1500吨扩产技改专项方案和财务分析

年产1500吨多晶硅扩产改造方案新光硅业科技有限责任公司3月31日年产1500吨多晶硅扩产改造方案为保持新光公司竞争力，提高新光公司在多晶硅行业中技术优势，在3月初完毕还原炉加压实验基本上，充分挖掘既有潜力，争取以最小代价对新光公司既有多晶硅产能进行扩产，最后实现年产1500吨多晶硅，为此提出如下改造方案：一、改造目的1、实现多晶硅1500吨/年产能2、每公斤多晶硅还原炉直接电耗不大于80kwh，全厂综合电耗不大于200kwh3、SiCl4氢化转化99%二、改造方案设计根据1、多晶硅年产能：1500吨年运营时间：8000小时2、物料平衡计算根据：依照加压实验得到如下数据：还原炉沉积时间95h，单炉产量1.8吨，装拆炉时间24h，开炉成功率90%,还原炉一次转化率9%，氢化炉一次转化率20%，CDI收率99%，精馏收率99%。3、还原炉直接电耗＜80Kwh/kg.Si，综合电耗＜200Kwh/kg.Si三、1500吨/年物料平衡1、还原物料平衡表进料出料mol%kmol/hkg/hNm3/hmol%W%kmol/hkg/hNm3/hH280.00%297.62595.246666.6780.93%5.93%306.48612.966865.166231HCl0.00%000.001.20%1.60%4.53165.39101.50SiH2Cl21.19%4.42446.8199.101.57%5.82%5.96602.11133.54SiHCl318.81%69.989482.411567.5711.79%58.53%44.656050.251000.19SiCl40.00%0004.51%28.12%17.102906.25382.94进料出料还原TCS进料比例W%kmol/hkg/h液态m3/h合成料12.96%9.501286.830.97回收料65.04%47.666457.854.89氢化料22.00%16.122184.531.65总计100.00%73.289929.227.522、氢化物料平衡表mol%kmol/hkg/hNm3/hmol%W%kmol/hkg/hNm3/hH275.00%255.98511.965733.9370.00%3.18%238.91477.835351.66HCl0.00%0005.00%4.15%17.07622.88382.26SiH2Cl20.00%00000000SiHCl30.00%0005.00%15.40%17.072312.34382.26SiCl425.00%85.3314505.471911.3120.00%77.27%68.2611604.381529.05共计100.00%341.3115017.437645.24100.00%100.00%341.3115017.437645.24四、改造内容依照1500吨物料平衡，结合既有各工艺系统生产能力，在已投入新增CDI-5尾气回收系统和4台热氢化炉、20吨锅炉基本上，对还原、热氢化、精馏、尾气回收、硅芯炉、公用工程、制氢等进行进一步改造和扩能。1、还原、氢化系统1)还原系统共需要15台12对棒加压还原炉。需要将既有8台12对棒常压还原炉所有更换为12对棒加压还原炉，此外再增长5台12对棒加压还原炉。2)增长SiHCl3蒸发器以实现还原炉与蒸发器一一相应。需将既有6台常压蒸发器更换为加压蒸发器，此外再增长7台蒸发器，并对既有热水系统进行改造。共计100.00%372.0210524.468333.33100.00%100.00%378.7210336.968483.33多晶硅6.70187.503)增设15台还原炉进出气换热器。4)增长还原炉高压启动和调功柜等电气系统。5)氢化系统需要15台SiCl4解决量为1t/h热氢化炉。只需要将既有10台解决量为740kg/h氢化炉炉筒更换为1t/h氢化炉炉筒。6)增长3套SiCl4蒸发器及一套热水系统。7)拆除3#厂房9对棒还原炉，放置新增4台12对棒还原炉及4套SiHCl3蒸发器、3套SiCl4蒸发器。2、尾气回收系统1)新增1套解决能力为10000Nm3/h尾气回收系统专门用于解决还原尾气2)既有CDI-1、5用于解决氢化尾气，CDI-2备用3)拆除1#硅芯厂房用于安装新尾气回收系统。3、精馏系统精馏系统立足于在既有设备基本上进行提产增效，不新增精馏塔。1)为提高还原回收料解决能力，需更换9级、10级精馏塔塔顶冷凝器，并将9级、10级精馏塔某些管道进行互联，以达到9级、10级塔可以进行串联和并联操作。2)为提高氢化回收料解决能力，需更换12级精馏塔塔顶冷凝器，并将11级、12级、8级精馏塔某些管道进行互联，以达到能将11级塔顶产品某些分流至8级塔解决规定，以减轻12级塔负荷，从而保证氢化回收料提纯效果。3)为提高合成料提纯解决能力，需更换3级塔及8级塔塔顶冷凝器。4)减少塔顶冷凝器位置至2#厂房3楼，以消除波纹管补偿器安全隐患，减少循环水电耗。4、公用工程1)新增一套1000Nm3/h空分制氮设备以满足新增氮气需求。2)新增一台900kw循环水泵以增大全厂循环水流量。5、硅芯炉改造4台既有硅芯炉为一次拉制5根硅芯炉，以提高硅芯产量。6、制氢新增一台250Nm3/h电解槽五、改造投资、成本估算1、设备投资表序号还原氢化重要设备名称数量单位单价/万元总价/万元112对棒还原炉13台22529252TCS蒸发器和分离器13套10013003还原炉进出气换热器15台304504还原炉尾气冷却器5台351755TCS汽化器热水循环系统5套4020067干式变压器（10KV，3600KVA)调功电源柜55台套941004705008铜排及共箱母线5套15759高低压电缆及控制电缆、桥架台19010高压启动干式变压器（10KV，1000KVA)1台202011高压启动电源系统1套19019012隔离柜及切换柜12套3036013高低压电缆及控制电缆、桥架台25014高压启动系统铜排8套108015氢化炉炉筒11台4044016STC汽化器及分离器3套7021017汽化器热水循环系统1台50501812对棒还原炉仪表、阀门148019氢化仪表、阀门192小计9557尾气回收1尾气压缩机3台120036002R22冷冻机2台50010003盐水冷冻机2台2505004非标设备4005再生尾气压缩机2台1002006仪表3007管道、阀门5008电气650小计7150精馏1塔顶冷凝器21台12025202回流液罐21台51053仪表、阀门1000个4404屏蔽泵42台5210小计3275公用工程11000Nm3/h空分制氮装置1套3003002900kw循环水泵1台9090小计390硅芯炉1可同步拉制多根硅芯炉设备4台170680制氢1250Nm3/h电解槽（含电气）1台297297总计213492、土建安装投资表序号重要项目费用/万元1设计费7002还原氢化系统土建2003还原氢化系统安装8704精馏系统安装6705精馏系统框架改造1206拆除1#硅芯厂房307新增CDI土建安装600改造前改造后增减单位备注按每公斤SiHCl3耗电3.5kwh计算新增CDI低压配电室508新增空分制氮设备309新增循环水泵1010改造4台硅芯炉5211新增制氢电解槽15总计3147设备投资和建安费用共计24696万元。3、改造先后运营物耗分析(含新氢化炉)多晶硅产能10001500500吨/年还原直接电耗13580-55kwh/kg.Si蒸发器蒸汽0.52.52吨/h3#厂房外循环水-500吨/h9对棒循环水泵电耗1800-180kw氢化用氢气250450200Nm3/h氢化得到SiHCl3116822001032kg/h氢化转化SiCl4146529001435kg/h氢化电耗408877003612kw碳复合材料2/2010/148/-6套/年新CDI电耗031473147kw新CDI蒸汽07.47.4吨/h新CDI循环水017821782吨/hCDI-2电耗14760-1500kwCDI-2蒸汽3.60-3.6吨/hCDI-2循环水5600-560吨/hCDI-5电耗015001500kwCDI-5蒸汽03.63.6吨/hCDI-5循环水0560560吨/h精馏塔蒸汽9吨/h精馏塔泵电耗(含增压泵)-500kw成本要素项目消耗总量(吨)消耗总额(万元)占总成本比重单位成本当前售价42万元/吨，不含税价为35.90新增空分装置电耗433kw新增循环水泵电耗900kw硅芯炉用氢气-1Nm3/h硅芯炉电耗41kw硅芯料消耗6000kg/年产品包装袋11个/年硝酸88桶/年硅块清洗量按8%氢氟酸27桶/年计算合成用液氯10000-1000吨/年按合成炉一开一合成用氢气3360000-336000Nm3/年备，年运营6000合成用硅粉2801250970吨/年小时计算，氢气、外购SiHCl390007000-吨/年HCl全回收使用六、效益分析1500吨成本分析表硅粉12501,602.563.52%液氯0-0.00%原材料三氯氢硅70005,264.9611.58%辅助材料0650.001.43%人工成本人工费用02,700.005.94%电力电，万度2550013,076.9228.76%天然气天然气，万方31205,466.9012.02%折旧折旧13,161.0028.94%维修维修2,750.006.05%其他安全费及其他800.001.76%生产成本共计45,472.35100.00%30.31销售费用500.00三项费用财务费用2,600.00管理费用3,800.00三项费用共计6,900.004.60全成本共计52,372.3534.911、总投资为2.47亿元。2、原材料消耗单价按照当前平均价格计算。3、静态投资回收期为1.，即1年1个月，投资回收期=1+（(节约成本每吨14万×1500吨+每年新增折旧2470万元)/12）/（总投资2.47亿元-第一年节约总成本和第一年折旧共计23470万元），其中节约成本=全年平均总成本49.9万-技改后全成本34.9万元。