量kVA安装容量kW设备容量kW需要容量需要容量kWkvarkWkvar一工艺装置负荷1合成工序472442.52氯硅烷分离提纯7671.23氯硅烷贮存120112.54冷氢化351029325还原90926488976尾气回收65606246、1507工艺废料处理696652.5二公用工程负荷2脱盐水站152142.53空分空压/冷冻站800068254循环水站576054005净水站232217.56制氢960090007通风及空调6655008全厂及装置照明250333小计12701981676同时系数 0.9512066877592电容补偿-24000132033总计功率因数0.914应急事故负荷估算约 2500kW。(4) 供电方案及设计原则1) 供电电源本期项目已自建 110kV 总变配电站一座,其供电电源从电厂配套的220kV 变电站或棋盘井 220kV 变,分别引 2 回 110KV 专线至界区。建两回 110kV 架247、空线路(每回出线的供电应互不干扰),每回 110kV 线路如选用 LGJ-400,持续容许负荷 161MVA90.47MVA(一回线故障时的全部负荷,若 COS0.9 计)。按经济电流密度每回线路输送功率为 67.2MVA。正常运行时,每回 110kV 线路带负荷的一半,67.2MVA90.47MVA/2。本项目工程 110kV 的供电方式为母线分段, 总变电站区域内设置两台31.5MVA-110/10kV 变压器,并在还原厂房附近装设两台 50MVA-110/10/10kV 分裂式变压器。全厂设置 4 台 110kV 的油浸式变压器作为主变。正常时 4 台主变同时工作,每台主变正常运行时带生248、产线负荷的约为变压器容量的一半;当一台主变或一段母线故障或停电检修时,余下正常工作的变压器能带全部的一、二级负荷。此外设置两台低压 2500kW 应急发电机。每条工艺生产线的特别重要一级负荷接于低压应急母线段,正常时由系统母线供电,当两路电源同时故障时,由应急发电机供电。(主要供还原炉停炉用水泵、事故风机、废气处理等)当火灾发生且电力系统中断供电时消防设备将由柴油泵驱动。工艺生产用的 DCS 电源由不间断电源装置采用 UPS 供电。事故照明由 EPS 供电。总变综合自动化微机监控系统电源、电气开关设备的操作保护装置电源采用蓄电池直流供电。综上所述,本项目的电源是可靠的,能满足本项目所需用电负荷249、对供电电源的要求。2) 供电系统:详见附图电气供电系统图。110kV 系统双回架空进线至 GIS 开关,110kV 按单母线分段接线。4 台主变供8000 吨/年多晶硅负荷,主变 10kV 侧单母分段结线。正常运行时使每段 110kV 母线负荷大致均匀分配。3) 装置区域或街区 10/0.4kV 变电所的设置由于本项目主要工艺生产车间均为有爆炸危险的区域,不宜设置变电所,全厂设三座 10kV 中压配电所。1#中压配电所附设在总变内,负责为尾气回收、废气处理、空分制氮、冷氢化等装置供电;2#中压配电所设置在还原厂房附近,负责为还原、冷冻、制氢、合成、精馏、罐区等装置供电;3#中压配电所设置在循环250、水装置附近,负责为循环水、生产消防水站和厂前区等装置供电。供电采用电缆以放射式向各 10kV 用电户供电。根据将变电所设置在靠近负荷中心的原则,设置相应的10/0.4kV 车间变电所,对 0.38kV 低压用电负荷供电。这些变电所均为双电源,双变压器、低压侧单母线分段,母联开关设 BZT 装置,其电源均引自总变 10kV 不同母线段。4) 总变结构型式110kV 采用 SF6 封闭式组合电器 GIS,为单层布置,110kV 架空进线,2 台经断路器架空出线至 31.5MVA 主变压器 110kV 侧;2 台经断路器电缆至 50MVA 主变压器 110kV 侧。110KVGIS 主厂房估计约 1251、2m30m。总变区域内和 2#中压配电所附近各设两台主变置。每两台主变压器合设一个地下事故贮油池。10kV 配电室为双层布置,楼上为 10kV 开关室及控制室,楼下为电缆室及电容滤波及补偿室。5) 继电保护为提高供电可靠性和运行管理水平,总变电所采用综合自动化微机监控保护系统,实现对全厂供配电系统的监控和保护,并能与上级变电所进行互连,还把与工艺运行有关的信号送至工艺控制室的 DCS 系统。6) 功率因数补偿及滤波装置本项目由于工艺生产需要采用了大功率整流设置,其产生的高次谐波必须进行治理,同时补偿无功功率。总补偿功率约 24000kVAR,10kV 侧补偿,补偿后功率因数约 0.914。整流252、负荷为非线性负荷,会产生高次谐波电流流入电网,从而产生高次谐波电压,引起一系列危害电气设备的灾害。高次谐波分量的大小与系统阻抗及容量、整流相数、电网结构、供电电压等级、运行方式有关。最有效的治理方式是增加整流相数,若达不到规范要求才加滤波器。目前尚不能确定高次谐波分量的数值,本项目在可研阶段预留一笔予备金,如有必要加设滤波器。对谐波治理应结合功率因补偿考虑。7) 供电外线供配电电缆尽可能利用桥架在工艺管廊上敷设,以避免与地下管网交叉,并有利于运行维护。不能利用桥架的地方,则使用穿钢管埋地的方式。(5) 主要设备材料选择本项目生产过程存在氯化氢等腐蚀介质,且又存在氢、三氯氢硅等爆炸危险介质,要求253、设备能长期安全运行,故选择电气设备材料应采用技术先进,性能优良的产品,爆炸危险区采用防爆产品,氢气防爆产品标志为CT1,三氯氢硅防爆产品标志为CT4。主要电气设备材料选择如下:1)10kV 配电装置:选用可移开式真空断路器柜,内装真空断路器,每个柜带分布式微机测控保护单元。2) 低压配电柜:选用抽出式低压配电柜,变压器出线开关及母联开关选用带计算机接口的智能式断路器。3) 电缆:动力电缆 ZR-YJV 阻燃交联聚乙烯电力电缆。控制电缆 ZR-KYJV 阻燃交联聚乙烯电力电缆。4)电缆桥架:热浸锌钢质梯架或玻璃钢桥架(腐蚀环境)。5)防爆产品:按危险介质等级、危险区等级选择。(6) 电修本项目电254、修以小修及日常维修为主,电气设备的大中修依托社会化解决。本项目一期工程主要电气设备表如下:表 7-3-2 主要电气设备表序号名称规格型号数量110kV 手车开关柜KYN-10kV14 台2电力变压器1600kVA-10/0.4kV2 台3电力变压器1000kvA-10/0.4kV2 台40.4kV 开关柜30 面5现场操作柱其中防爆型 60%50 套6照明箱10 面7检修箱8 面8马路照明灯具(包括电杆)20 套9工厂照明灯具其中防爆型 60%120 套1010kV 交联聚乙烯阻燃电缆0.8 万米110.4kKV 交联聚乙烯阻燃电缆12 万米序号名称规格型号数量12阻燃聚氯乙烯控制电缆ZRkV255、V-72.55 万米13钢制电缆桥架16 吨14铜排30 吨15接地材料铜包钢8 吨7.3.2 电讯(1) 行政电话系统本项目厂前区所有行政电话接入工业园区电话网,并由业主向电信部门申请将这部分电话组成虚拟交换网。在厂前区综合办公楼内设置电话电缆交接箱,容量初步确定为 600 回线,由工业园区市话局引来 400 对电话电缆,接至该交接箱,厂区内所有电话均由此交接箱引出。(2) 调度电话系统全厂设置一级电话调度系统,调度电话站设置在综合办公楼内。调度电话总机选用 HA-6 型程控调度总机,该机具备内部自动交换群呼、全呼、监听、强插大中小型会议扩音呼叫等功能。调度电话分机设置在综合办公楼内各生产管256、理办公室,各车间控制室、值班室、管理人员办公室及重要生产岗位等。程控调度总机容量选用 150 门。(3) 无线对讲电话为满足开车、调试及维修对移动通讯的要求,本项目设置 10 台 UHF 无线对讲机,选用本安型无线对讲机,可在防爆区内使用。无线对讲机使用频率由业主向当地无线电管理委员会申请批准后购买设备。(4) 建筑物综合布线系统在综合办公大楼内设置综合布线系统。综合布线系统主要针对话音和数据通讯卫星规划的一套网络传输系统,计算机和通讯网络均依赖布线系统作为网络连接的信息传输通道。采用综合布线系统用户能根据实际或办公环境的改变灵活方便地实现线路的变更与重组、调整构建网络模式,充分满足用户业务发257、展的需要。(5) 火灾自动报警系统全厂设置一套火灾报警系统,火灾报警控制器设置在综合办公大楼调度电话总机值班室内。烟雾探测器,手动报警按钮、声光报警器和信号及控制模块设置在控制室、机柜室、配电室、电缆夹层、柴油发电机房及质量控制中心二层走廊。综合仓库设置红外束感烟控制器,装置区现场设置防爆手动报警按钮。火灾报警控制器选用 LD128(Q)型智能型火灾报警控制器(联动型)该控制器是智能化二总线火灾报警控制器可配接最多四个回路,每回路可带 128 个探测地址及 31 个联动模块。没有设置火灾报警设备的地方采用119火灾报警专用电话报警。(6) 有线电视接收系统综合办公楼会议室和业主指定的房间、倒班258、宿舍设置有线电视插座,并构成有线电视接收系统与工业园区有线电视系统联网。(7) 全厂电讯线路全厂电讯线路室外敷设方式一般采取缆线穿钢管埋地敷设,在有管架的地方, 则沿管架上仪表托盘内敷设。装置区内无管架处亦可穿钢管沿建构筑物架空敷设。室内敷设方式一般采取缆线穿管沿墙、楼板内、柱内、吊顶内暗设,只有在厂房内敷设线路较少时可采用穿管或线槽保护沿墙或天花板明设。附电讯主要设备表。表 7-3-3 主要电讯设备表序号名称规格型号数量备注1电话交接箱1000 对1 个2按键式桌挂两用电话机200 台3调度电话桌机8 台48 芯单模光缆2000m5火灾报警控制器1 台6RJ45 插座板120 个7硬盘录象机259、40G1 个821彩色监视器1 个9彩色定焦摄象机5 台10扩音呼叫电话系统12 套11编码型光电感烟探测器250 个序号名称规格型号数量备注12编码型感温探测器40 个13编码型手动报警按钮15 个14防爆型编码手动报警按钮10 个15生产调度总机30 门1 套16电调度总机15 门1 套7.4 自控技术方案7.4.1 全厂控制系统及仪表选型改造一期 8000 吨/年多晶硅改扩项目仪表检测和控制主要设计内容按照工艺专业的要求和一期多晶硅项目的经验,按照新增流化床氢化、还原改造、提纯改造和还原尾气回收改造等区域,进行检测控制仪表和自动控制系统的设计。1) 改造一期全厂控制的总体水平及操作原则为260、了实现改扩后多晶硅工艺装置长周期安全、稳定的运行,并对工艺装置精确快速地进行控制,仪表和控制系统的设计必须是先进和可靠的。为了保证改扩后工艺装置安全运行,全厂工艺装置及公用工程将采用一套 DCS和下挂 PLC 来控制,放置在全厂中央控制室内。公用工程及辅助生产设施的自动化水平尽可能与工艺装置一致,控制部分采用PLC,显示部分使用 DCS 操作站,仍放置在全厂中央控制室内。2) 选型原则改造一期全厂中央控制室内仍设置一套分散型控制系统 DCS(Distributed Control System)对工艺装置进行监控和操作。DCS 经过三十年的开发及运用,性能完全能满足工艺装置的各项要求。多晶硅装261、置具有一定的特殊性,工艺复杂,且介质大部分都是易燃、易爆、有毒介质,对DCS 的可靠性、先进性提出了更高的要求。工艺装置内包括成套包部分所有仪表原则上均为电子型。在危险区域内优先选择本安仪表,只有当无法选择本安型仪表时,才考虑采用隔爆型仪表。3) 控制系统选型改造一期分散控制系统(DCS)仍安装在装置的控制室中,工艺单元的操作和监控是由以 PC 为基础的操作站来完成。可靠的系统软件和硬件能满足连续长周期平稳操作的要求。DCS 构成主要分三部分,即过程接口部分,数据通讯系统和人机接口部分。过程接口包括数据采集单元和多路控制单元构成,它们是以微处理器为基础的设备,进行信号采集、转换、控制,还具有多262、种计算功能,并能按过程控制的要求,进行先进控制算法的组态和编程。控制器、电源、调节 I/O 以及联锁 I/O 均要求一比一冗余配置。数据通讯系统以数字通信协议(TCP/IP)为基础,在所有的人机接口、控制单元和数据采集单元之间提供全冗余的高速数据通信系统。它还提供有与其它系统或设备的通信接口上位管理机通信(全厂的信息管理系统最好能与 DCS 系统一体化)成套包 PLC 的通信等人机接口包括:以 PC 为基础的有 21以上彩色液晶监视器,键盘和鼠标(或跟踪球)的操作站激光打印机辅助操作台工程师站,各带一台彩色激光打印机便携式 PC上位机等全厂工业电视,特别是还原炉的监视系统最好与 DCS 系统一263、体化。4) 智能仪表管理系统改造一期采用较先进的智能仪表管理系统远程管理调试现场仪表。此系统仍安装在中央控制室,支持 OPC2.0 标准,并提供与上位管理机的通讯接口。5) 仪表选型改造一期现场仪表应为全天候型,至少应该满足 IP64 的防护等级。电动仪表应满足相应区域的防爆等级。联锁和停车采用故障安全型式,当出现故障时,逻辑系统的输出将能使装置或某一关键部分安全停车。成套设备自成系统,通过接口或硬接线将所有重要信号送控制室 DCS 系统。流量仪表流量测量一般采用差压式流量变送器,涡街流量计、转子流量计等。对于原料和成品的流量测量采用高精度的流量仪表。一些特殊的场合也可以采用面积式流量计、电磁264、流量计和质量流量计等。液位仪表、料位仪表液位测量一般采用差压式液位变送器;易结晶、易堵介质的液位采用法兰式差压变送器。根据具体情况也可选用超声波液位计。雷达液位计、射频液位计等。料位仪表可选用放射性仪表。避免使用玻璃管液位计。压力仪表就地安装的压力表外径通常为 100mm,不锈钢全天候外壳。一般采用波登管测量元件。除非工艺有特殊要求,测量元件的材质至少应为 ANSI 316 S.S 或相当的材料。用于指示报警或调节的压力采用压力变送器。温度仪表对于最高工作温度在 500及以下的温度测量采用 Pt100 铂热电阻,正常操作温度在 500以上的采用 K 型热电偶。就地温度指示采用双金属温度计,外径265、 100mm,万向型,带不锈钢全天候外壳。一般情况下,所有温度计(RTD,T/C,双金属)都带温度计套管(TW),温度计套管也适用于临时的测温口。调节阀调节阀通常采用单座球形阀,特殊介质将采用波纹管密封。其它种类的调节阀, 如角阀、球阀、蝶阀、闸阀等根据工艺条件的要求选择。调节阀最大允许的噪音为 85 分贝,(在调节阀下游 1 米处离开管道 1 米距离测量)将要求制造厂提供完整的资料来说明降低噪音的措施。调节阀上的管件、接头等均应为不锈钢材质。分析仪表分析仪表应带有预先装配好的采样预处理系统。分析仪应尽可能靠近采样点安装或安装在分析器小屋内。在分析器小屋中,应安装有可燃气体检测器和其它相应的安266、全设备。分析仪的放空气体应排放到安全的区域。可燃气体和毒性气体检测器多晶硅装置的不同区域设置不同的可燃气体和毒性气体检测器。检测器本身带有发光二极管,表示该检测器是否正常工作。检测器直接将检测信号送 DCS,在DCS 上显示并报警。7.4.2 自动控制系统公用工程消耗1)仪表供电仪表和控制系统采用 UPS 提供的 220V 50HZ 交流电源。现场变送器采用两线制 24VDC 电源,由 DCS 供电。全厂装置总耗电量约 80KVA。2)仪表供气仪表气源操作压力:0.7MPaG仪表气源最大操作压力:0.8MPaG 仪表气源最低操作压力:0.45MPaG 操作压力下露点:-30全厂装置仪表空气消耗267、最大值约: 2000Nm3/hr正常值约:1800Nm3/hr7.4.3 设计中采用的主要标准及规范自动化仪表工程施工及验收规范GB50093-2002 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范GB50493-2009 石油化工企业设计防火规范GB50160自动化仪表选型设计规定G/T20507-20007.5 蒸汽和脱盐水供应7.5.1 蒸汽供应(1) 概述本项目已建厂址所在地工业园区将采用集中供热,本项目正常生产、开车所需蒸汽将由工业园区自备热电热站锅炉统一供给。本项目冬季采暖所需热水将由工业园区供热站统一供给。(2) 全厂蒸汽负荷268、 全厂蒸汽负荷见下表。表 7-4-1 全厂蒸汽负荷表序号装置名称压力MPa.G温度0C蒸汽用量t/h性质备注1多晶硅装置0.9饱和30.00连续正常0.9饱和45.00间断开车合计a正常工况0.9饱和30.00连续正常b开车工况0.9饱和45.00间断开车根据全厂蒸汽负荷表,本项目多晶硅装置正常运行、开车用汽均由工业园区自备热电热站锅炉用管线提供。(3) 蒸汽供应由工业园区自备热电站锅炉送来的 0.9 MPa.G,饱和低压蒸汽进入本项目厂区供多晶硅装置使用。本项目蒸汽冷凝液全部回收后,送回工业园区自备热电站循环使用。7.5.2 脱盐水站(1) 概况一期项目脱盐水站总出力如下: 正常60m3/h269、设计70m3/h。改造一期实际用量49m3/h产水用做多晶硅装置工艺用水、高纯水站原水。其中,多晶硅工艺装置正常工艺用水 20m3/h,高纯水装置正常原水 29m3/h。系统控制水平:PLC 全自动控制。(2) 产水水质要求脱盐水水质如下:二氧化硅:0.02mg/l导电率:5s/cm PH:6.58.0温度:常温压力:0.5MPa(3) 工艺系统保安过滤器高压泵过滤水泵过滤水箱活性炭过滤多介质过滤换热器脱盐水站简要工艺流程如下:(4) 废水排放多介质过滤器反洗水、反渗透浓水排放、中和废水排放:合计排放 19.1m3/h。7.5.3 高纯水站(1) 概况一期项目高纯水站出力:25m3/h,产水用270、做多晶硅工艺装置硅棒清洗用水。本站设置在硅棒清洗车间,送出高纯水为连续循环管路输送,循环管路上取水点离用水点距离小于 0.3m。本系统控制水平:PLC 全自动控制。(2) 设计基础本高纯水站的原水为本项-脱盐水站的产水,其水质如下: 流量:29m3/h;硬度:0mol/l二氧化硅:0.02mg/l;导电率:5s/cm PH:6.58.0;温度:222本高纯水站生产的高纯水水质如下: 产水量:25m3/h;温度:202导阻率:18M/cm;PH:6.87.2细菌总数:3 个/ml;颗粒度(直径)0.5u):150 个/ml SiO2:5ug/l;有机物耗氧量:0.3mg/lCu:0.5 ug/l271、Mg:0.2 ug/lMn:0.2 ug/lNa:0.5 ug/l Fe:1 ug/lCa:1 ug/l Zn:95%,其质量基本等级为级。第层白垩纪砂岩:紫红色灰色,中等风化,泥质胶结,固结成岩作用差,主要矿物成分长石、石英。为软岩,钻探 RQP90%,其质量基本等级为级。场地地下水贫乏,场地内地下水埋藏较深,在钻孔 30m 内未见地下水,地下水对基础设计与施工无影响。本场地无可液化的土层。根据中国地震动峰值加速度区划图,厂址区域地震基本烈度为度,地震动峰值加速度为 0.20g。已建场地土主要为密实的碎石土,属坚硬土,地形平坦、开阔,为抗震有利地段。场地类别主要为类。已建厂区用地范围处于乌达272、南北向挽近断陷带和桌子山东麓隐伏大断层之间的相对稳定区域。除场地周围断裂发育外,场地内未见其它不良地质作用,场地稳定,适宜建厂。(4) 水文地质棋盘井镇地处卓子山构造体系的南缘,区域内有西来峰大断裂一条,纵贯南北, 属质性下断层,断距 80m,倾角 45.5deg,为区内极好的储水构造之一,以二叠系 砂岩的奥陶系石岩风化壳和断层破碎带为主,储水构造带地下水补给径流条件较好。单井出水量可达 1600t/d 以上。上部为潜水,下部为承压水或半承压水,埋深 10 60m,水质较差,矿化度 310g/l 左右。已建厂址场地地下水贫乏,主要含水层为层角砾夹碎石,地下水为孔隙潜水类型。勘测期间正值枯水季节,河水干枯,场地内地下水埋藏较深,一般达 12.40 2
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