ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ
Задание на разработку обоснования инвестиций в строительство металлургического комплекса для производства газонефтепроводных труб большого диаметра и толстолистового проката выдано непосредственно металлургическим комбинатом. Использованы рекомендации ЦНИИчермет по технологии производства толстолистового проката и методические материалы по оценке инвестиционных затрат; решения совещания в ОАО «Гипромез» по уточнению основных исходных данных и параметров оборудования. Состав оборудования основных цехов комплекса рассмотрен и согласован с УЗТМ и ЭЗТМ.
1. Краткая характеристика предприятия. Предпосылки создания комплекса по производству толстого листа и труб большого диаметра
Металлургический комбинат в настоящее время — крупный работающий металлургический комплекс, включающий горнорудное предприятие, коксохимический и огнеупорный заводы, доменный, сталеплавильный и прокатный переделы, производство товаров народного потребления, строительные, ремонтные, энергетические и транспортные подразделения, подсобное сельское хозяйство, объекты жилья, соцкультбыта и городского транспорта.
Данные о производственной мощности основных цехов комбината в сопоставлении с фактическим, производством в них приведены в табл. 13.1.
Основные предпосылки сооружения предлагаемого комплекса:
2. свободные мощности по производству чугуна и стали, резервы мощностей по производству энергоресурсов и услуг, в том числе в результате вывода из эксплуатации блюминга 1500;
3. особенности сырьевой базы на первородном сырье без использования привозного лома, что позволит получить высокое качество металла, удовлетворяющее требованиям, предъявляемым к металлу для труб, работающих под давлением и при низких температурах;
4. наличие в кислородноконвертерном цехе современных средств внепечной обработки металла — установок «печьковш» и вакууматора, которые могут быть использованы для производства высококачественного металла для труб большого диаметра с группой прочности от х 56 до х 80 (по API54); сушестование свободных площадей (размещение без расширения зоны промышленной застройки);
5. близость предприятий — изготовителей оборудования: УЗТМ, ЮУМЗ;
6. благоприятное географическое положение.
7. Потребность в трубах большого диаметра для нефтегазовой промышленности
Основные потребители труб большого диаметра (5301420 мм) — ОАО «Газпром», АК “Транснефть и НК «Роснефть». Общая потребность в трубах этих основных потребителей составляет в настоящее время около 940 тыс. т в год. Более 60 % этой потребности (около 600 тыс. т в год) приходится на долю труб — диаметром 1420 мм, составляющих основу Единой системы газоснабжения России.
Требования, предъявляемые потребителями, определяются использованием в условиях Крайнего Севера и вечной мерзлоты, при глубоководной прокладке трубопроводов на шельфах морей и пр. С учетом этого трубы большого диаметра должны иметь следующие основные характеристики: рабочее давление до 15 МПа, длина до18 м, трехслойная наружная изоляция и внутреннее гладкостное покрытие, повышенные требования по содержанию вредных примесей, газов, алюминия и титана (табл. 13.2), класс прочности от х 56 до х 80 (по API—54), температура эксплуатации — до —60 °С.
Имеющееся в распоряжении российских металлургических и трубных предприятий оборудование не в состоянии полностью обеспечить требования нефтегазовой отрасли к трубам ни по размеру диаметра, ни по толщине стенки, ни по степени и качеству покрытия. Предприятия нефтегазового комплекса вынуждены импортировать трубы большого диаметра (в основном из Германии, Японии, Италии). В настоящее время импортируется около половины труб большого диаметра (1020 — 1420 мм) с толщиной стенки свыше 32 мм и покрытиями, в основном это трубы для магистральных трубопроводов диаметром 1420 мм. Принимая во внимание перспективную потребность в таких трубах (около 1,5 млн. т труб диаметром от 1020 до 1420 мм), следует ожидать значительного увеличения импорта с соответствующим отвлечением валютных средств.
Альтернативой может служить создание нового современного комплекса по производству прямошовных труб большого диаметра (до 1420 мм), способного практически полностью удовлетворить перспективную потребность нефтегазовой отрасли в этих трубах. Одновременно решается вопрос о производстве толстого листа повышенного качества для судо, мосто и котлостроения, предприятий оборонной промышленности, возведения ледостойких платформ для добычи газа на шельфах арктических морей, резервуаров, работающих под давлением, включая газовые и нефтеналивные цистерны.
8. Состав и производительность, очередность строительства комплекса
Новый комплекс должен иметь в своем составе развитое сталеплавильное производство с широко слябовой МНЛЗ с выпуском 1,65 млн. т слябов в год, толстолистовой стан производительностью
1. млн. т/год, выпускающий горячекатаный прокат, служащий как подкатом для производства труб, так и самостоятельной товарной продукцией, а также трубоэлектросварочный цех для производства 1 млн. т в год электросварных одношовных труб для газо и нефтепроводов. Состав комплекса:
2. отделение десульфурации чугуна для обработки в нем всего чугуна, используемого при выплавке стали для производства труб;
3. широкослябовая одноручьевая криволинейная MHJ13;
4. толстолистовой стан 5000 для производства листов толщиной 10—50 мм, шириной 2000 4600 мм, длиной 18,5 м;
5. трубоэлектросварочный цех с ТЭСА1420 с отделениями внутреннего и наружного покрытия для производства одношовных труб; отдельные объекты вспомогательного и обслуживающего назначения, сооружаемые в комплексе с перечисленными основными объектами.
Строительство 1й очереди комплекса по производству труб большого диаметра и толстого листа на НТМК позволит ввести за 4 года мощности по производству 600 тыс. т/год труб и 160 тыс. т/ /год толстого листа. Полное развитие этого комплекса будет осуществлено за 5 лет. В целях рассредоточения капитальных вложений, а также для максимально быстрого получения эффекта в виде выпуска готовой продукции строительство комплекса предлагается осуществлять поочередно.
6. Сортамент продукции и программа производства комплекса
Основной продукцией создаваемого на базе Нижнетагильского металлургического комбината нового комплекса будут являться трубы большого диаметра (прежде всего диаметром 1420 мм) для нужд нефтегазовой отрасли, а также толстый лист.
Краткая характеристика основных видов продукции нового комплекса приведена ниже.
Комплекс сможет производить трубы из штрипса высокопрочных хладостойких сталей типа 09Г2БТ, 14Г2АФУ, 09Г2ФБ, 17Г2АФ, 14Г2САФ, 16Г2САФ, 15ХГНМФТ, прокатанного по контролируемым режимам, прошедшим 100%ный контроль неразрушающими методами на расслоение, диаметром 1020—1420 мм и толщиной стенки 10—40 мм, длиной до 18 м, категории прочности от х 56 до х 80 (по API54) и повышенной хладостойкости (до —60 °С). При необходимости может быть организовано производство труб диаметром < 1020 мм. Трубы имеют эпоксидное внутреннее гладкостное покрытие и трехслойное полимерное изоляционное наружное покрытие.
Комплекс будет производить и толстый лист повышенного качества толщиной 10—50, шириной 2000—4600 мм, длиной < 18500 м.
7. Обеспечение металлургического комплекса сырьем и энергоресурсами
Обеспечение нового комплекса сырьевыми материалами и топливом предусматривается от существующих источников.
Рудной базой комбината являются Тагило Кушвинское и Качканарское месторождения железных руд. Специфическая особенность качканарских титаномагнетитов — наличие в них ванадия. Это определяет уникальную особенность: комбинат работает на природнолегированном сырье и является основным предприятием России по переработке ванадийсодержащих титано магнетитовых руд с извлечением ванадия.
Годовая потребность на полное развитие в жидкой стали из действующего конвертерного цеха — 1710 тыс. т, в материалах для антикоррозионного покрытия труб: эпоксидная порошковая краска — 830 т, полиэтилен низкого давления — 11670 т. Обеспечение конвертерного цеха чугуном осуществляется из действующего доменного цеха.
Расчетная максимальная нагрузка комплекса при годовом расходе электроэнергии на полное развитие 390,8 ГВт • ч составляет соответственно 90 МВт.
Предусмотрено сооружение теплоутилизационной электростанции, которая будет вырабатывать 60 ГВт • ч/год. За вычетом расходов на собственные нужды станция сможет выдать в сеть 1. ГВт • ч электроэнергии. Остальная потребность комплекса будет обеспечена от существующей системы электроснабжения комбината. Внешними источниками являются районные подстанции «Тагил» и «Вязовская», связь с которыми осуществляется воздушными 110кВ линиями, а также заводские ТЭЦ и ПВС.
Годовая потребность комплекса в природном газе калорийностью 34,3 МДж/м3 составляет на полное развитие 152,9 млн. м3. В качестве топлива для нагревательных и термических печей толстолистового стана 5000, для подтопки котловутилиза торов за нагревательными печами стана 5000 и печей нагрева труб перед покрытием ТЭСЦ используется смешанный газ (55 % доменного и 45 % природного газов) калорийностью «17,6 МДж/м3. Потребность в смешанном газе на полное развитие составит 314,5 млн. м3/год и предусматривается от существующей газосмесительной станции.
Суммарная потребность комплекса в оборотной воде 30400 м3/ч.
Дополнительный расход свежей воды на подпитку оборотных циклов на полное развитие 660 м3/ч.
Дополнительное количество питьевой воды на сантехнические нужды 640 м3/сут.
Лимит комбината по подаче питьевой воды из городских источников со строительством нового комплекса превышен не будет.
Потребность на технологические нужды в осушенном сжатом воздухе давлением 0,5 МПа составит 16400 нм3/ч, в неосушенном сжатом воздухе давлением 0,6 МПа — 11200 нм3/ч.
Годовая потребность комплекса в сжатом воздухе составит 182,5 млн. м3/год.
Потребность комплекса в тепле (горячей воде) для нужд отопления и вентиляции составляет «600 ГДж/ч, в паре давлением 0,6 МПа на технологические нужды — 25 т/ч; в химочищенной деаэрированной воде для теплоутилизационных установок — 112 м3/ч.
Потребность комплекса в продуктах разделения воздуха: кислорода 8,9 млн. м3/год, азота — 7,9 млн. м3/год, аргона — 166 тыс. м3/год.
Потребность ТЭСЦ в углекислоте составит 1. млн. м3/год. Предусматривается сооружение станции по производству СО,.
В. А. Авдеев, В. М. Друян, Б. И. Кудрин, Основы проектирования металлургических заводов, М., 2002
