三孚股份：三孚股份：年产7.22万吨三氯氢硅扩建项目可行性研究报告2022-06-09
唐山三孚硅业股份有限公司
7.22 万吨/年三氯氢硅扩建项目
可行性研究报告
第一册（共一册）
目 录
1 总论 1
1.1 概述1
1.2 研究结论3
2 市场预测分析6
2.1 产品市场分析6
2.2 产品的竞争力分析 7
2.3 营销策略7
2.4 市场风险分析8
3 生产规模和产品方案 10
3.1 生产规模 10
3.2 产品方案 10
4 工艺技术方案 11
4.1 工艺技术方案的选择 11
4.2 工艺流程和消耗定额 12
4.3 主要设备选择 21
4.4 自动控制 24
4.5 装置界区内公用工程设施29
4.6 工艺装置“三废”排放与预处理29
4.7 装置占地与建、构筑物面积及定员29
4.8 工艺技术及设备风险分析29
5 原材料、辅助材料、燃料和动力供应30
5.1 主要原材料、辅助材料、燃料的种类、规格、年需用量 30
5.2 主要原辅材料市场分析30
5.3 水、电、汽和其他动力供应31
5.4 资源利用合理性分析 31
6 建厂条件和厂址选择 33
6.1 建厂条件 33
6.2 厂(场)址选择 39
I
7 总图运输、储运、土建、界区内外管网40
7.1 总图运输 40
7.2 储运 43
7.3 厂区外管网 44
7.4 土建 46
8 公用工程方案和辅助生产设施 52
8.1 公用工程方案 52
8.2 辅助生产设施 69
9 服务性工程与生活福利设施以及厂外工程71
9.1 服务性工程 71
9.2 生活福利工程 71
9.3 厂外工程 71
10 节能 72
10.1 编制依据72
10.2 项目用能概况 72
10.3 能源供应状况 73
10.4 项目节能分析与措施 73
10.4.1 全厂综合性节能技术和措施 73
10.5 项目能耗指标 76
10.6 能耗分析77
10.7 能源计量和管理 78
11 节水 79
11.1 编制依据79
11.2 项目用水概况79
11.3 水资源供应状况79
11.4 项目节水技术应用与措施 79
11.5 水耗分析80
11.6 用水计量和管理80
12 消防 81
II
12.1 编制依据81
12.2 消防环境现状和依托条件 81
12.3 工程的火灾危险性类别 81
12.4 采用的防火措施及配置的消防系统 82
12.5 消防设施费用及比例 86
13 环境保护 87
13.1 项目所在地区环境质量现状 87
13.2 执行的有关环境保护法律、法规和标准 88
13.3 主要污染源及主要污染物 90
13.4 环境保护治理措施及方案 92
13.5 环境管理及监测 94
13.6 环境保护投资 96
13.7 环境影响分析 96
13.8 存在的问题及建议 97
14 职业卫生 98
14.1 执行的法律法规、部门规章及标准规范 98
14.2 职业病危害因素和职业病分析 99
14.3 采取的职业卫生措施101
14.4 职业卫生管理机构 102
14.5 专项投资估算 103
14.6 预期效果及建议 103
15 安全 104
15.1 采取的法律法规、部门规章和标准规范 104
15.2 生产过程中可能产生的危险有害因素分析 105
15.3 环境危害因素分析 109
15.4 采取的安全措施 110
15.5 安全管理机构及人员配置116
15.6 安全专项投资估算 116
15.7 预期效果及建议 116
III
16 抗震117
16.1 编制依据 117
16.2 工程地质地震灾害的概况117
16.3 抗震设防主要参数 117
16.4 抗震设计原则及措施 118
17 组织机构与人力资源配置 120
17.1 企业管理体制及组织机构设置120
17.2 生产班制与人力资源配置120
17.3 人员培训与安置 120
18 项目实施计划 121
18.1 项目组织与管理 121
18.2 实施进度计划 121
18.3 项目招标内容 122
19 投资估算 123
19.1 工程概况123
19.2 投资估算范围123
19.3 编制依据123
19.4 工程总投资123
19.4.3 流动资金123
19.4.4 总投资估算 124
20 资金筹措 125
20.1 资金来源125
20.2 资金使用计划125
21 财务分析 126
21.1 产品成本和费用估算126
21.2 销售收入和税金估算126
21. 3 财务分析 126
21.4 财务分析小结128
22 社会效益分析 128
IV
22 社会效益分析 129
22.1 拟建项目的社会影响和社会效益分析 129
22.2 互适性分析 129
23 风险分析 130
23.1 风险因素的识别 130
23.2 风险程度的估计 130
23.3 研究提出风险对策 130
23.4 风险分析结果的反馈132
23.5 风险与对策 133
24 研究结论 134
24.1 综合评价 134
24.2 研究报告的结论 134
24.3 存在的问题 135
24.4 建议及实施条件 135
附表目录 136
附图目录 136
V
1 总论
1.1 概述
1.1.1 项目概况
项目名称：唐山三孚硅业股份有限公司 7.22 万吨/年三氯氢硅扩建项目
建设单位：唐山三孚硅业股份有限公司
企业性质：其他股份有限公司（上市）
法定代表人：孙任靖
项目性质：扩建
建设地点：唐山市曹妃甸区南堡经济开发区化工集中区
1.1.2 主办单位基本情况
唐山三孚硅业股份有限公司成立于 2006 年 10 月 20 日，地处唐山市曹妃甸区南堡
经济开发区化工集中区，公司注册资金 19,521.658 万元，占地 300.82 余亩，总资产 15.28
亿元人民币，是一家以生产三氯氢硅、氢氧化钾、硫酸钾、四氯化硅为主的民营股份制
企业。2017 年 6 月 28 日，三孚硅业正式登陆上海证券交易所主板挂牌上市，股票代码：
603938。
唐山三孚硅业股份有限公司所在区域基础设施完善配套，交通网络便捷发达。75 公
里范围内分布有天津新港、唐山港曹妃甸港区、唐山港京唐港区三大港口和天津、唐山
两大机场。唐曹、沿海两条高速公路和丰碱线、唐柏线直达公司所在地。该公司目前年
产三氯氢硅 6.5 万吨，四氯化硅 4.031 万吨、氢氧化钾 5.6 万吨，硫酸钾 10 万吨，是国
内较大的三氯氢硅生产基地。
目前公司产品除满足国内需求外，在日、韩地区均有销售，在质量和服务方面获得
客户的一致好评。公司将依托三氯氢硅合成技术优势，积极拓展相关配套业务发展，依
靠在品质和服务方面的优势，以客户需求为导向，以服务客户为己任，持续为客户提供
满意的产品和服务。
1.1.3 项目提出的背景，投资的目的、意义和必要性
随着全球信息化时代的到来，半导体硅材料的用量剧增。同时绿色环保的太阳能发
电技术越来越成熟、成本越来越低。太阳能发电成为全球新时尚。无论飞速发展的电子
行业或太阳能发电都离不开多晶硅。近年来多晶硅市场出现严重的供不应求，价格飞涨。
国内外许多大财团纷纷到中国来投资建设多晶硅生产线。三氯氢硅作为生产多晶硅的必
1
须原料亦日趋紧张。
四氯化硅是一种新型的化工基础原材料，广泛应用于多晶硅、光导纤维、气相白碳
黑、石英玻璃、半导体器件和集成电路、有机氯硅烷等多种现代工业产品及原料的生产
及制备。拥有广泛的用途。2014 年 6 月，公司上高纯四氯化硅提纯一期工程项目，可
年产高纯度四氯化硅 3 万吨/年，填补了国内高纯四氯化硅使用大量依靠国外进口的空
白。经厂家使用，该公司生产的高纯四氯化硅产品满足下游客户生产需求，且依托于运
输及技术优势，价格低于国外进口的同类产品，获得了下游客户的一致好评。
1.1.4 可行性研究报告编制的依据、指导思想和原则
1.1.4.1 编制依据
（1）合同书。
（2）唐山三孚硅业股份有限公司提供的相关基础资料和基础数据。
1.1.4.2 指导思想和原则
（1）本可行性研究报告编制的内容和深度按照（中石化联产发【2012】115 号文）颁布
的《化工投资项目可行性研究报告编制办法》。
（2）严格执行国家和各部委颁发的现行标准和规范。
（3）本项目按照降低产品能耗、绿色环保、循环经济的设计原则，在稳妥可靠的前提
下优化各项成本要素，尽可能节省项目建设投资，最大限度地降低项目的产品成本，提
高项目的竞争力。
（4）充分选用国内先进成熟、可靠适宜的工艺技术和设备。最大限度地降低项目的目
标成本，节约能源，改善生产条件，提高企业的技术水平和经济效益。
（5）结合企业的实际情况，按照一体化、轻型化、社会化、国产化原则，在采用先进
的国外生产工艺技术、设备制造技术和现运行企业在生产和管理中积累的丰富经验的基
础上，确定必须引进国外先进工艺技术及关键设备的范围。
（6）认真贯彻执行国家及地方的环境保护、“三废”治理、综合利用、劳动保护、安全
卫生、消防方面的法律、法规及其与主体工程建设实施“三同时”的原则。
1.1.5 研究范围
本项目以氯化氢、硅粉为主要原料，生产三氯氢硅与四氯化硅，是依托唐山三孚硅
业股份有限公司 5 万吨/年三氯氢硅项目的扩建项目。本可行性研究报告对合成精馏装
置、氯化氢干燥装置、变压吸附等生产装置、配套公用工程、配套服务性
工程项目的工艺技术方案、辅助设施、经济效益和市场情况等方面进行研究，进而提出
2
先进合理的工艺技术方案、公用工程方案及环境保护、劳动安全、消防等措施，并做出
市场预测和投资估算，对企业的经济效益做出财务评价。
主要工程范围如下：
（1） 主要生产装置
表 1.1-1 主要生产装置一览表
序号 装置名称 备注
1 合成精馏装置
2 氯化氢干燥装置 氯化氢自管网
3 变压吸附装置
4 压缩机房 土建考虑预留
（2） 配套公用工程及辅助工程
三氯氢硅罐区、变配电站、冷冻站、循环水站、给排水管道、消防、电讯等。
（3） 生活办公区
依托老厂。
1.2 研究结论
1.2.1 研究结论
本项目生产工艺技术，能耗低，产品质量高，并通过工程实践，在自动化操作、节
能、环境保护方面均先进可靠。
本项目主要技术经济指标表明，工程项目建成投产后，利用当地资源优势，产品生
产成本低，能尽快满足国内对三氯氢硅与四氯化硅的需求，经济效益较好，企业具有一
定的抗风险能力和具有较强的市场竞争力。
本项目对于推动地区经济可持续发展，启动三氯氢硅、氯碱产业链的建设，调整地
区产业结构，带动当地第三产业发展都具有重要意义。
本项目拟建设地点地处河北省唐山市曹妃甸区南堡工业区，资源丰富，硅粉、氯化
氢等原辅材料供应可靠，价格低廉，成本优势明显。项目区地理位置优越，交通条件便
捷，基础设施较为完善，建厂条件优越。
经过技术、经济综合论证，认为：唐山三孚硅业股份有限公司 7.22 万吨/年三氯氢
硅扩建项目，技术方案先进合理，充分利用当地资源优势，实现了资源及能源的综合利
用，保护了环境，同时建设条件优越，项目建成投产后具有良好的经济效益和社会效益，
3
项目合理、可行。项目的主要技术经济指标，见表 1.2-1。
1.2.2 存在的主要问题和建议
（1）项目全部建成投产后，对解决当地就业问题将起到积极的作用，但此项目对技
术人员、操作人员的要求较高，应根据项目实施计划，尽快组建项目筹建机构，及早制
定人员招聘计划与培训或委培计划。
表 1.2-1 主要技术经济指标
序号 项目 单位 数量 备注
一 生产规模
合成精馏装置 t/a 101070
二 产品方案
三氯氢硅 t/a 72200
四氯化硅 t/a 28870
氮气 Nm /a 3
1.6x107
三 年操作时间 小时 8000
四 主要原辅材料用量
1 硅粉 t/a 21230
2 氯化氢 t/a 83315
3 Ca(OH)2 水溶液 t/a 4567.5
4 98%硫酸 t/a 177.5
五 动力消耗量
1 一次水 104 吨 6
2 循环水 104 吨 720
3 电力 10 度
4
2379
4 0.25MPa 蒸汽 104 吨 7.2
5 仪表空气 Nm3 4×106
6 氮气 Nm3 3.2×106
7 7℃水 104kcal 23.04×104
8 -27℃水 104kcal 69.12×104
六 运输量
运入量 t/a 109290
运出量 t/a 101070
七 总占地面积 m2 892
八 总建筑面积 m2 392
九 综合能耗总量
当量值 t 标煤/a 4930.93
4
等价值 t 标煤/a 9358.14
十 工程项目总投资
1 建设项目总投资 万元 7526.52
其中：报批总投资 万元 6737.44
1.1 建设投资 万元 6399.26
1.2 建设期利息 万元 0.00
1.3 流动资金 万元 1127.26
铺底流动资金 万元 338.18
2 产品销售收入 万元 102985.09 平均值
3 销售税金及附加 万元 610.37 平均值
4 总 成 本 万元 72990.81 平均值
5 利润总额 万元 29429.41 平均值
6 所得税 万元 4414.41 平均值
7 净利润 万元 25015.00 平均值
8 总投资收益率 % 391.46% 平均值
9 项目资本金净利润率 % 371.28% 平均值
10 财务内部收益率：
10.1 税前 % 430.67%
10.2 税后 % 366.36%
11 财务净现值:
11.1 税前 万元 192828.32 ( i=10% )
11.2 税后 万元 163392.71 ( i=10% )
12 贷款偿还期 不含建设期
银行借款 年 0
13 静态投资回收期: 含建设期
13.1 税前 年 0.74
13.2 税后 年 0.78
14 资本金财务内部收益率： % 374.97%
15 资本金财务净现值： 万元 163658.13 ( i=10% )
16 工业增加值: 万元 41003.20
17 盈亏平衡点 % 6.48% 平均值
5
2 市场预测分析
2.1 产品市场分析
2.1.1 产品用途
三氯氢硅是合成有机硅的重要中间体，同时也是制备半导体级多晶硅和太阳能电池
级多晶硅的主要原料。有机硅产品大致分为硅油、硅橡胶、硅树脂、硅烷偶联剂等四大
类产品。其中，使用三氯氢硅为原料的硅烷偶联剂产品具备品种多、结构复杂、用量少
而效果显著、用途广泛等特点。硅烷偶联剂几乎可用与任何一种材料交联，包括热固性
材料、热塑性材料、密封剂、橡胶、亲水性聚合物以及无机材料等，在太阳能电池、玻
璃纤维、增强树脂、精密陶瓷纤维和光纤保护膜等方面，偶联剂扮演一个重要角色，并
在这些行业中发挥着不可替代的重要作用。
四氯化硅是一种新型的化工基础原材料，广泛应用于多晶硅、光导纤维、气相白碳
黑、石英玻璃、半导体器件和集成电路、有机氯硅烷等多种现代工业产品及原料的生产
及制备，拥有广泛的用途。
高纯四氯化硅主要用于光纤预制棒生产。光纤预制棒，又称光导纤维预制棒，简称
光棒。光纤预制棒用于制造光纤。光纤预制棒作为制作光纤、光缆的重要基础材料，被
誉为光通信产业“皇冠上的明珠”。对光纤光缆产业而言，光纤预制棒的技术水平具有
决定性的作用。
我国在光纤预制棒生产、科研以及其生产原料领域起步较晚，光纤预制棒近 90%依
赖进口。为了突破光纤预制棒的技术瓶颈，打破长期严重依赖进口的局面，实现光纤级
四氯化硅生产技术国有化，提高国内企业的竞争力，弥补市场的不足，建设四氯化硅生
产企业显得尤为重要
2.1.2 国内市场预测分析
三氯氢硅是一个市场化程度较高，竞争较为充分的行业。行业产品价格容易受上游
原材料及下游需求的影响。近年来，受欧债危机和欧美“反倾销、反补贴”的影响，多
晶硅行业出现了较大的波动，导致不具备规模、成本优势的企业逐步退出了三氯氢硅行
业，行业集中度逐步增强。
由于三氯氢硅产品及其主要原材料氯化氢的化学性质决定了其运输难度较大，运输
成本较高，同时考虑市场因素，所以三氯氢硅企业大多靠近氯碱企业或多晶硅生产企业，
行业分布具有一定的地域性特征，主要集中在华东、华北、中南和西北地区。
6
2017 年国内三氯氢硅总产能为 65 万吨，其中华东地区产能 28.8 万吨/年，约占全国
总产能的 44.35%；华北地区产能 17.3 万吨/年，占全国总产能的 26.61%；中南地区产能
14.7 万吨/年，占全国产能的 22.58%；西北地区产能 4.2 万吨/年，占全国总产能的 6.45%。
三氯氢硅行业产量逐渐进入稳定期，预计到 2023 年我国三氯氢硅行业产量达到 76
万吨左右。
2.2 产品的竞争力分析
唐山三孚硅业股份有限公司所在区域基础设施完善配套，交通网络便捷发达，该公
司目前年产三氯氢硅 6.5 万吨，四氯化硅 4.031 万吨，是国内较大的三氯氢硅生产基地。
目前公司产品除满足国内需求外，在日、韩地区均有销售，在质量和服务方面获得
客户的一致好评。公司将依托三氯氢硅合成技术优势，积极拓展相关配套业务发展，依
靠在品质和服务方面的优势，以客户需求为导向，以服务客户为己任，持续为客户提供
满意的产品和服务。
2014 年 6 月，公司新上高纯四氯化硅提纯一期工程项目，可年产高纯度四氯化硅
1 万吨/年，填补了国内高纯四氯化硅使用大量依靠国外进口的空白。经厂家使用，该公
司生产的高纯四氯化硅产品满足下游客户生产需求，且依托于运输及技术优势，价格低
于国外进口的同类产品，获得了国内外厂家的一致好评。
目前高纯四氯化硅二期项目已投产。为了保证高纯四氯化硅提纯的原料供应及满足
日益增长的市场需求，整合现有精馏设备并增加四氯化硅精馏塔，提高四氯化硅产品的
产量及质量，不但符合公司的整体经济利益，更可为企业带来可观的社会效益，为企业
的生存与发展打下坚实的基础。
2.3 营销策略
由于三氯氢硅用途较为广泛，涉及较多下游产业，国内生产该类产品的企业较多，
竞争较为激烈，因此有必要对本项目产品进行营销策略分析。
1）树立全新的营销理念
品牌意识和培育市场的观念。品牌的价值是企业的重要标志，它能够为企业带来市
场、带来信誉，提高企业的市场占有率以及利润率。
项目建设企业应建立和加强产品的品牌意识，通过实施品牌战略赢得市场整体营销
战略的主动。在积极开拓市场的同时，加大产品宣传力度，扩大产品在国内、国际市场
占有率。
7
2）降本增效，培养高素质营销人才，提升竞争力
营销行业是一个对人综合素质有极高要求的行业，营销不但要掌握扎实的专业基础
知识，还须具有深厚的社会知识和信息，以及具有获取这些知识和信息的能力和方法。
项目建设企业应根据自身情况具体规划培养营销人才。
3）建立长期的客户关系
三氯氢硅与四氯化硅行业市场针对国内和国际，销售模式有所不同。对于国内市场，
主要采用直接销售模式；对于国外市场，大部分企业主要通过与国外经销商、代理建立
经销关系进行产品的海外销售。
4）合理的价格定位
项目建设企业应采取随行就市定价法为项目产品定价。随行就市定价法是指以当前
市场的平均价格作为企业的定价标准，如果定价高于市场平均水平，产品就有可能滞销；
如果定价低于市场平均水平，企业利润又会白白流失。因此，随行就市定价对企业来说
是一种理性和合理的选择。
2.4 市场风险分析
2.4.1 风险因素的识别
本项目的市场风险有三种因素，即产品市场风险、原材料燃料动力及管理成本风险、
产能过剩等。
2.4.2 风险程度估计
1）产品市场风险是企业所面临的主要风险，主要表现为产品销路不畅，产品价格
低迷等，以至产量和销售收入达不到预期目标。市场风险一般来自三个方面：一是市场
供需实际情况与预测值发生偏离；二是项目产品市场竞争力或者竞争对手情况发生重大
变化；三是项目产品和主要原材料的实际价格与预测价格发生较大偏离。
2）原材料燃料动力风险主要包括购买价格上涨，运输包装费用增加，运输过程中
损失及库存损失，以及供销费用上升等。一般来说，原材料及燃料动力进厂价格提高，
以及库存费用上升，直接增加项目产品的生产成本，降低产品的市场竞争力，挤压了企
业的利润空间。
3）近年来，随着经济的快速发展和各地区项目投资拉动，新扩建三氯氢硅与四氯
化硅项目增长较快，产能增幅明显。而与此同时，下游行业的消费虽保持了较为稳定的
增长势头，但增速明显滞后于产能的增长，供需矛盾突出造成的产能过剩有所加剧，这
8
将对企业的利润有一定的影响。
2.4.3 风险对策与反馈
1）争取与项目产品买方签订长期购货合同，并做好项目产品的未来价格预测。
2）加强项目在运营期内的非制造成本控制，提高管理效率，降低产品总成本，提
升产品价格竞争力。
3）争取与原材料燃料动力供货方签订长期购货合同，稳定原材料燃料动力成本。
4）培育核心竞争力，提升服务质量，强化同业间的协调和沟通。完善三孚产业链，
将三氯氢硅作为子公司三孚新材料生产的原料，降低市场销售风险。
9
3 生产规模和产品方案
3.1 生产规模
表 3.1-1 主要生产装置一览表
序号 装置名称 备注
1 合成精馏装置 72200 吨/年三氯氢硅、28870 吨/年四氯化硅
3.2 产品方案
表 3.2-1 建设项目产品方案
类别 物料名称 装置名称 单位 产品产量
三氯氢硅 合成精馏装置 t/a 72200
产品 四氯化硅 合成精馏装置 t/a 28870
1.6X107 Nm3/a （2 万
氮气 空压制氮装置 Nm3/a
吨）
盐酸 氯化氢干燥装置 t/a 220.1
副产品 93%硫酸 氯化氢干燥装置 t/a 187.1
氢气 变压吸附 t/a 1738
10
4 工艺技术方案
4.1 工艺技术方案的选择
4.1.1 原料路线确定的原则和依据
（1）对于三氯氢硅与四氯化硅生产技术方案的选用，遵循“技术上先进可行，经济
上合理有利，综合利用资源”的进步原则，采用先进的控制系统，由较高的自动化控制
整个生产线的各工艺参数，使产品质量稳定在高水平上，同时可降低物料的消耗。严格
按行业规范要求组织生产经营活动，有效控制产品质量，为广大顾客提供优质的产品和
良好的服务。本项目主要原料
（2）在工艺设备的配置上，依据节能的原则，选用新型节能型设备，根据有利于
环境保护的原则，优先选用环境保护型设备，满足本项目所制订的产品方案的要求。
（3）根据本项目产品方案，确定所选用的工艺流程及定型设备能够满足三氯氢硅
与四氯化硅产品的要求，同时加强员工技术培训，严格质量管理，严格按照工艺流程技
术要求进行操作，减少三废排放量以提高产品合格率。
（4）遵循“高起点、优质量、专业化、经济规模”的建设原则。积极采用新技术、
新工艺和高效率专用设备，使用高质量的原辅材料，稳定和提高产品质量，制造高附加
值的产品，以取得良好的经济效益。
项目建设贯彻“三同时”的原则，注重环境保护、职业安全卫生、消防及节能等各项
措施的落实。
依据以上原则，本项目合成精馏装置利用唐山三孚新材料有限公司生产的氯化氢以
及老厂区生产的氯化氢与硅粉在合成炉中反应生产三氯氢硅与四氯化硅产品。目前唐山
三孚硅业股份有限公司拥有一套已在运行 5 万吨/年三氯氢硅项目，稳定运行多年，工艺
路线成熟可靠。在运行项目采用合成炉直径为 DN800，容积 4m3。本项目拟进行合成炉
的规模放大，采用直径 DN1200 合成炉，容积为 25m3。
本项目主要原料硅粉与氯化氢，其它辅助材料为硫酸等。采用以上原料路线，本项
目能够利用老厂公用工程和园区其他企业生产的相关原辅材料，原料就近采购，节约成
本，增加效益。
4.1.2 工艺技术方案的比较和选择
根据本项目工艺路线，本项目生产采用的工艺技术方案见表 4.1-1。
表 4.1-1 本项目各生产装置工艺技术方案
11
工艺技术方
产品 装置名称 化学方程式
案
三氯氢硅/四 Si＋3HCl---SiHCl3＋H2
合成精馏装置 取代反应
氯化硅 Si＋4HCl---SiCl4＋2H2
本装置采用国内可靠、成熟的氯化氢合成三氯氢硅生产工艺技术。装置主要由氯化
氢干燥处理、合成精馏装置、压缩机房、变压吸附装置等组成。
氯化氢干燥处理装置主要工艺流程为压力小于 50KPa 的常温氯化氢气体，经干燥脱
水，含水量小于 100ppm 的氯化氢气体通过压缩机，加压至 120KPa 左右，进入三氯氢硅
合成炉，与干燥后的硅粉进行反应。
合成装置流程延用现有工艺流程技术方案，主反应装置“三氯氢硅合成炉”的工艺
参数与现有控制参数一致，控制温度 300～550℃，炉内控制压差为 25～38KPa，炉内反
应压力为 60～90KPa。其主要流程路线为在三氯氢硅合成炉内，氯化氢气体与硅粉在
300～550℃的反应条件下，生成压力 60～90KPa 左右的三氯氢硅、四氯化硅混合气体。
而后通过除尘、降温、冷凝的方式，使混合气体在-27℃左右的温度下冷凝成液体。而
后通过压缩机，将低压、低温的不凝气加压至 500KPa 以上，在高压的工况条件下，再
次降温至-27℃进行冷凝。
三氯氢硅的提纯流程与现有工艺流程一致，充分考虑热耦合匹配原则，节能高效，
合成液体通过精馏装置，将其分离，得到符合客户需求的三氯氢硅、四氯化硅产品并进
行外售。
该套工艺技术简单、可靠、成熟、稳定，有很高的安全性和可操作性。并且通过现
有生产工艺 15 年使用，已经建立起了一套切实可行的生产管理经验。
4.2 工艺流程和消耗定额
4.2.1 工艺流程概述
4.2.1.1 装置规模和年操作时数
唐山三孚硅业股份有限公司 7.22 万吨/年三氯氢硅扩建项目由以下生产岗位组成：
（1）合成精馏装置；
（2）氯化氢干燥装置；
（3）变压吸附装置；
（4）压缩机房；
（5）三废处理；
12
（6）循环水站；
（7）冷冻站；
（8）变配电站；
（9）中央控制室；
装置年操作时间 8000 小时。
4.2.1.2 装置组成
唐山三孚硅业股份有限公司 7.22 万吨/年三氯氢硅扩建项目的生产装置组成范围见
表 4.2-1。
表 4.2-1 本项目生产车间的组成
序号 子项名称 单位 装置规模 备注
合成部分：本项目增加 12 台合成炉以及后续处
理设备。在建项目已将本项目合成部分的土建一次性
完成
1 合成精馏装置 精馏部分：增加精馏框架，包含 5 台精馏塔及相
关附属再沸器、冷凝器等设备。
本项目新增一台 HCL 干燥塔及相关换热器与除
雾器。在建项目已将本项目土建部分一次性完成。该
2 氯化氢干燥处理 装置总处理量为 11000 Nm3/h，在建项目处理量为
4500Nm3/h，本项目处理量为 6500 Nm3/h。
总处理量为 7000 Nm3/h，在建项目的处理量为
3000Nm3/h,本项目处理量为 4000 Nm3/h。在建项目
3 变压吸附装置 土建建设时已将本项目的土建基础同时完工。本项目
增加设备，来达到满足处理合成装置尾气量的需求。
在建项目已将包括本项目的土建一次性完成。在
建项目设置一台压缩机，扩建项目增加 2 台压缩机，
4 压缩机房
满足扩建合成装置的生产能力。
本项目新增一台三氯氢硅储罐，在建项目已将本
5 三氯氢硅罐区 项目的土建部分一次性完成。
本项目新增一台循环水塔，设计能力为
2000m3/h。在建项目已将本项目的土建部分一次性完
6 循环水站
成，不再有新增内容。
13
序号 子项名称 单位 装置规模 备注
本项目新增-27℃冷冻机组四台，此四台冷冻机
组为利旧设备。在建项目已将本项目的土建部分一次
7 冷冻站
性完成，不再有新增内容。
本项目增加变配电设备。在建项目已将土建部分
完成。
8 变配电站
本项目增加相关控制柜与操作站。在建项目已将
土建部分完成。
9 中央控制室
本项目新增子项，包括空压站与制氮间。空压站
包括四台空压机及相关设备；制氮间包括三台制氮机
10 空压制氮装置
及相关设备。
4.2.1.3 原材料、辅助材料、燃料和动力
唐山三孚硅业股份有限公司 7.22 万吨/年三氯氢硅扩建项目主要原材料、燃料的规
格、年消耗量及来源见表 4.2-2。
表 4.2-2 主要原材料、燃料的规格、年消耗量及来源表
序号 原料品种 单位 年消耗量 供应来源
1 硅粉 吨 21230 外购
2 氯化氢 吨 83315 三孚新材料及老厂
唐山三孚硅业股份有限公司 7.22 万吨/年三氯氢硅扩建项目水、电、汽等动力的消
耗及其来源见表 4.2-3。
表 4.2-3 水、电、汽等动力的消耗及其来源
序号 项目及规格 单位 年消耗量 输送方式 供应来源
1 一次水 吨 6×104 管道输送 老厂管网
2 循环水 吨 720×104 管道输送 自建循环水站供应
3 电力 度 2379×104 架空电缆 供电局
4 0.25MPa 蒸汽 吨 7.2×104 管道输送 唐山三友热电
5 仪表空气 Nm3 4×106 管道输送 自管网
14
序号 项目及规格 单位 年消耗量 输送方式 供应来源
6 氮气 Nm3 3.2×106 管道输送 自管网
7 7℃水 kcal 23.04×104 管道输送 自建冷冻站供应
8 -27℃水 kcal 69.12×104 管道输送 自建冷冻站供应
4.2.1.4 产品及副产品
本项目主要产品为三氯氢硅，四氯化硅。副产品为盐酸，93%硫酸及氢气。
4.2.1.5 工艺流程说明
本扩建装置拟采用国内可靠、成熟的氯化合成三氯氢硅生产工艺技术。该生产装置
主要由氯化氢干燥、三氯氢硅合成、三氯氢硅提纯和分离工序等组成。其生产工艺流程
简述如下：
从唐山三孚新材料有限公司用管道送来的氯化氢气体，与变压吸附回收气一起进入
压缩机加压后经氯化氢缓冲罐，再分别经流量调节阀、流量计、止逆阀进入三氯氢硅合
成炉；来自其他车间的湿氯化氢用管道输送过来，经氯化氢缓冲罐、7 度冷却除水、-27℃
石墨冷却器除水，酸雾脱水后，进入硫酸干燥塔，酸雾脱水后与变压吸附回收气一起进
入压缩机加压，加压后的氯化氢气经氯化氢缓冲罐、再分别经流量调节阀、流量计、止
逆阀进入三氯氢硅合成炉。外购袋装硅粉倒入硅粉池，利用斗提机，管链机将硅粉输送
至硅粉干燥器，干燥后的硅粉经计量罐计量后加入三氯氢硅合成炉，与来自氯化氢缓冲
罐氯化氢在合成炉反应生成三氯氢硅和四氯化硅。
合成反应温度为 300～550℃，主要化学反应按下式进行：
Si＋3HCl---SiHCl3＋H2 ↑
Si＋4HCl---SiCl4＋2H2 ↑
氯化氢与硅粉在三氯氢硅合成炉内反应生成三氯氢硅、四氯化硅、氢气等。混合气
体经一级旋风分离器、二级旋风分离器，袋式过滤器、冷却塔系统，机前预冷器、机前
深冷器，大部分三氯氢硅在机前先冷凝下来，进入机前计量罐中，未冷凝的少量三氯氢
硅、氯化氢和氢气进入压缩机加压，再经机后预冷器、深冷器冷凝，液体经机后产品计
量罐计量后进入中间产品贮罐或机前计量罐，不凝气送尾气变压吸附回收系统回收微量
的三氯氢硅和氯化氢，氢气经变压吸附分离后送往其他车间使用。变压吸附装置吸附的
三氯氢硅和氯化氢用干式真空泵抽真空解析、送往氯化氢压缩机前与新鲜的氯化氢混合
加压后送至三氯氢硅合成炉参与反应。
15
中间产品经存储后，进入精馏塔系统，三氯氢硅经过 5 塔分离，精制出普通三氯氢
硅与低纯三氯氢硅。四氯化硅经过在建项目的 3 塔分离，精制出普通四氯化硅和低纯四
氯化硅。以上产品通过装车岛进行对外销售。
4.2.2 物料平衡说明
全厂总物料平衡见表 4.2-4。
表 4.2-4 全厂总物料平衡图
进出物料 名称 质量分数，% t/h t/a
原料（进） 硅粉 19.43 2.65 21230
氯化氢 76.23 10.41 83315
98%硫酸 0.16 0.02 177.5
Ca(OH)2 溶液 4.18 0.57 4567.5
总计 100.00 13.75 109290
产品（出） 三氯氢硅 66.06 9.03 72200
四氯化硅 26.42 3.60 28870
93%硫酸 0.17 0.02 187.1
31%盐酸 0.20 0.03 220.1
H2 1.59 0.21 1738
Si 粉尘 - 1.25x10-5 0.1
硅废渣 1.36 0.19 1484.5
无组织排放 HCL - 1.25x10-5 0.1
废水（硅酸，氯化钙，Ca(OH)2 水溶液） 4.20 0.67 4590
废气（SiHCl3, HCl) - 1.25x10-5 0.1
合计 100.00 13.75 109290
4.2.3 主要工艺设备一览表
三氯氢硅生产装置所需工艺设备绝大部分为非标准设备，由国内设计、加工制造。
工艺辅助及公用装置也多为非标设备，全部由国内加工供应。装置工艺主要设备有：氯
化氢缓冲罐、硅粉干燥器、三氯氢硅合成炉、旋风分离器、袋式过滤器、往复压缩机等
表 4.2-5 生产装置主要设备一览表
序号 设备名称 实际规格 材质 数量 备注
16
1 氯化氢缓冲罐 3000*4700 V=30m3 FRP 1
2 机后氯化氢缓冲罐 2000*11185 V=27.7m3 Q345R 1
3 HCL 干燥塔 Φ1600X16600 V=32.4m3 PVC/FRP 1
4 7 度水石墨换热器 Φ1320*4972 F=200m2 石墨 1
5 盐水石墨换热器 1320*5317 F=200m2 石墨 1
93%硫酸循环板式换
6 1170*510*410 F=30.6 哈氏合金 1
热器
98%硫酸计量板式换
7 1150*510*150 F=5.27 哈氏合金 1
热器
8 压缩机回流换热器 Φ690×4724 F=60m2 石墨 2
9 透平压缩机 HYJ-3800/2 铸铁、不锈钢 3
10 盐酸酸雾捕集器 2200*5905 钢衬四氟 1
11 硫酸酸雾捕集器 2200*5905 Q345R 1
12 合成炉 12860*1200 V=25m3 15CrMo 12
13 硅粉干燥器 2500*4092 V=10m3 Q345R 6
14 硅粉计量罐 1000*1947 V=0.9m3 Q345R 6
15 一级旋风分离器 680*1952 碳衬 12
16 二级旋风分离器 273*950 碳钢 2
17 二级旋风收集器 900*1700 V=0.56m3 碳钢 2
18 合成硅粉袋滤器 2500*5751 V=18m3 碳钢 8
19 冷却塔 1800*20650 V=34.1m3 Q345R 1
20 冷却塔顶冷凝器 1200*4000 F=200m2 碳钢 1
21 回流泵 Q=7.5m3/H,H=28m，3KW 不锈钢 2
22 回流罐 1500*3900 V=6m3 碳钢 1
23 搅拌罐 2400*4765 V=11.3m3 碳钢 2
24 机前预冷器 1200*4618 F=240m2 碳钢 2
25 机前深冷器 1200*6069 F=500m2 低温碳钢 2
26 机后预冷器 800*4058 F=101m2 碳钢 2
27 机后深冷器 900*4185 F=130m2 低温碳钢 2
28 往复式压缩机组 2D10（Y140) 铸铁、碳钢 1
29 往复式压缩机组 2D20（Y166) 铸铁、碳钢 1
30 机前计量罐 1200*5300 V=15m3 低温碳钢 1
31 机后计量罐 1200*3930 V=4m3 低温碳钢 1
32 打料泵 Q=15m3/h,H=45m,11KW 不锈钢 2
33 TCS 脱轻Ⅰ塔 1600*50385 V=81m3 Q345R 1
34 TCS 脱重Ⅰ塔 1800*49470 V=118m3 Q345R 1
35 TCS 脱轻Ⅱ塔 1600*61700 V=105m3 Q345R 1
36 TCS 脱重Ⅱ塔 1600*51700 V=104m3 Q345R 1
37 脱碳塔 2400*75660 V=296.7m3 Q345R 1
17
TCS 脱轻Ⅰ塔再沸
38 1600*2000 F=293m2 碳钢 1
器A
TCS 脱轻Ⅰ塔再沸
39 700*1200 F=33m2 碳钢 1
器B
TCS 脱轻Ⅰ塔水冷
40 1000*4500 F=250m2 碳钢 1
器
TCS 脱轻Ⅰ塔深冷
41 600*2000 F=34m2 低温钢 1
器
TCS 脱重Ⅰ塔再沸
42 1200*1500 F=131m2 碳钢 1
器
TCS 脱重Ⅰ塔水冷
43 600*2500 F=45m2 碳钢 1
器
TCS 脱重Ⅰ塔出料
44 600*1000 F=19m2 碳钢 1
冷却器
TCS 脱轻Ⅱ塔再沸
45 800*1500 F=55m2 碳钢 1
器
TCS 脱轻Ⅱ塔水冷
46 600*2000 F=36m2 碳钢 1
器
TCS 脱轻Ⅱ塔出料
47 150*1000 F=0.55m2 碳钢 1
冷却器
TCS 脱重Ⅱ塔再沸
48 1600*1500 F=238m2 碳钢 1
器A
TCS 脱重Ⅱ塔再沸
49 700*1500 F=41m2 碳钢 1
器B
TCS 脱重Ⅱ塔水冷
50 1200*3500 F=290m2 碳钢 1
器
TCS 脱重Ⅱ塔出料
51 600*2000 F=38m2 碳钢 1
冷却器
52 脱碳塔再沸器 1400*1500 F=182m2 碳钢 1
53 脱碳塔水冷器 1200*3500 F=290m2 碳钢 2
脱碳塔回流出料冷
54 325*2500 F=11m2 碳钢 1
却器
55 三氯氢硅冷凝器 325*1500 F=7m2 碳钢 1
TCS 脱轻Ⅰ塔回流
56 Φ1800×4600(H) V=10m3 碳钢 1
罐
TCS 脱轻Ⅰ塔冷凝
57 Φ1400×3660(H) V=5m3 低温钢 1
液接收罐
TCS 脱重Ⅰ塔回流
58 Φ1800×4600(H) V=10m3 碳钢 1
罐
TCS 脱轻Ⅱ塔回流
59 Φ1800×4600(H) V=10m3 碳钢 1
罐
18
TCS 脱重Ⅱ塔回流
60 Φ1800×4600(H) V=10m3 碳钢 1
罐
61 脱碳塔回流罐 Φ1800×4600(H) V=10m3 碳钢 1
62 冷却塔检修罐 φ1100*3550（H）V=3m Q345R 1
63 气液分离器 φ1000*2978（H）V=1.8m 碳钢 1
64 净化器 Φ2200×11535 V=32.9m3 碳钢 2
65 三氯氢硅储罐 Ф4000×16400 V=194m3 碳钢 1
66 压缩空气缓冲罐 立式Ф1800×10215(H) V=23m3 碳钢 1
67 空压机 GD-VB900 产气量 7200Nm3/h 碳钢 1
68 空压机 G160 产气量 1600Nm3/h 碳钢 3
69 干燥器 LNXG-40 处理量 40Nm3/min 碳钢 5
70 制氮机 SCM-800C 产气量 800Nm3/h 碳钢 2
71 制氮机 FDA-400 产气量 400 Nm3/h 碳钢 1
72 稀硫酸循环泵 Q=135m3/h，H=32m 钢衬 2
73 浓硫酸计量泵 Q=100L/h，H=1.0MPa 碳钢 2
TCS 脱轻Ⅰ塔釜液
74 Q=7.7m3/h，H=61m 不锈钢 2
泵
TCS 脱轻Ⅰ塔回流
75 Q=16.7m3/h，H=73m 不锈钢 2
泵
76 回收塔进料泵 Q=1.91m3/h，H=54m 不锈钢 2
TCS 脱重Ⅰ塔釜液 不锈钢 2
77 Q=4m3/h，H=32m
泵
TCS 脱重Ⅰ塔回流 不锈钢 2
78 Q=25.5m3/h，H=87m
泵
TCS 脱轻Ⅱ塔釜液 不锈钢 2
79 Q=7m3/h，H=51m
泵
TCS 脱轻Ⅱ塔回流 不锈钢 2
80 Q=19.5m3/h，H=100m
泵
TCS 脱重Ⅱ塔釜液 不锈钢 2
81 Q=1.2m3/h，H=55m
泵
TCS 脱重Ⅱ塔回流 不锈钢 2
82 Q=22m3/h，H=90m
泵
83 脱碳塔釜液泵 Q=2m3/h，H=60m 不锈钢 2
84 脱碳塔回流泵 Q=49.5m3/h，H=105m 不锈钢 2
85 热水泵 Q=400m3/h，H=40m 碳钢 1
86 真空泵 WL-600W,55KW 碳钢 7
87 合成料泵 Q=10.7m3/h，H=74m 不锈钢 2
88 装车泵 Q=25m3/h，H=30m 不锈钢 3
89 风机 YD315M-4/6 PVC 1
90 循环水塔 2000m3/h PVC 1
19
GZWF-80（II），压头：1700mm，设
91 重力无阀过滤器 碳钢 1
计出力：Q=80t/h；设备容量 17.8m3
92 循环水泵 Q=2000m/h，H=35m 碳钢 1
93 -27℃盐水循环泵 Q=350m/h，H=40m 碳钢 1
KF225-1；10KV;制冷量 600KW;主电
94 -27℃冷冻机组 碳钢 4
机功率 400KW
20
4.3 主要设备选择
4.3.1 概述
为适应各类三氯氢硅与四氯化硅生产和检验的需要，确保产品的质量，增强生产工
艺的可操作手段，必须完整配置各种技术装备，项目生产设备和检测设备应选择较先进、
成熟、可靠的设备，在主要设备选型上应遵循以下原则：
（1）主要设备的配置应与产品的生产技术工艺及生产规模相适应，同时，能够达
到节能和清洁生产的各项参数要求。
（2）项目所选设备需要性能可靠，达到目前国内较先进水平，经生产厂家使用证
明运转稳定可靠，能够满足生产较高质量产品要求。
（3）设备性能价格比合理，使投资方能够以合理的投资获得生产高质量产品的生
产设备，对生产设备进行合理配置，充分发挥各类设备的最佳技术水平。
（4）在满足生产工艺要求的前提下，力求经济合理。充分考虑设备的正常运转费
用，以保证在生产本行业相同产品时，能够保持最低的生产成本。
4.3.2 采用的标准规范
设计执行的主要标准、规范
《特种设备目录》（质检总局 2014 年第 114 号）
《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG 21-2016）
《压力容器》（GB150.1～4-2011）
《热交换器》（GB/T151-2014）
《压力容器焊接规程》（NB/T47015-2011）
《塔式容器》（NB/T47041-2014）
《压力容器涂敷与运输包装》（JB/T4711-2003）
《钢制卧式容器》（JB/T4731-2005）
《钢制焊接常压容器固体料仓》（NB/T47003.1～47003.2-2009）
《钛制焊接容器》（JB/T4745-2002）
《镍及镍合金制压力容器》（JB/T4756-2006）
《钢制球形储罐》（GB/T 12337-2014）
《钢制低压湿式气柜》（HG/T20517-1992(2009)）
《化工粉体工程设计通用规范》（HG/T20518-2008（2017 年复审））
21
《压力容器法兰、垫片、紧固件》（NB/T47020～NB/T47027-2012）
《钢制管法兰、垫片、紧固件》（HG/T20592～20635-2009（2017 年复审））
《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类标准》（HG/T 20660-2017）
《钢制人孔和手孔的类型与技术条件》（HG/T 21514～35-2014（2017 年复审））
《承压设备无损检测》（JB/T47013.1～6-2015）
4.3.3 关键设备方案比选
（1）三氯氢硅合成炉
唐山三孚硅业股份有限公司 7.22 万吨/年三氯氢硅扩建项目主反应装置为三氯氢硅
合成炉。设备工作温度 300～550 度，炉内工作压力 80Kpa，炉内介质为氯化氢气体、金
属硅粉、气相氯硅烷等。整体设备由下封头组件、炉筒、换热系统、上封头等部分组成。
合成炉下封头组件由炉体下封头、气体分布器、筛板、及气体风帽组成，其主要介
质为干燥后的氯化氢气体，是整个合成炉设备的气体输入组件。它负责将干燥后的氯化
氢气体均匀地输送进入炉体，与炉体内的硅粉进行充分接触，参与反应。组件全部采用
Q345R 制做，具有良好的综合力学性能和工艺性能，保证了组件的冲击韧性。合成炉的
气体风帽，采用材质为 15CrMo 的铸造工艺制做，具有较高的耐热特性与抗压强度，并
经过模拟计算合理设计布局气孔，充分满足了设备工况下氯化氢气体的供给。
合成炉炉筒是整台炉的主反应部件，干燥后的硅粉，在炉筒内堆积，与来自下封头
的氯化氢气体，在炉筒内进行硫化反应，生成气相氯硅烷，同时放出大量的热，用于维
持后续反应。炉筒内设有上、中、下四个热电偶温度控制监测点，远传至 DCS 控制室参
与实时控制，用于实时监测炉内反应情况。炉筒外部设有多组换热盘管，用于保护炉筒
并控制反应热，使整个反应过程在人为可控范围进行。炉筒采用 15CrMo 材质，被广泛
地运用于炼油、化工等含氢装置和高温设备中，是压力容器常用的钢种之一。具有较高
的耐热特性与抗压强度。
性能：
1.淬火性好，可进行深度淬火，而不是市面上防锯形锁的表面淬火
2.对回火脆性倾向少
3.高温加工性好，加工后美观
4.熔接性好
5.冲击的吸收性能好，锤子砸上去会有反弹感，无法进行暴力破坏
优点：
22
1.加工性好
2.冲击的吸收性能好
3.焊接容易
用途：
由于其特殊的优质性能，常常被用于制造一些耐高温、耐高压的阀门和压力容器，
如铬钼钢安全阀、铬钼钢闸阀、螺丝刀刀头、自行车等。
特性：
1、耐热性
铬、铝、矶等元素的加入有效的提高了钢材抗高温氧化的性能和高温强度，其作用
机理如下:铬主要存在于渗碳体（Fe3C）中，溶于渗碳体中的铬，提高了碳化物的分解温
度，阻止了石墨化现象的发生，进而提高了钢材的耐热性。铝对铁素体有固溶强化作用，
同时也能提高碳化物的稳定性，因此对提高钢的高温强度有利。适量钒的加入可使钢材
在较高温度时保持细晶粒组织，提高了钢材的热稳定性和强度。
2、抗氢腐蚀
铬、铝等元素提高了碳化物的稳定性，阻止了碳化物的分解，减少了碳化物及析出
的碳和氢气反应生成甲烷的机会。钒的加入可使钢材在较高温度时保持细晶粒组织，大
大增加了钢在高温高压下对氢的稳定性。
换热系统担负着整台合成炉反应的温度控制及调节，它与炉筒组合在一起，组成了
整台合成炉反应系统的核心部件。其主要作用是控制炉筒内核心区域的反应温度，通过
调节温度控制炉内硫化反应的速率，使反应过程保持在满足生产的合适温度范围内。同
时，通过温度的控制，保护后续设备设施的安全稳定的运行。反应过程中产生的多余热
量通过换热系统带走，稳定炉内温度，余热通过交换系统得到低压蒸汽，供生产系统再
利用。炉体换热系统通过调节阀进行控制，与炉筒反应温度监测点投联锁自控，由 DCS
自动控制，保证了生产的安全、稳定、连续。合成炉的换热系统采用 Q345R 材质，它是
屈服强度达到 345MPa 级的压力容器专用钢板，具有良好的综合力学性能和工艺性能，
其抗拉强度、延伸率比 Q345(16Mn)钢有所提高，同时保证冲击韧性，是目前我国用途最
广、用量最大的压力容器专用钢板。被广泛用于石油、化工、电站、锅炉等行业，一般
用于制作反应器、热换器、分离器、导气管、液化气罐、锅炉气包及液化石油气瓶等。
合成炉上封头为一个大直径空筒，其直径范围与炉筒成一定比例关系，主要作用为
通过降低气体流速，沉降反应中硅粉细渣，达到净化反应生产物中固体杂质的目的。由
23
于体积大，它同时具备一定的缓冲作用，稳定了炉内的反应压力，降低压力波动，稳定
了炉内反应条件，同时也稳定了后序设备进口的压力波动，保证后续设备的正常稳定运
行。
4.4 自动控制
4.4.1 概述
唐山三孚硅业股份有限公司 7.22 万吨/年三氯氢硅扩建项目的可行性研究自动控制
部分，本项目为扩建项目，主要研究对象：合成精馏装置、空压制氮装置、变压吸附装
置、及公用工程用房的自控设计。其中变压吸附装置为第三方设计。
装置为连续生产装置，工艺过程复杂，工艺介质多为易燃易爆特性，部分具有可燃
有毒特性，对自动控制系统、现场检测仪表、现场执行器的稳定性、检测及控制精度均
要求较高，同时要求自控设备的选型应严格符合防爆要求、防护要求及高可靠性、高安
全性。根据本装置的流程特点、生产规模以及工艺装置对自动控制的总体要求，控制系
统拟采用集散控制系统（DCS）完成全装置的生产过程自动控制。DCS 系统除了完成整
个装置的基本过程控制、操作、监视、管理之外，同时还能完成顺序控制、批量控制、
工艺联锁以及部分先进控制策略。
本项目罐区中涉及危险化学品三氯氢硅，构成重大危险源，本项目拟采用 SIS 系统
（安全仪表系统）完成装置的安全联锁和紧急停车控制。当生产过程超出安全设定条件
时，或安全仪表系统内部产生故障时，SIS 系统立即作出正确反应并给出相应的逻辑信
号，使过程转入预定安全状态，对人员健康、装置设备及环境提供安全保护。参与安全
联锁的信号引入 SIS 安全仪表系统报警及联锁。
为确保人员及财产安全，保证生产安全进行，在可能发生可燃或有毒气体泄漏的场
所设可燃或有毒气体探测器，并设现场声光报警器。可燃气体和有毒气体检测信号引入
单独的气体检测报警控制系统(GDS)，在控制室集中指示报警联锁。
变压吸附装置设置一套 PLC 系统，实现变压吸附装置生产设施的集中检测、显示、
报警、控制、联锁及操作，并采用 MODBUS-RTU 协议与主装置 DCS 系统通讯。PLC
系统控制柜设置在中心控制室机柜间内，操作站设置在在中央控制室操作室内。
本项目仪表信号接入在建项目系统中，故不再增设新的 DCS、GDS、PLC 及 SIS
系统。
24
4.4.2 控制系统的选择
控制系统能够对重要工艺参数完成连续自动检测、记录、报警及控制，保障装置的
高效、安全、稳定的运行。
集散控制系统（DCS）由操作站、打印机、大屏幕显示器、工业级 PC 机、控制站、
I/O 单元、配线组件及网络设备等组成。DCS 系统主站设置在制室机柜间内，操作站及
工程师站设置在控制室操作室内。生产过程中主要的和重要的参数集中到控制室。由
DCS 系统进行显示和控制；不重要的参数采用就地显示或控制。全厂在建项目已设置
DCS 系统 1 套。本项目信号接入在建项目 DCS 系统，不再增设操作站、工程师站。
DCS 系统设置在控制室。DCS 系统设置必要的通信接口，可与其他系统、智能仪
表及工厂管理网进行通讯。
安全仪表系统（SIS）独立于 DCS 系统和其它子系统单独设置。全厂设置 SIS 系统
1 套，安全仪表系统（SIS）所有的过程报警、紧急停车、旁路、复位等信号能在 DCS
操作站上显示、报警及打印，重要的状态指示、紧急停车按钮采用硬接线方式在辅助操
作台独立设置。SIS 系统位于控制室内，负责各装置 SIS 系统的联锁。安全仪表系统的
传感器宜采用 4~20mA 叠加 HART 信号传输的智能变送器，输出信号宜带故障模式输出。
本项目信号接入在建项目 SIS 系统，不再增设操作站、工程师站。
可燃/有毒气体检测系统(GDS)独立于 DCS 系统单独设置。该系统与 DCS 系统可实
现实时数据通信，能在 DCS 系统操作站上显示、报警及打印,还应具有顺序事件记录(SER)
功能。在操作室内设置可燃气体/毒性气体报警器。全厂在建项目已设置 GDS 系统 1 套，
本装置可燃、有毒气体检测信号接入在建项目 GDS 系统中。
变压吸附装置采用 PLC 控制和联锁，PLC 系统通过通讯接口和主装置 DCS 进行信
号传递。为了保证装置的安全可靠及长周期运行，DCS/PLC 均采取冗余措施。本项目
该装置的信号接入在建项目 PLC 系统，不再增设操作站、工程师站。
4.4.3 仪表选型
4.4.3.1 选型原则
根据装置的操作要求和自动控制水平要求,选择技术先进、性能可靠、价格合理、售
后服务和技术支持良好的自控设备和系统。选用的仪表必须是国家或国际技术监督部门
认可,取得制造许可证的合格产品，在同等条件下，现场仪表优先选用国产仪表(包括采
用引进技术和合资企业国内生产的产品)。
25
防爆区域内的电动仪表根据区域划分可选用隔爆型仪表或本质安全型仪表，防爆等
级：ExdIICT4。现场电动仪表防护等级不低于 IP65，就地指示仪表不低于 IP55。此项
目含有部分具有腐蚀性的介质，仪表一次元件和调节阀接液部分材质均考虑防腐蚀要
求，仪表外壳及其配套附件也应满足具有抗腐蚀性要求。
仪表型号及类型尽量减少，便于选用备件和日常维护。可采用智能型仪表。模拟量
信号一般采用 4~20mA+HART 协议，气动信号为 20~100KPa。
测量单位：温度仪表的刻度单位,应采用摄氏度℃。压力仪表一律使用法定计量单位，
即 Pa、kPa、MPa。流量仪表的刻度单位为：a.液体流量用 m3/h ；kg/h 、b.蒸汽流量
用 kg/h。液位仪表的刻度单位为 mm。
4.4.3.2 仪表选型
（1）温度仪表
集中检测的温度采用铂热电阻（Pt100，0℃时）或热电偶（K 型），就地温度检测
用双金属温度计。
（2）压力仪表
远传压力测量采用智能型压力变送器。
微压、负压测量选用智能型差压变送器。
压力开关选用机械式压力开关。
现场压力检测选用不锈钢压力表、耐震压力表、隔膜式压力表、膜盒压力表。
（3）流量仪表
流量远传检测仪表主要选用标准节流装置配差压变送器，整体式三阀组随变送器成
套供货；
对洁净的气体要求较准确的流量测量可采用涡轮流量计、涡街流量计及质量流量
计；
循环水、生活水测量选用电磁流量计；
粘度较大的液体采用楔式流量计；
进出装置的水的流量测量选用涡街流量计、电磁流量计。
小流量、微小流量的场合，采用金属转子流量计；远传信号采用内藏孔板式流量计。
（4）物位仪表
远传液位测量选用智能双法兰差压变送器或差压变送器、超声波液位计，界位和液
26
位测量，选用智能电动外浮筒液(界)位变送器；
料仓料位选用雷达料位计，储罐的液位测量选用雷达液位计；
液位开关选用音叉式液位开关；
就地液位、界位测量选用磁翻板液位计。
（5）称重仪表
重量检测选用称重仪。
（6）调节阀、切断阀
本场合主要选用气动单座、笼式双座调节阀、套筒调节阀、球芯调节阀、偏心旋转
调节蝶阀，调节阀的执行机构均选用气动执行机构，配智能型电/气阀门定位器。
切断阀选用气动蝶阀和球阀。
（7）分析仪表
可燃气体检测选用催化燃烧式可燃气体探测器；
有毒气体检测选用电化学式有毒气体探测器；
工艺液体检测选用 PH 分析仪。
4.4.4 控制室的设置
中央控制室为在建项目，控制室为二层抗爆结构，建筑尺寸 42 x 23 米（长 x 宽），
位于厂区西北侧。
中央控制室完成全厂生产装置全部生产过程的集中操作、集中控制与集中管理，包
含仪表机柜间、操作室、UPS 室、调度室、会议室、交接班室以及其他辅助性房间。
4.4.5 仪表的供电和供气
4.4.5.1 仪表供电
仪表电源负荷属于一级负荷中特别重要的负荷，采用双路 UPS 供电，且后备电池
的供电时间不小于 30 分钟。UPS 的主电源和旁路电源宜由不同母线供电，以保证可靠
供电。电源系统的切换装置应能实现无扰动切换。
UPS 的技术指标应符合下列规定：
（1）电源质量：
1）交流电压：220V±11V；
2）频率：50Hz±0.5Hz ；
3）波形失真率：小于 5% 。
27
（2）过载能力不小于 150%（在 5s 之内）。
本项目信号接入在建项目 DCS、GDS 及 SIS 系统，并已考虑本期电源容量，本设计不
再体现。
4.4.5.2 仪表供气
仪表空气源由老厂送至本项目空气缓冲罐供给，正常操作压力 0.5-0.7MPa。仪表空
气气源操作（在线）压力下的露点，应比 工作环境或历史上当地年（季）极端最低温
度至少低 10℃，含尘粒径不应大于 3μm，含尘量应小于 1mg/m3，含油量应小于 1ppm。
在空压机或其他设备故障的状态下，仪表空气储罐能持续稳定的为装置提供至少 15 分
钟的供气时间，保证阀门能够安全工作，以便操作人员对紧急状况进行处理。
现场仪表空气耗气量：500Nm/h。
4.4.6 安全技术措施
项目中有重点监管的危险化学品、构成重大危险源。故根据相关规范规定，设置
了安全仪表系统（SIS）。仪表及控制系统的设计考虑为故障安全型。电源和气源发生故
障时不会对设备及人身安全产生影响。罐区装置内参与安全联锁的现场仪表，考虑防雷
措施，在现场仪表及系统机柜内安装浪涌保护器，以保护现场仪表及安全仪表系统，确
保系统正常运行。
为保障人身安全和生产安全，监测生产过程及储运设施中泄漏的可燃气体及有毒气
体，并及时报警，预防人身伤害及火灾与爆炸事故的发生，项目中设置可燃气体和有毒
气体检测器，并将信号引入在建项目的气体检测报警控制系统(GDS)。
4.4.7 标准和规范
（1）《过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号》HG/T20505-2014（2017 年复
审）
（2）《自动化仪表选型设计规范》HG/T20507-2014（2017 年复审）
（3）《控制室设计规范》HG/T20508-2014（2017 年复审）
（4）《仪表供电设计规范》HG/T20509-2014（2017 年复审）
（5）《仪表供气设计规范》HG/T20510-2014（2017 年复审）
（6）《信号报警及联锁系统设计规范》HG/T20511-2014（2017 年复审）
（7）《仪表配管配线设计规范》 HG/T20512-2014（2017 年复审）
（8）《仪表系统接地设计规范》HG/T20513-2014（2017 年复审）
28
（9）《分散型控制系统工程设计规范》HG/T20573-2012（2017 年复审）
（10）《可编程序控制器系统工程设计规范》HG/T20700-2014（2017 年复审）
（11）《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058-2014
（12）《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》GB/T50493-2019
（13）《石油化工安全仪表系统设计规范》GB/T50770-2013
（14）《石油化工仪表系统防雷设计规范》 SH/T3164-2012
（15）化工投资项目可行性研究报告编制办法（2012 年修订版）
4.5 装置界区内公用工程设施
本项目在在建循环水站，冷冻站内新增相关设备。各公用工程设施具体配备情况见
相关章节描述。
（1）冷冻站
冷冻站由 7℃水和-27℃水两个系统组成，。各规格冷却水由管道输送至各用户。有
关具体数据详见 8.1.6 章节内容。
（2）循环水站
本项目新增一台循环水塔，循环水由在建循环水站经管道输送至各用户，详见 8.1.1
节。
（3）空压制氮装置
本项目新建空压站，压缩空气及仪表空气由空压站经管道输送至各用户，详见 8.1.5
节。本项目新建制氮间，氮气由制氮间经管道输送至各用户，详见 8.1.5 节。
4.6 工艺装置“三废”排放与预处理
本项目各装置废水、废气、废固排放情况表见 13.3 章节主要污染源及污染物，三废
的处理措施见 13.4 章节环境保护治理措施及方案。
4.7 装置占地与建、构筑物面积及定员
本项目装置占地及建、构筑物一览表见 7.4 章节建构筑物一览表。
本项目定员见 17.2 章节人员配置表。
4.8 工艺技术及设备风险分析
本项目工艺技术及设备风险分析见 23 章风险分析内容。
29
5 原材料、辅助材料、燃料和动力供应
5.1 主要原材料、辅助材料、燃料的种类、规格、年需用量
本项目生产装置包括合成精馏装置。本装置主要原料硅粉及氯化氢等，其它辅助材
料为 98%硫酸等。
采用以上原料路线，本项目能够利用唐山三孚新材料有限公司的氯化氢资源，节约
成本，增加效益。
各装置所需主要原材料、辅助材料、燃料的种类、规格及年需用量如下表所示：
表 5.1-1 主要原料、辅助材料、燃料来源表
序号 原料品种 数量（吨/年） 来源 包装要求 运输方式
1 硅粉 21230 外购 袋装 汽车运输
2 氯化氢 83315 外购 管道 管道运输
3 98%硫酸 177.5 外购 管道 汽车运输
5.2 主要原辅材料市场分析
5.2.1 供需状况分析
本项目主要原料硅粉与氯化氢，其它辅助材料为硫酸等。
（1）氯化氢供需状况分析
本项目氯化氢由三孚新材料以及老厂提供，能够满足本项目所需，三孚新材料距离
本项目厂址 300m，可以通过管道输送至本项目界区。
（2）硅粉、硫酸等供需状况分析
本项目硅粉、硫酸等均可以在国内采购，通过详细调查，主要原料供应商都可以在
项目所在地 300 公里范围内找到，且产能完全能够满足本项目所需，因此能够保证本项
目主要原料供应。
（3）蒸汽供需状况分析
本项目所需蒸汽来自唐山三友热电公司，能够满足本项目需求。
5.2.2 供应可靠性分析
本项目的建设地点位于唐山市曹妃甸区南堡工业区，周围区域工业体系发达，化工
产品众多，硅粉等主要原料都能够就近采购，保证本项目主要原料供应。
30
本项目需求量较小，供应距离较远的原辅材料，可以通过签订供应协议，保证本项
目原辅材料的供应。
5.3 水、电、汽和其他动力供应
唐山三孚硅业股份有限公司 7.22 万吨/年三氯氢硅扩建项目中各装置水、电、汽等
动力的消耗见表 5.3-1。
表 5.3-1 项目公用工程消耗一览表
消耗
序号 项目及规格 单位 说明
小时消耗 年消耗
1 一次水 吨 7.5 6×104 老厂管网
2 循环水 吨 900 720×104 自建循环水站供应
3 电力 度 2974 2379×104 供电局供应
4 0.25MPa 蒸汽 吨 9 7.2×104 老厂管网供应
5 仪表空气 Nm3 500 4.0×106 老厂管网供应
6 氮气 Nm3 400 3.2×106 老厂管网供应
7 7℃水 104kcal 28.8 23.04×104 自建冷冻站供应
10 -27℃水 104kcal 86.4 69.12×104 自建冷冻站供应
本项目用电、供水、供气等均由南堡工业园区供应，满足本项目各公用工程需求。
园区供水供电能力详见 6.1.4 节。
5.4 资源利用合理性分析
本项目采用了许多节能新技术，保证资源合理化应用：
（1）生产装置
本项目采用工艺优化与 DCS 控制技术，进入合成炉的物料均采用完全密闭式入料，
减少了生产强度和环境污染。提高自动化水平，为优质、高产、低消耗和长周期安全运
行创造了有利条件。产品精馏为连续精馏，采用热耦合技术，大大降低蒸汽消耗；合成
系统采用多级旋分，充分回收利用硅粉再次参与合成反应，既节约物料消耗，又保护了
环境。
（2）设备选型
机电设备的选型对节能降耗具有十分重要的意义。本装置中所选用的机电设备一律
不用国家已颁布淘汰的机电产品。选用技术先进，材料优良，结构合理，机械强度高，
31
使用寿命长的节能型机电产品。
根据管道输送物料特性进行绝热，进一步的降低了热量的损耗，实现了节省能源的
目标。
通过以上先进的节能工艺，为企业节约了成本，保护了环境，并且符合国家大力推
行可循环经济产业的号召，为企业增收的同时，为保护环境尽一份力。
32
6 建厂条件和厂址选择
6.1 建厂条件
6.1.1 建厂地点的自然条件
（1）厂址位置
本项目拟建场地位于唐山市曹妃甸区南堡经济开发区境内。工程建设地点位于征地
范围内，厂址北距唐山市区约45km，西距汉沽约30km，南距渤海约7km。
南堡经济开发区地处环渤海地区中心地带，北依燕山，南临渤海，位于唐山市南部，
距市区45km，天津80km，北京200km。开发区交通发达，通讯方便，各类设施齐全，
周边有天津新港、秦皇岛港、唐山港和曹妃甸港，环渤海公路和将要建设的环渤海铁路
都从本区通过，有正在修建的直达唐山连接京唐的快速路，有直达天津的铁路，有功能
完备的水、电、气、讯、污水处理等配套设施。
（2）地质条件
厂址位于陡河下游低洼平原，该地区地貌属“滨海低平原”，地势平坦，地形坡度约
5/1000。地面海拔高度在1.8~2.7m。抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.20g，
设计地震分组第一组。场地类型：Ⅲ类。
本地区地质构造属第四纪全部世及晚新世构成，地层基本上呈水平分布，参照唐山
碱厂工程地质勘探资料，在钻探 80m 深度内，自上而下分为十层。表层为粘土，中为亚
粘土，深层为轻亚粘土。上部的耐力为 90kPa，下卧层的耐力为 220-230kPa。
水文地质属滨海冲洪积、海湖积平原水文地质区。地下含水层主要由冲洪积、海积
和湖积等沉积作用形成的中砂、中细砂层构成。地下水分布较广，一般为低矿化度
（0.4-0.6g/L）饮水，水温 19.5-25℃，目前水位 16-20m，据水利局 1975-1988 年统计，
水位年降速 1.1m，地下水不能作为城市工厂用水主要水源。主要河流有沙河、双龙河及
陡河。
根据国家地震局地质大队1976年11月编印的《京津唐地区地震烈度区划图》，该地
区为七度和八度交界区，1976年唐山发生大地震，沿河道出现喷砂冒水现象和土壤液化
现象。
本区位于华北断块区的东部，在长期复杂的构造演化中，大致经历了三个阶段：①
太古代至元古代地台结晶基底的形成、形变和固结阶段；②中、晚元古代至古生代稳定
地台盖层发育阶段；③中、新生代地台解体，陆相盆地盖层形成阶段。在区域地质构造
33
上，评价区位于黄骅坳陷北段南部及与埕宁隆起交接的地区，而且是北西西向张家口～
北京～蓬莱断裂带延经的地区。黄骅坳陷和埕宁隆起分别是渤海湾盆地中的一级负向和
正向构造单元。本区以宁河—昌黎断裂为界，北部为燕山沉降带，南部为华北坳陷区。
Ⅲ级构造单元有蓟县坳陷、山海关隆起、黄骅坳陷、渤海中部隆起。新生代以前，隆起
与坳陷有着共同的发展历史，基底为太古界和下元古界变质岩系，褶皱、断裂、岩浆活
动强烈。盖层由中上元古界、古生界地层组成，其中包含多个不整合面。中生代的燕山
运动，使本区地壳活动进入了高潮，以断裂活动和岩浆活动为主，伴有强烈的挤压褶皱。
新生代开始发生断裂分异运动，昌黎—宁河断裂以北燕山地区强烈上升，形成隆起，以
南地区强烈下沉，形成坳陷，隆起与坳陷之间的高差达 10000m 以上。黄骅坳陷地处渤
海湾盆地的中部、西、北北东向沧东断裂与沧县隆起相邻，东、北北东～北东向埕西断
裂和埕宁隆起相接，北部、北东向宁河～昌黎断裂同燕山隆起区相毗邻，总体呈北东向
分布，具有由一系列北东～北东东向断裂左阶斜列往西南聚敛而向东北撕开的帚状结
构。
埕宁隆起北东向分布于渤海湾盆地的中部，陆地部分主要由埕小口凸起和宁津凸起
组成，分隔了黄骅坳陷和济阳坳陷，它向北延伸入海到沙垒田凸起，分隔了黄骅坳陷和
渤中坳陷。埕宁隆起在早第三纪时，南部基本隆起剥蚀而缺失沉积，北部被北西向埕北
断裂和沙南断裂横切形成规模不大的埕北和沙南凹陷，堆积有厚 2000m 左右的下第三
系，沙垒田凸起覆盖有较薄的东营组地层，自晚第三纪以来，埕宁隆起和两侧的坳陷一
起同渤海湾盆地整体下沉，沉积了厚 1000～1500m 的上第三系和第四系地层。
（3）气象条件
该区域海洋气候明显，空气湿润，历年平均相对湿度 6.5%，四季差异不大。湿度
偏低，采暖期较长，年平均风速较大，大风日数比内地平原偏多。风向季节性强，三月
份后气温回升，以西南风为主。进入冬季后，主导风向以西北风为主。
该区域降水量较充沛，年平均降水量 574mm，最大年降水量 1029mm，最小年降
水量 300mm 以上，降水多集中在 6~8 月，占年降水量的 70%。
本项目所在地自然、气象条件，见表 6.1-1。
表 6.1-1 自然、气象条件表
序号 自然、气象要素 数值 备注
1 气温
34
序号 自然、气象要素 数值 备注
年平均温度 11.9℃
年平均最高温度 26℃ 7月
年平均最低温度 -4.2℃ 1月
极端最高温度 36.4℃ 1972 年 6 月 16 日
极端最低温度 -22.7℃
2 相对湿度
年平均相对湿度 65%
最热月平均相对湿度 79%
最冷月平均相对湿度 58%
3 大气压
年平均 1.0171×105Pa
月平均最大 1.0326×105Pa
月平均最小 1.0014×105Pa
4 风
年最多风向 NW
年平均风速 4.8m/s
最大风速 21m/s
极大风速 33.6m/s
5 降雨量
年平均降雨量 574mm
年最大降雨量 1029mm 1964 年
月平均最大降雨量 211.2mm
月平均最小降雨量 4.1mm
年平均雷暴日 35 天
年最大雷暴日 53 天
年最小雷暴日 25 天
6 雪
最大积雪厚度 190mm
雪荷载 300Pa
35
序号 自然、气象要素 数值 备注
7 冻土
最大冻土深度 0.8m
8 地震烈度 8
地震水平加速度 1
6.1.2 建厂地点的社会经济条件
本项目拟建地位于唐山市曹妃甸区南堡经济开发区，南堡经济开发区成立于 1991
年，1995 年被河北省政府批准为省级开发区，2012 年 7 月纳入曹妃甸区。全区规划控
制面积 393.74 平方公里，城区规划面积 26 平方公里。下辖一个镇 10 个行政村，一个街
道办事处 6 个居委会，总人口 5.4 万。
南堡经济开发区位于环渤海经济圈中心地带，西邻天津滨海新区，背靠唐山市主城
区，面向曹妃甸大港，汉南铁路、张唐铁路、唐曹铁路以及谋划的蒙曹铁路贯穿全境，
沿海高速、唐曹高速交汇贯通，是津唐曹半小时经济圈的核心区域，是环渤海地区最具
发展潜力的开发区之一。区内道路、管网、供水、供热、供电、供气、污水处理、垃圾
处理等基础配套设施完善，学校、医院、银行、网络通讯、保险事业等社会职能健全，
各项民生事业协调发展，基本形成了以海洋化工循环产业为特色的城市雏形。
建区二十多年来，南堡开发区充分发挥自身资源优势，围绕延长盐碱化工产业链条
发展壮大产业，已经形成了上游海盐生产，中游“两碱一化”（纯碱、氯碱、化纤），下
游氯气利用的“三大板块”，基本构筑了海洋化工循环产业体系，初步建立了“盐—碱—
氯气—四氯化钛—海绵钛”、“盐-烧碱-粘胶短纤维”、“氢氧化钾—三氯氢硅—气相白炭
黑”、“氯气—有机硅—有机硅下游产品”等 4 条主导产品链，海洋化工循环产业经济总
量占工业总产值的 80%以上。目前，全区拥有各类工业企业 75 家，其中，大型国有企
业 2 家，外资企业 7 家，民营企业 66 家，主要涉及盐碱、化纤、钛材料、硅材料、陶
瓷、装备制造等行业，化工企业 30 余家，初步形成了以国有大型企业为主导，民营企
业、外资企业等中小企业为补充的产业发展格局。2017 年，全区完成地区生产总值 115.5
亿元,实现主营业务收入 306.6 亿元，完成固定资产投资 32.8 亿元，实现全部财政收入
20.5 亿元，公共预算收入 9.03 亿元。
6.1.3 外部交通运输状况
南堡经济开发区地处环渤海经济圈中心地带，南临渤海，有海岸线 4 公里，北依燕
36
山，东与秦皇岛接壤，西与北京、天津毗邻，西北距北京 200 公里、西南距天津滨海新
区 20 公里、天津港 75 公里，北距唐山市区 45 公里，东至秦皇岛 120 公里，距正在建
设的“北方大港”---曹妃甸港 20 公里。
京山铁路汉－南（汉沽至南堡）支线直达区内，港口运输和铁路运输方便快捷。沿
海高速公路与唐曹高速公路、南曹沿海铁路联成网络,将南堡经济开发区与天津港、曹妃
甸港连成整体，使其成为京、津、秦乃至整个“三北”地区到达曹妃甸港口的必经之路。
6.1.4 公用工程条件
（1）供水
开发区内生活用水及部分工业用水由南堡供水公司供水系统统一供给，水源为地下
水，供水能力 2 万 m3/d（730 万 m3/a）。园区部分企业水源引自陡河水库地表水及草泊
水库地下水，陡河水库供水能力 4.1 万 m3/d（1500 万 m3/a），草泊水库 38 眼水井，供
水能力 5.5 万 m3/d（2000 万 m3/a）。
开发区于 6 号路北侧、8 号路东侧建设净水厂一座，以陡河水库为水源，从曹妃甸
陡河输水管线十一农场孙家东灶南堡开发区预留口至南堡开发区建设 19km 输水管线，
预留口坐标为东经 118°22'38.3255"，北纬 39°16'05.562869"，引水量 6.9 万 m3/d；(2500
万 m3/a)。该水厂建成后，关闭自备水井，南堡开发区总供水能力 11 万 m3/d（4000 万
m3/a）。
（2）排水
南堡经济开发区污水处理厂位于城西工业区，现状处理能力 8 万 m3/d，再生水规模
2 万 m3/d。规划升级改造现状污水处理厂，并扩建处理规模为 7.5 万 m3/d 的污水处理设
施、处理规模为 7.5 万 m3/d 的再生水系统，污水总处理能力达到 14 万 m3/d，总再生水
处 理 能 力 达 8 万 m3/d ， 污 水 处 理 厂 出 水 达 到 《 城 镇 污 水 处 理 厂 污 染 物 排 放 标 准
（GB18918-2002）》的一级 A 标准。到规划期末，开发区内污水处理率应达到 100%。
污水管网布置:污水管道采用枝状管网布置，尽可能在管线较短和埋深较小的情况
下，让最大区域上的污水自流排水。污水管网结合污水厂的建设、道路和竖向规划进行
铺设。污水管道按高日高时污水量设计，管材采用钢筋混凝土圆管。
本项目所有的生活、生产污水经厂区内污水处理站处理达标后进行回用，其余排水
经收集后统一排至园区已有的污水排放管网。
（3）供电
37
现有 1 座 10kV 变配电站，供电电压等级为 10kV。变配电站 2 回路电源，主电源
引自南堡经济开发区主变电站，电压 10kV、申请容量 11195kVA（一期已用约 4500 kVA）；
备用电源引自南堡经济开发区另一座变电站，电压 10kV、申请容量 1280kVA（一期已
用约 500 kVA）。总进线容量满足此次用电需求。
（4）供热
热力管网已覆盖全区，根据开发区供热规划，开发区城西工业区供热由园区内相关
热电企业负担。本项目供热由三孚股份有限公司低压蒸汽管网供应。
（5）消防
厂区消防设计采用消防给水灭火系统及灭火器联合灭火方式。本项目为新建项目，
厂区内消防依托老厂消防系统，厂区外部消防依托南堡经济开发区消防大队。
南堡经济开发区消防大队距离厂区 1km，现有大型消防车 7 辆，消防队员 33 人，
发生火灾后可在 10 分钟内到达本厂区。
6.1.5 用地条件
本项目建设用地在河北省唐山市南堡经济开发区，用地属性属于工业用地，用地范
围内无需要拆迁的民居及人员。
6.1.6 环境保护条件
本项目所在地区燃料燃烧对大气环境质量影响较小，规划区及周围区域 PM10、SO2、
NO2 日均浓度均满足《环境空气质量》（GB3095-2012）中的二级标准，H2S、HCl、甲
醇、二甲苯小时平均浓度满足《工业企业设计卫生标准》（GBZ 1-2010）居住区大气有
害物质的最高允许浓度。
浅层地下水各评价因子除 pH 值和氨氮、高锰酸盐指数的标准指数小于 1，满足《地
下水质量标准》（GB/T14848-2017）Ⅲ类标准外，溶解性总固体、总硬度、硫酸盐、氯
化物的标准指数均大于 1，水质不能满足标准要求。其超标原因是由于南堡经济开发区
地处唐山南部沿海，其原生地质为河流冲积及海湖积而形成，导致该区域地下水矿化度
和硬度相对较高。深层地下水监测点各项监测因子标准指数为均小于 1，满足《地下水
质量标准》(GB/T14848-2017)中Ⅲ类标准的要求。监测结果表明，该区域深层地下水质
量较好。
本项目生产污水、生活污水经污水处理系统处理后排至园区污水处理站。经过本项
目污水系统处理后的污水能够满足《无机化学工业污染物排放标准》（GB31573-2015），
同时满足园区污水处理站对污水水质的要求。项目主要固体废物包括污泥滤饼及职工生
38
活垃圾等。建设单位拟采用减量化、资源化、无害化的处理原则，对固废进行分类处理、
处置。职工生活垃圾由环卫部门收集后统一处理。
本项目均采用国内先进工艺生产技术和设备，生产能耗低，三废排放少，同时各排
放源做到了有组织达标排放，该区域有较大的环境容量，因此，本项目建成投产后，预
计对周围环境质量影响不大。
规划区所在区域噪声值满足《声环境质量标准》（GB3096-2008）中的 3 类标准。
6.2 厂(场)址选择
拟建厂位于唐山市曹妃甸区南堡经济开发区化工集中区内，本工程厂区东南侧为已
建唐山三友化纤厂，北侧为四氯化硅提纯装置，南侧为硫酸钾装置。厂区周围交通比较
方便，地形平坦，原料供应有保障，该厂址合理，可行。
该厂址方案选择优点如下：
（1）靠近原料供应区
氯化氢原料由老厂与三孚新材料分布供应。三孚新材料距离厂址 300 米，可以供应
氯化氢原料，附近有三友热电厂，为本工程提供可靠的蒸汽供应。厂址靠近原料产区，
可就近获得原料，减少原料的运输费用。
（2）有丰富的水资源
化工企业是用水大户，供水不足，非但不能保证企业的正常生产，甚至会危及安全
生产。项目区域内水源丰富，生产用水目前有市政供水和地下水两个水源，可满足本工
程需要。
（3）有较好的运输环境
京山铁路汉－南（汉沽至南堡）支线直达区内，港口运输和铁路运输方便快捷。沿
海高速公路与唐曹高速公路、南曹沿海铁路联成网络,将南堡经济开发区与天津港、曹妃
甸港连成整体，使其成为京、津、秦乃至整个“三北”地区到达曹妃甸港口的必经之路，
因此本项目厂址，满足本项目运输要求，同时，可有效降低运输成本。
（4）与居民密集区保持适当距离
项目厂址区域内无村庄、无居民区，完全符合化工生产企业建设所要求的安全防护
距离规定。同时与北侧厂区铁路线满足 1 公里距离要求。
39
7 总图运输、储运、土建、界区内外管网
7.1 总图运输
7.1.1 全厂总图
本项目拟建场地位于唐山市曹妃甸区南堡经济开发区唐山三孚硅业有限公司内。
本项目布置在该公司征用地内预留空地上。本项目北侧是唐山三孚电子电子材料有
限公司；南侧是兴达道；东南侧是唐山三友兴达化纤股份有限公司污水处理站，西侧是
排洪渠，排洪渠以西是希望路。
本次总图专业设计范围如下：
合成精馏装置、空压制氮装置。
7.1.1.1 总平面布置
（1）工厂主要组成
工厂主要组成及用地面积见表 7.1-3。
表 7.1-1 工厂主要组成及用地面积表(m2)
序号 建筑物名称 生产类别 占地面积 m2 建筑面积 m2 层数 备注
700 总图
701 合成精馏装置 甲 类 500 4 层
100 空压制氮装置 丁 类 392 392 1 层
合计 892 392
（2）总平面布置原则
总平面布置原则：
1）结合厂区内已建、构筑物，满足工艺流程顺畅和管线布置短捷的要求的前提下，
力求工艺平面分区明确合理，流线清晰通畅，布局紧凑，整个厂区协调统一。本项目公
用工程及地上地下管线基本依托厂区原有部分，节约投资。
2）道路布置合理，既要方便运输，又要满足消防要求。
3）在满足生产工艺流程和生产经营管理的同时，满足国家有关防火、防爆、安全、
卫生、环保的要求。
4）按规范要求布置，力求布置紧凑，减少管道及输送线路。
40
5）平面布置力求紧凑，以利于节约用地。
6）满足开发区要求。
7）根据本项目生产特点，满足生产、防火、防爆、工业卫生、运输、施工安装和
检修等要求，并力求总平面布置紧凑合理。
8）结合场地现状条件，联合集中布置，以节约用地、缩短管线、便于管理并减少
投资。
（3）总平面布置方案
根据厂区现状情况，本着用地紧凑，缩短工程管线，节约投资的原则，并结合当地
风玫瑰图，将本项目布置在厂区合成精馏装置预留用地上；空压制氮装置布置在厂区东
侧预留用地上。
本项目整个厂区功能分区明确，并按生产的火灾危险性分别自成一区，便于管理，
避免人流和车流交叉，同时减小了防火间距，节约了用地。
本项目环形消防通道均利用厂区原有设计，路宽不小于 6 米，道路净高不小于 5 米。
本项目人流入口与物流入口均利用原有出入口，方便运输和管理。
本项目总图运输主要技术经济指标表见表 7.1-2。
表 7.1-2 总图运输主要参数指标表
41
序号 指标名称 单位 数量 备注
1 厂区总用地面积 m2 84034.3684 约 126.05 亩
建、构筑物占地面积 35767.37
2 已建 m2 35043.37
其中
新建 724.00
建、构筑物建筑面积 21001.19
3 已建 m2 20777.19
其中
新建 224.00
计算工厂容积率的建、构筑物面积 57602.12
4 已建 m2 55378.12
其中
新建 2224.00
5 厂区绿化用地面积 m2 7565.09
6 容积率 0.68
7 建筑密度 % 42.56
8 厂区绿地率 % 9
9 行政办公用地比例 % 0
（4）工厂绿化
绿化设计根据生产特点、环境污染情况和当地土壤、气候等自然条件进行绿化布置
和选择绿化植物，同时，考虑与周围建筑物、构筑物相协调，与管线综合设计相配合，
储罐区、生产车间及仓库四周为硬化地面。道路两侧的绿化不妨碍行车安全。
（5）拆迁
本项目无拆迁。
7.1.1.2 竖向布置
竖向布置原则：合理确定场地设计标高和排水方式，确保场地不受洪水及地区积水
的威胁。尽量节省土石方工程量。
竖向布置方式：本项目建设场地平坦，总体采用平坡式设计。
雨水由建筑物四周坡向道路，经道路雨水口收集，建场地排水坡度为 2‰~5‰。
道路高程基本顺应地形落差，道路坡度小于 5%，绝大多数路段坡度小于 2%，以方
42
便非机动车行驶。同时道路坡度至少大 3‰，以达到污水管的排水最小坡度。
7.1.2 全厂运输
（1）厂内运输
本项目硅粉通过叉车运输的方式从硅粉库房输送至合成精馏装置。
（2）厂外运输
根据本项目的运输条件和物料特性，本项目运输宜采用汽车运输方式。
汽车运输的车辆依托公司现有运输公司的运力和地方专业运输队伍。
表 7.1-5 全厂运输量表
序号 货物名称 年运输量(吨) 形态 包装形式 备注
一 运入量
1 氯化氢 83315 气体 管道
2 硅粉 21230 粉体 袋装
3 Ca(OH)2 溶液 4567.5 液体 槽车
4 98%硫酸 177.5 液体 槽车
小计 109290
二 运出量
1 三氯氢硅 72200 液体 槽车
2 四氯化硅 28870 液体 槽车
小计 101070
合计 210360
7.2 储运
7.2.1 储运介质及储运量
唐山三孚硅业股份有限公司 7.22 万吨/年三氯氢硅扩建项目的原料及产品按形态可
分为固体和液体两大类，原料及产品的运输量、形态、包装及运输形式见表 7.1-5 所示。
7.2.2 固体储运
（1）硅粉：硅粉采用汽车运输方式，将硅粉输送至在建项目的硅粉库。
7.2.3 液体储运
本项目液体储运设施包括：三氯氢硅罐区与四氯化硅罐区。
43
7.2.3.1 储运介质及储运量
简述储运介质的形态、储存方式及储运方式参见表 7.2-1。
表 7.2-1 物料储运方式表
序号 物料名称 形态 储存方式 储运方式 备注
1 三氯氢硅 液态 卧式储罐 汽车运输
2 四氯化硅 液态 立式储罐 汽车运输
7.2.3.2 储运方案
（1）储存系统
1）三氯氢硅罐区
在建项目三氯氢硅罐区是三氯氢硅产品的临时储存处。由于大部分三氯氢硅产品可
通过管廊输送到电子材料及新材料使用，剩余部分外售，因此实际储存天数较短。本项
目新增一台三氯氢硅储罐，布置在在建项目的三氯氢硅罐区。本项目新建储罐见表 7.2-3。
表 7.2-2 本项目三氯氢硅罐区储罐规格及储存周期
储罐容量及台数 储罐 储罐绝热 实际储
设备名称 储罐规格 m
（m3×台） 结构形式 情况 存天数 d
三氯氢硅储
180x1 Ф4.0×14.5 卧式储罐 隔热防腐漆 4
罐
2）四氯化硅罐区
在建项目四氯化硅罐区是四氯化硅产品的临时储存处，接受来自合成精馏装置的四
氯化硅。本项目不再新增储罐。
7.2.3.3 装卸系统
汽车装卸站的任务是装车外售产品储罐的产成品。通过管道输送到唐山三孚新材料
及电子材料，或通过管道输送至罐区储存或通过管道将产品输送至运输罐车。汽车装卸
站需要装车的物料有：三氯氢硅与四氯化硅。本项目依托在建项目的装卸栈台，不再新
建。
7.3 厂区外管网
7.3.1 外管设计范围和要求
本项目工艺及热力外管输送的管线主要有硫酸、氯化氢、盐酸、蒸汽、仪表空气、
氮气、-27℃/-22℃氯化钙水溶液、7℃/12℃冷冻水、尾气等各种工艺物料管线。部分公
44
用工程管道接自在建项目外线总管三通甩头。
设计采用的规范、标准
《化工管路设计手册》 （化学工业出版社 2011 年）
《动力管道设计手册》 （机械工业出版社 2006 年）
《石油化工管架设计规范》 （SH/T3055-2017）
《工业企业设计卫生标准》 （GBZ 1-2010）
《工业企业噪声控制设计规范》 （GB/T50087-2013）
《建筑设计防火规范》 （GB50016-2014）（2018 年版）
《工业金属管道设计规范》 （GB50316-2000）（2008 年版）
《工业企业总平面设计规范》 （GB50187-2012）
《石油化工管道支吊架设计规范》 （SH3073-2016（2017 年复审）
《石油化工企业设计防火标准》 GB50160-2008（2018 年版）
7.3.2 管道敷设原则及敷设方式
（1）外管线流程力求简捷合理，满足全厂工艺及热力流程需要。工艺及热力外管
采用架空敷设。管架布置做到保护环境，节约能源，降低能耗，节约土地；与厂区内的
装置、道路、建筑物、构筑物等协调；并且满足消防要求。管线的布置应做到统筹规划，
做到安全可靠、经济合理、满足施工操作、维修等方面的要求，并力求整齐美观。
（2）热力管线热补偿优先采用自然补偿，当自然补偿器不能满足要求时设补偿器
补偿。
（3）蒸汽管线、7℃冷冻水、12℃冷冻水、氮气管线、仪表空气管线采用无缝钢管
（20＃）；-27℃/-22℃氯化钙水溶液采用低温管道用无缝钢管 16MnDG；尾气管线采用
无缝钢管（20＃）；氯化氢采用钢骨架聚乙烯管道；硫酸采用衬里无缝钢管（20#+PE）。
无缝钢管采用焊接连接；钢骨架聚乙烯管道、衬里无缝钢管采用法兰连接。
（4）架空敷设的蒸汽管线管线需保温，管线保温材料为硅酸铝保温管壳，铝合金
薄板为保护层。
（5）-27℃/-22℃氯化钙水溶液、7℃/12℃冷冻水管线需保冷，保冷材料为聚氨酯管
壳，防潮层为沥青玻璃布，铝合金薄板为保护层。
7.3.3 管廊设计的一般原则
本项目管廊全部依托在建项目管廊，无新建管廊。
45
7.4 土建
7.4.1 工程地质概况
厂址位于陡河下游低洼平原，该地区地貌属“滨海低平原”，地势平坦，地形坡度约
5/1000。地面海拔高度在 1.8~2.7m。
本地区地质构造属第四纪全部世及晚新世构成，地层基本上呈水平分布，参照唐山
碱厂工程地质勘探资料，在钻探 80m 深度内，自上而下分为十层。表层为粘土，中为亚
粘土，深层为轻亚粘土。上部的耐力为 90kPa，下卧层的耐力为 220-230kPa。
本项目所在地抗震设防烈度为 8 度，设计基本地震加速度为 0.20g，地震分组为第
一组。
7.4.2 建筑设计
7.4.2.1 建筑设计基本原则
（1）建筑设计应遵守国家现行标准、规范和规程，精心设计，确保工程安全可靠、
经济合理、技术先进、美观适用。相关标准、规范如下：
《建筑制图标准》 GB/T50104-2010；
《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版） 简称《建规》 ；
《建筑内部装修设计防火规范》GB50222-2017 简称《内规》 ；
《建筑地面设计规范》GB50037-2013；
《屋面工程技术规范》 GB 50345-2012；
《钢结构防火涂料》GB14907—2018
《石油化工钢结构防腐蚀涂料应用技术规程》SH/T 3603-2019
《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2015；
《工业建筑节能设计统一标准》GB51245-2017
（2）建筑设计应充分考虑当地的准入条件，因地制宜，积极结合当地的材料、构
件供应和施工条件，采用新技术、新材料、新结构。建筑风格力求统一协调。
（3）根据本专业要求及有关专业所提的设计条件，建筑设计在平面布置、空间处
理、结构造型、构造措施及材料选择等方面，应根据工程特点满足防火防爆、防尘洁净、
采光通风、保温隔热、抗震设防、防腐蚀、防噪声、防潮、防水、防渗等技术要求。
（4）结合生产使用要求，简化结构和构件种类以节约投资，加快施工进度。
（5）建筑设计在满足工艺流程、便于安装、检修、生产操作与管理的条件下，做
到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，使整个建筑设计平面布置紧凑、空间组
46
织合理、建筑造型简洁明快、整个厂区风格协调一致。
（6）建筑设计遵照国家颁布的现行设计规范进行。
7.4.2.2 建筑装修标准
（1）屋面
1）参考当地通常屋面做法，根据防水等级确定构造做法及防水材料。
2）低矮屋面排水优先采用外排水，对特殊建筑综合考虑屋面结构形式、气候条件、
使用特点等因素确定排水方式。
3）屋面防水等级不低于Ⅱ级。
4）屋面雨水排水区的划分，一般按 150～200m2 屋面（水平投影）设一个雨水口排
水。
5）天沟和檐沟采用钢筋混凝土结构，沟内纵向坡度为 1%。
6）钢筋混凝土屋面板，无节能要求房屋屋面做 100 厚岩棉板隔热层，有节能要求
房屋按照节能要求厚度设置保温层。
（2）墙体
1）钢筋混凝土框架结构的填充墙采用加气混凝土砌块，外墙厚不低于 250 厚，内
墙厚不低于 200 厚。
2）根据规范要求需做节能的建筑，外墙做保温并进行节能设计。
（3）楼地面
1）地面类型的选择，应根据生产特征、工艺使用要求和技术经济比较综合考虑确
定。
2）一般工业厂房、库房楼地面可采用细石混凝土楼地面。
3）对有防渗要求的地面采用防渗地面做法，根据污染程度不同，采用不同防渗做
法，防渗区域地沟防渗做法抗渗等级不低于地坪。
4）有车辆进出及有堆载的厂房地面根据荷载大小按照重载地面设计。
5）室外露天设备操作区域，设置混凝土地坪，现浇混凝土厚度不小于 100mm。
6）对于可能产生液体流动的面层，地面应按不小于 1％坡度找坡，楼面应按不小于
0.5%的坡度找坡并坡向地漏或地沟。
7）散发较空气重的可燃气体、可燃蒸汽的甲类设备构架，采用不发火花地面。并
采用绝缘材料做整体面层时，应采取防静电措施。
（4）门窗
47
1）一般工业厂房、库房及生活辅助用房门根据不同的使用要求为钢门、钢木门、
防火门、木门、铝合金卷闸门等；窗框材质要求为塑钢窗。有一定洁净度要求的辅助用
房加设纱窗。
外门采用钢门或钢木门，内门采用成品木门。
楼梯间、重要房间采用防火门，耐火等级根据建筑生产类别及防火要求。
2）以自然通风为主的厂房、库房侧窗，上部采用中悬窗、固定窗、下部采用平开
窗或推拉窗。
3）设在防火墙上的门窗，根据相应防火等级采用防火门窗，防火门向疏散方向开
启。
4）工业建筑外窗抗风压性能不小于 6 级，气密性不小于 4 级，水密性不小于 3 级,
保温性能不小于 5 级。门窗单块玻璃面积大于 1.5m2 时均采用安全玻璃，落地窗及大块
幕墙采用安全玻璃。
（5）室内外装修要求
1）工业建构筑物室内外墙面及顶棚做法均采用砂浆抹面；外墙面选用涂料墙面，
颜色采用企业建筑色。
2）所有建筑内部装修做法均应满足《建筑内部装修设计防火规范》的要求，选用
合格的建筑装修耐火材料。
（6）防火防腐
防火：建筑防火，必须遵循国家的有关规范标准，采用行之有效的防火措施，做到
促进生产、保障安全、方便使用、经济合理，建筑方案严格按照《建筑设计防火规范》
和《石油化工企业设计防火标准》进行设计。对有防火要求的钢结构建构筑物构件，按
照建筑防火等级确定构件耐火时间，防火涂料选用时，无论室内外构件均选用厚涂型防
火涂料，满足《钢结构防火涂料》GB14907—2018、《石油化工钢结构防腐蚀涂料应用技
术规程》SH/T 3603-2019 的规定。
各单体安全出口的布置满足相应规范安全出口的设置要求。
各单体中构件的燃烧性能和耐火极限应满足相应规范的要求。
所有室内装修材料的选用应满足《建筑内部装修设计防火规范》的要求。
7.4.3 结构设计
7.4.3.1 设计原则
（1）严格遵守国家和行业规范、标准，精心设计，做到安全可靠、技术先进、经
48
济合理、施工方便。
（2）积极采用新技术、新材料、因地制宜结合当地情况优先考虑采用当地材料、
构件等。
（3）地基处理根据当地的地质条件，结合上部结构要求确定安全、合理的处理方
案。
（4）对于地震区域，根据抗震设防要求，确定合理的抗震结构形式和措施。
（5）结构设计需遵循国家现行规范、标准、规程和规定，符合我国有关法律和法
规。
（6）结构设计优先采用国家现行标准图及地方图集；结构设计计量单位统一采用
我国法定计量单位。
7.4.3.2 地基基础处理
根据拟建工程特点及附近场地地勘报告《唐山三孚硅业股份有限公司 5 万吨/年三氯
氢硅项目岩土勘察报告》（工程编号：kc2014-005），拟建工程可选地基基础方案为： 1.
桩基方案，可选用第 4 层粉土层或第 6 层细砂层作为桩端持力层。桩型可选混凝土预制
桩、钻孔灌注桩，且桩端进入持力层以不小于 1.5 倍桩径为宜。桩基施工应先进行试桩，
根据试桩检测结果调整桩基设计。2.复合地基方案：可采用水泥土搅拌桩（湿法），可
以选择第③层粉质黏土、第④层粉土层作为桩端持力层。
7.4.3.3 结构方案
精馏装置拟采用钢框架结构，桩基础。
空压制氮装置拟采用钢筋混凝土结构，基础采用桩基
7.4.3.4 建筑结构设计遵循的设计标准和规范
（1）《建筑结构可靠性设计统一标准》 GB50068-2018
（2）《建筑工程抗震设防分类标准》 GB50223-2008
（3）《石油化工建（构）筑物抗震设防分类标准》 GB50453-2008
（4）《建筑抗震设计规范》 GB50011-2010（2016 年版）
（5）《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012
（6）《混凝土结构设计规范》 GB50010-2010（2015 年版）
（7）《钢结构设计标准》 GB50017-2017
（8）《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015
（9）《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2011
49
（10）《建筑地基处理技术规范》 JGJ79-2012
（11）《建筑桩基技术规范》 JGJ94-2008
（12）《岩土工程勘察规范》 GB50021-2001（2009 年修订版）
（13）《地下工程防水技术规范》 GB50108-2008
（14）《砌体结构设计规范》 GB50003-2011
（15）《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 GB50018-2002
（16）《钢结构焊接规范》 GB 50661-2011
（17）《构筑物抗震设计规范》 GB50191-2012
（18）《储罐区防火堤设计规范》 GB50351-2014
（19）《石油化工钢储罐地基与基础设计规范》 SH/T3068-2007
（20）《化工工程管架、管墩设计规范》GB 51019-2014
通用规范
（1）《工程结构通用规范》 GB55001-2021
（2）《建筑与市政工程抗震通用规范》 GB55002-2021
（3）《建筑与市政工程地基基础通用规范》 GB55003-2021
（4）《钢结构通用规范》 GB55006-2021
7.4.4 全厂建、构筑物的情况
见表 7.4-1
50
表 7.4-1 本项目建、构筑物一览表
序号 名称 生产类别 耐火等级 占地面积 m2 建筑面积 m2 层数 高度（m） 结构形式 备注
增加北侧
701 合成精馏装置 甲类 --- 500 --- 4 18.40 钢筋混凝土框架
精馏框架
100 空压制氮装置 丁类 二级 392 392 1 6.90 钢筋混凝土框架
合计 892 392
51
8 公用工程方案和辅助生产设施
8.1 公用工程方案
8.1.1 给排水
8.1.1.1 概述
1）设计依据：
（1）唐山三孚三氯氢硅扩建项目可行性研究开工报告
（2）唐山三孚三氯氢硅扩建项目项目交流会议纪要
（3）业主提供的可行性资料
（4）工艺专业提供的项目基本资料及条件
（5）设计规范：
序号 标准编号 标准名称
1 GB5749-2006 生活饮用水卫生标准
2 SH3099-2000 石油化工给水排水水质标准
3 GB31571-2015 石油化学工业污染物排放标准
4 GB/T50106-2010 给水排水制图标准
5 GB50013-2018 室外给水设计标准
6 GB50014-2006（2016 年版） 室外排水设计规范（2016 年版）
7 SH3034-2012 石油化工给水排水管道设计规范
8 SH3015-2003 石油化工给水排水系统设计规范
9 GB50265-2010 泵站设计规范
10 GB50016-2014（2018 年版） 建筑设计防火规范
11 GB50160-2008（2018 年版） 石油化工企业设计防火标准
12 GB4452-2011 室外消火栓
13 GB19156-2003 消防炮通用技术条件
14 GB50015-2019 建筑给水排水设计标准
15 GB50050-2017 工业循环冷却水处理设计规范
16 GB/T50102-2014 工业循环水冷却设计规范
17 SH3016-1990 石油化工企业循环水场设计规范
52
18 GB50747-2012 石油化工污水处理设计规范
19 中国石化建标[2006]43 号 水体污染防控紧急措施设计导则
20 SH3533-2013 石油化工给水排水管道工程施工及验收规范
21 CJJ/T29-2010 建筑排水塑料管道工程技术规程
22 S1~S3（2009 年版） 全国通用给水排水标准图集
23 HG/T21629-1999 管架标准图
24 GB50648-2011 化学工业循环冷却水系统设计规范
25 GB50974-2014 消防给水及消火栓系统技术规范
26 GB50084-2017 自动喷水灭火系统设计规范
27 GB50219-2014 水喷雾灭火系统设计规范
28 GB50483-2009 化工建设项目环境保护设计规范
29 GB8978-2002 污水综合排放标准
2）设计范围
本工程设计范围为唐山三孚三氯氢硅扩建项目区域内给排水系统设计，设计范围
包括：
（1）生产给水系统设计
（2）生产废水系统设计
（3）消防系统设计
（4）冷却循环水系统设计
3）设计原则
（1）给水系统：按分质、分压的原则进行系统的划分，并遵照节约用水的原
则做到一水多用、循环用水。
（2）排水系统：采用雨污分流制，排至现有管网。
（3）循环水水质执行《工业循环冷却水处理规范》标准；
（4）采用高效节能的系统及设备做到技术先进可靠、经济合理。
（5）严格按照国家有关设计标准、规范的规定进行设计
4）依托情况
项目供水依托三孚硅业现有供水系统，三孚硅业现有供水系统由开发区集中供水厂
53
提供，本项目建成后全厂新鲜水总用量为 2275.84m3/d，开发区集中供水厂供水量为
2300m3/d，三孚硅业现有供水系统能够满足本项目用水需求。现有供水系统供水压力为
0.20MPa，水质符合生活饮用水标准。
本项目区域内给水系统包括生产给水、循环冷却水等。合成精馏装置生产给水系统
拟从在建项目生产生活给水管网引入。
本项目区域排水所有的生活、生产污水及雨水经新建管网接入 3 万吨/年高纯四氯化
硅提纯项目已建项目原有管网，最终排入原污水处理站处理达标后统一排至园区管网。
本项目消防给水依托厂区已建临时高压消防给水系统。厂区已设置了有效容积为
1400m3 的消防水池，消防泵房配置两台消防泵，水泵 Q=180m3/h，H=110m，1 用 1 备；
消防稳压泵技术参数：Q=18m3/h，H=105m，1 用 1 备。
消防水箱：在建项目合成精馏装置屋顶水箱间设置有效容积为 12.0m3 的消防水箱，
用于提供室内消火栓前 10 分钟用水。
8.1.1.2 用水量和排水量
1 生活用水量
本项目劳动定员生活用水均在在建项目考虑，本项目不涉及生活用水量
2 生产用水量
生产用水主要是各车间生产用水、设备和地面的冲洗水、循环水和脱盐水，用水量
见表 8.1-1。
表 8.1-1 生产给水/排水统计表(单位：m3/h)
生产给水 循环给水 生产废水
序号 装置名称
正常 最大 正常 最大 正常 最大
1 合成精馏装置 0.50 1.80 1350.0 1350.0 0.40 1.44
2 冷冻站 0.20 1.00 640.0 640.0 0.16 0.80
3 氯化氢干燥 0.20 1.00 150.0 150.0 0.16 0.80
4 变压吸附 0.20 1.00 30.0 30.0 0.16 0.80
合计 1.10 4.80 2070.0 2070.0 0.88 3.84
8.1.1.3 给水工程
（1）水源及输水工程
项目供水依托三孚硅业现有供水系统，三孚硅业现有供水系统由开发区集中供水厂
54
提供，项目建成后全厂新鲜水总用量为 2275.84m3/d，开发区集中供水厂供水量为
2300m3/d，三孚硅业现有供水系统能够满足本项目用水需求。现有供水系统供水压力为
0.20MPa，水质符合生活饮用水标准。
（2）给水处理系统(包括加压泵站)
不涉及。
（3）消防水系统
本项目消防给水依托厂区已建临时高压消防给水系统。厂区已设置了有效容积为
1400m3 的消防水池，消防泵房配置两台消防泵，水泵 Q=180m3/h，H=110m，1 用 1 备；
消防稳压泵技术参数：Q=18m3/h，H=105m，1 用 1 备。
消防水箱：已建项目合成精馏装置屋顶水箱间设置有效容积为 12.0m3 的消防水箱，
用于提供室内消火栓前 10 分钟用水。
（4）循环水系统
本项目新增循环水用量约为 2000 m3/h.
本项目拟在在建项目循环水站增加一台设计处理能力 2000 m3/h 循环水塔一座，循环
水站给水温度为 32℃，回水温度 42℃。同时在现有循环水泵房内新增循环水泵一台，
Q=2000m3/h，H=35m。循环水系统供水压力 0.35MPa，回水压力 0.20~0.15MPa。系统中增
设旁滤设备 1 台，单台旁滤水量为 100m3/h，占总循环水量 5.0%。
（5）软化水（脱盐水）系统
不涉及。
（6）厂区给水管网系统
根据本项目用水特点，给水系统分为：生产给水系统、循环冷却水系统、消防给水
系统：
生产给水管网系统：系统水源为厂区原有给水管网，给水管道主干管采用枝状布置，
埋地敷设，管径为 DN200，水压 0.2MPa，选用钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管，电热
熔连接,阀门处法兰连接。
循环冷却水管网系统：循环冷却水给（回）水主管呈枝状布置，其管道循环水管道
DN≤300 采用无缝钢管，DN>300 采用焊接钢管，焊接，阀门处法兰连接。
消防给水管网系统：消防水源来自厂区原有消防水站，本项目室内外消防系统依托
在建项目厂区消防设施，满足本项目的消防要求。
8.1.1.4 排水工程
55
（1）厂区排水系统
本项目排水系统按照清污分流的原则设置，划分为：生产废水系统、雨水及消防事
故水系统。
生产废水系统：本项目生产废水系统主要收集生产污水、设备清洗间断排污水、洗
眼器排水、地面冲洗水，经重力流管道收集后排入在建项目的三废处理装置，处理合格
后加压排至厂区原有污水处理。重力排水管材选用衬塑钢管，埋地敷设，其排水检查井
应采用钢筋混凝土检查井。
雨水及消防事故水系统：本项目区域雨排水拟新建管网接入在建项目管网，最终排
入原污水处理站处理达标后统一排至园区管网，雨水管道采用连续缠绕玻璃纤维增强塑
料夹砂管
室外雨水（含初期雨水）及消防事故水由设置在道路两旁的雨水口收集，最后汇集
到雨水管网，围堰内雨水及消防事故水则通过集水坑排到到室外雨水管中。在雨水系统
末端，设置清污分流切换井，通过对该切换井的控制来实现污染的初期雨水、消防事故
水与无污染雨水的切换。
室外雨水系统通往初期雨水及消防事故水池的阀门为常开状态，通往雨水提升池的
雨水系统总阀门为常闭状态。收集初期雨水时，关闭雨水提升池进口阀门，打开事故水
池阀门，10 分钟后关闭通往初期雨水池阀门，打开通往雨水提升池的阀门，通过雨水提
升泵，让无污染雨水排至市政管网。
发生消防事故时，关闭雨水提升池阀门，打开事故水池阀门，消防事故水收集于消
防事故水池，经处理后达标排放。
本项目消防事故水池有效容积按中国石油天然气集团公司《事故状态下水体污染的
预防与控制技术要求》（Q/SY1190-2019）的规定进行计算。
消防事故水池的有效容积采用下列公式计算：
V=（Vl+V2－V3）max+ V4+V5
V—事故收集水池的有效容积（m3）
Vl—收集系统内发生事故的一个罐组或一套装置的物料量（m3）；
V2—发生事故的储藏或装置的消防水量（m3）；
V3—发生事故时可以转输到其他储存或处理设施的物料量（m3）
V4—发生事故时仍必须进入该收集系统的生产废水量（m3）；
V5—发生事故时可能进入该收集系统的降雨量（m3）；
56
V5=10×q×F
q—降雨强度（mm），按平均日降雨量计 q=qa/n；
qa—年平均降雨量（mm）；
n—年平均降雨天数；
F—必须进入事故池雨水的汇水面积（ha）。
V1=0m V2=432m V3=0 m V4=0m
V5=10X (574/68.2)X0.1415=12 m
厂区原有雨水管道在事故状态下高纯四氯化硅原有雨水经雨水提升池水泵（二级负
荷）通过液位连锁装置自动提升后，通过阀门切换排放至高纯四氯化硅污水及事故水池，
该水池有效容积 V=330m，事故水池水池设二级供电负荷的污水提升泵，通过液位连锁装
置自动运行提升事故水至三孚硅业西厂区污水处理站接收池，污水处理站设有事故水专
用接收池，有效容积 190m3。以上事故水池总有效容积能够满足本项目的事故水量容积要
求。
（2）污水处理系统
本项目依托厂区内原有污水处理站，接收经各装置界区内预处理后的生产废水及生
活污水。污水处理站规模为 600m3/d，尚有余量，可以满足本项目排水处理要求。
根据以上论述和污水出水水质要求，本项目工艺方案具体如下：
进水——一级处理——二级处理——深度处理
（3）防止事故废水外排的控制措施
若装置出现事故或消防时，污染水通过雨水管网进入厂区原有的事故池以及在建项
目事故池。工艺装置开车调试时的污染水、事故排水及循环水系统清洗预膜排污水等非
正常情况下的污染水也利用雨水管线送至各事故池。事故池内污染水再送回污水处理装
置处理，厂区原有事故水池有效容积可以满足本项目事故状态下排水要求。
8.1.2 供电
8.1.2.1 设计范围及编制依据
a.本工程电气设计包括：
（1）现有精馏装置北侧新建精馏框架用电设备的动力配电、照明、防雷防静电、接
地设计；
（2）氯化氢干燥装置、压缩机房、三氯氢硅罐区、循环水站、冷冻站等子项在现有
57
建构筑内新增用电设备，完成其动力配电、防雷、防静电接地设计，局部需完善照明设
计。
（3）完成新增 10kV 高压用电设备配电室设计。（高压配电柜业主另行委托，本设
计负责配电线缆和敷设路由）。
（4）本期项目新增设备新增配电回路，小部分用电设备的配电引自变配电站原有低
压配电柜预留回路。
b.编制依据：根据各专业提供的条件以及本项目所在地唐山市南堡经济开发区提供的有关
资料和要求、国家标准及规范编制本可行性报告。
采用的标准主要有：
《建筑设计防火规范》(2018 年版) GB50016-2014
《供配电系统设计规范》 GB50052-2009
《20kV 及以下变电所设计规范》 GB50053-2013
《低压配电设计规范》 GB50054-2011
《通用用电设备配电设计规范》 GB50055-2011
《建筑物防雷设计规范》 GB50057-2010
《并联电容器装置设计规范》 GB 50227-2017
《建筑照明设计标准》 GB50034-2013
《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》 GB51309-2018
《爆炸危险环境电力装置设计规范》 GB50058-2014
《电力工程电缆设计标准》 GB50217-2018
8.1.2.2 环境特征
本项目合成精馏装置、变压吸附装置、压缩机房、三氯氢硅罐区区域属爆炸危险环
境场所，其它属正常环境区域。
合成精馏装置、变压吸附装置、压缩机房、三氯氢硅罐区、按气体爆炸危险环境设
计，主要释放介质为三氯氢硅（防爆级别及组别 IIBT4）与氢气（防爆级别及组别 IICT1），
电气设备及灯具采用隔爆型，设备选型防爆等级不低于 dⅡCT4Gb，防护等级不低于 IP55。
其它在爆炸危险区域外的区域，按一般生产环境设计。
8.1.2.3 电力供应和资源状况
现有 1 座 10kV 变配电站，供电电压等级为 10kV。变配电站 2 回路电源，主电源引
自南堡经济开发区主变电站，电压 10kV、申请容量 11195kVA（一期已用约 4500 kVA）；
58
备用电源引自南堡经济开发区另一座变电站，电压 10kV、申请容量 1280kVA（一期已用
约 500 kVA）。总进线容量满足此次用电需求。
8.1.2.4 用电计算负荷及负荷等级
（1）负荷等级
本期项目根据工艺生产特性及规范要求，本项目工艺负荷等级属于三级用电负荷；
仪表用电电源属于一级负荷中特别重要负荷（依托原有供电电源）；消防应急疏散指示
照明（依托原有供电电源）；火灾报警系统用电负荷属一级负荷（依托原有供电电源）。
一级用电负荷由双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。
一级用电负荷中的特别重要负荷应除由上述两个电源供电外，尚应增设应急电源(UPS 或
EPS 均依托原有)。三级用电负荷对供电无特殊要求。
（2）负荷计算
本项目新增低压 380V 用电设备：安装容量约 3884kW，常用容量约 2428kW，计算
负荷约 2027kVA，其中变压吸附和循环水新增的 348kVA 用电设备接入现有变压器，其
他用电设备（1679kVA）接入本项目新增 2000kVA 变压器。
本项目新增高压 10kV 用电设备：安装容量约 2700kW，计算负荷 2191kVA。
本项目平均自然功率因数为 0.85，采用高供高补、低供低补的方式进行补偿，补偿
后 0.4kV 侧功率因数 0.95 以上，10kV 侧功率因数 0.95 以上。高压侧无功补偿依托原有。
本项目电容补偿后所有用电负荷归算到 10kV 侧总计计算容量为 3723kVA。变配电
站供电容量可满足此项目用电需求。
详见《用电负荷计算表》。
表 8.1-3 用电负荷计算表
设备容量 功 需
计 算 负 荷
序 设 备 数量 (kW) 率 要
设 备 名 称
号 编 号 (台) 备 因 系
工作 kW kvar kVA
用 数 数
氯化氢
干燥装
置
1 氯化氢压缩机 3 370 185 0.85 0.80 296.00 183.44 348.24
2 稀硫酸循环泵 2 45.00 45 0.85 0.80 36.00 22.31 42.35
3 浓硫酸计量泵 2 0.37 0.37 0.85 0.80 0.30 0.18 0.35
59
合成精
馏装置
1 回流泵 2 3.00 3 0.85 0.8 2.40 1.49 2.82
2 打料泵 2 11.00 11 0.85 0.8 8.80 5.45 10.35
TCS 脱轻Ⅰ塔釜液
3 2 3.00 3 0.85 0.80 2.40 1.49 2.82
泵
TCS 脱轻Ⅰ塔回流
4 2 37.00 37 0.85 0.8 29.60 18.34 34.82
泵
5 回收塔进料泵 2 5.50 5.5 0.85 0.80 4.40 2.73 5.18
TCS 脱重Ⅰ塔釜液
6 2 3.00 3 0.85 0.80 2.40 1.49 2.82
泵
TCS 脱轻Ⅰ塔回流
7 2 37.00 37 0.85 0.80 29.60 18.34 34.82
泵
TCS 脱轻Ⅱ塔釜液
8 2 6.60 6.60 0.85 0.85 5.61 3.48 6.60
泵
TCS 脱轻Ⅱ塔回流
9 2 45.00 45 0.85 0.80 36.00 22.31 42.35
泵
TCS 脱重Ⅱ塔釜液
10 2 3.70 3.7 0.85 0.8 2.96 1.83 3.48
泵
TCS 脱重Ⅱ塔回流
11 2 45.00 45 0.85 0.80 36.00 22.31 42.35
泵
12 脱碳塔釜液泵 2 3.00 3 0.85 0.80 2.40 1.49 2.82
13 脱碳塔回流泵 2 45.00 45 0.85 0.80 36.00 22.31 42.35
14 热水输送泵 2 7.50 7.50 0.85 0.80 6.00 3.72 7.06
15 热水泵 2 75.00 75 0.85 0.8 60.00 37.18 70.59
16 合成炉加热器 12 440 880 1 0.85 374.00 0.00 374.00
罐区
1 合成料泵 2 15.00 15 0.85 0.80 12.00 7.44 14.12
普通三氯氢硅装车
2 1 7.50 0.85 0.85 6.38 3.95 7.50
泵
多晶三氯氢硅装车
3 1 7.50 0.85 0.80 6.00 3.72 7.06
泵
单晶三氯氢硅装车
4 1 7.50 0.85 0.8 6.00 3.72 7.06
泵
公辅设
施
60
1 -27℃盐水循环泵 1 75.00 0.85 0.80 60.00 37.18 70.59
循环水
2 循环水泵 1 280.00 0.88 0.80 224.00 120.90 254.55
泵房
空压制
氮装置
1 空压机 3 480.00 0.85 0.80 384.00 237.98 451.76
小计 59 2058.2 1456 1669.2 784.8 1844.53
低压侧无功补偿 (600.0)
二期新增变压器需
1669 185 1679
带负荷
本项目新增 1 台
2000kVA 变压器
以下设备接至一期
配电柜预留回路
公辅设
施
1 冷却塔风机 1 90.00 0.85 0.80 72.00 44.62 84.71
变压吸
附装置
1 真空泵 7 280.00 0.85 0.80 224.00 138.82 263.53
小计 8 370.0 296.0 183.4 348.24
10kV 用
电设备
压缩机 往复式压缩机 1
1 1 220.00 0.88 0.80 176.00 94.99 200.00
房 （10kV）
压缩机 往复式压缩机 2
2 1 280.00 0.88 0.80 224.00 120.90 254.55
房 （10kV）
-27℃冷冻机组
3 冷冻站 4 1600.00 0.88 0.80 1280.00 690.87 1454.55
（10kV）
空压制
4 空压机（10kV） 1 600.00 0.88 0.80 480.00 259.08 545.45
氮装置
高压侧补偿容量 (800.0)
小计（10kV 高压用
7 2700.0 2160.0 365.8 2190.76
电）
61
合计（本期项目总
74 5128.2 1456 0.90 3712.7 660.7 3771.04
用电负荷）
8.1.2.5 供电电源及供电方案
（1）供电电源
该项目新增用电依托现有变配电站，在变配电站内新增 1 台 2000kVA 变压器、低压
配电柜若干，新增用电设备（其中部分用电设备接入现有变压器，其他用电设备接入本
项目新增 2000kVA 变压器）由此变压器完成配电。变压器进线电源引自变配电站内 10kV
高压配电柜（业主另行委托设计），电缆沿夹层桥架敷设。
10kV 电机的供电电源引自变配电站高压配电柜（业主另行委托设计），配电电缆沿
现有桥架敷设。
（2）微机保护系统
10kV 配电装置采用微机保护，微机保护系统的设计满足国标 GB50062-2008《电力
装置的继电保护和自动装置设计规范》及 GB/T14285-2006《继电保护和安全自动装置技
术规程》的要求。
a. 高压柜根据用途采用相应的微机综合保护器。
b.低压进线柜设置多功能计量装置。
c.低压用电设备的保护采用断路器，热继电器、马达保护器等相应的组合作为短路、
过负荷及断相等保护。
d.变压器出线
电流速断保护、作用于跳闸；
变压器突发温度作用于报警、超高温作用于跳闸；
过电流保护，作用于跳闸；
接地保护动作于信号；
三相有功电度表及电流表。装多功能表。
纵联差动保护、作用于跳闸；
e.高压电动机出线
电流速断保护、作用于跳闸；
过电流保护，作用于跳闸；
接地保护动作于信号；
62
三相有功电度表及电流表。装多功能表。
（3）动力用电的操作和保护
低压用电设备采用断路器、热继电器作为短路、过负荷及断相保护，用接触器作为
操作电器，除随机成套设备外，所有保护和控制设备均装于变电所或配电室，现场设就
地起停装置，关键用电设备在仪表控制室可进行停车及指标运行状态。
（4）本装置采用放射式供电，电缆均采用阻燃型交联聚乙烯铜芯电缆，在电缆比较
集中的地方用电缆桥架敷设，中压电缆、低压电缆及控制电缆分层敷设，或在桥架内设
分隔板。在电缆比较分散的地方采用穿钢管或埋地敷设方式。
8.1.2.6 节电措施
（1）照明灯具采用 LED 光源，工艺装置和户外照明箱内设节能光电控制装置。
（2）采用 SCB18 节能型电力变压器。
（3）为减少电力输送距离过长引起的电能损耗，根据各场所用电负荷分布情况，以
总图布置划分，以用电负荷为中心，合理布局变电所尽可能减少线路损耗。
（4）电缆规格选择考虑线路损耗和压降。
（5）为减少无功损耗，在 0.4kV 母线处，设置自动分组投切的电容器补偿装置。
（6）根据负荷特性合理选择电动机，并选用高效率电动机，根据工艺需要采用变频
器。
（7）优化设计，合理布局，降低线损。
8.1.2.7 防雷及防静电措施
（1）厂区内生产类别为甲乙类生产类别的工艺装置及其建、构筑物按第二类防雷设
计，丙类及以下生产类别的建构筑物经防雷计算后决定设防雷措施（现有建构筑物防雷
依托原有）。
（2）罐区储罐按二类防雷构筑物进行防雷设计，金属罐壁厚度大于 4mm，利用罐
体作接闪器引下，罐区设环形接地网，每个罐接地点不少于两点，两接地点之间周长不
大于 18m。在爆炸危险区域内的泵站、防火堤跨梯处设消除人体静电设施(依托原有)。
（3）采用等电位连接与保护接地措施，电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、
金属管、槽、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器接地端
等均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端子相连。
（4）低压配电系统采用 TN-S 接地系统，电源进户处做总等电位连接，电气设备正
常不带电金属部分均应可靠接地。防雷、防静电接地、工作接地、保护接地共用接地系
63
统，联合接地电阻不大于 1 欧姆。
8.1.2.8 电气设备选型原则
（1）高压开关柜选用采用金属铠装中置式开关柜，国产优质品牌真空断路器，分断能力
按 31.5kA/4s，高压负荷开关柜选用国产优质品牌。（2）低压开关柜选用国产优质品牌
抽屉结合固定分隔式柜体，内部元器件为国产优质品牌。
（3）低压综保为国内优质品牌。
（4）电容器为国产优质品牌，一、二级浪涌保护器为国内优质品牌。
（5）变频器为国产优质品牌。
（6）软启动为国产优质品牌。
（7）电抗器为国内优质品牌。
（8）UPS 为国产优质品牌。
（9）EPS 为国产优质品牌。
（10）接地选线装置为国内优质品牌。
（11）变压器国产全国产优质品牌干式变压器。
（12）电力电缆、导线、电缆桥架
中压（10kV）选用 ZR-YJV 型电力电缆。
低压选用 ZR-YJV22 或 ZR-YJV 电力电缆。
控制电缆选用 ZR-KYJV 或 ZR-KYJVP 控制电缆。
电线选用铜芯塑料绝缘导线或软电线。
（13）电缆桥架选用钢制电缆桥架。
（14）电气设备与照明灯具选型原则
爆炸危险环境的电气装置一般选用隔爆型，防爆等级不低于 IICT4 或 IIICT4；
火灾危险场所电气设备与照明灯具的防护等级为 IP55；
8.1.2.9 主要电气设备一览表
表 8.1-4 主要电气设备一览表
序号 设备名称 规格型号 单位 数量
1 干式电力变压器 SCB18-2000/10/0.4kV 套 1
64
序号 设备名称 规格型号 单位 数量
2 低压开关柜 GGD 面 10
3 操作柱 台 72
4 检修箱 台 3
5 动力箱 台 2
6 照明箱 台 2
7 电缆 批 1
8.1.3 电信
8.1.3.1 设计依据的主要规范
《石油化工企业电信设计规范》 SH/T3153-2007
《石油化工装置电信设计规范》 SH/T3028-2007
《火灾自动报警系统设计规范》 GB50116-2013
《视频安防监控系统工程设计规范》 GB50395-2007
8.1.3.2 设计范围
本工程通信系统由工业电视系统、火灾自动报警联动控制系统，各系统主机依托原
有。
8.1.3.3 工业电视系统（部分子项依托现有）
为保证产品质量，提高生产效率，实时监察关键设备运行情况和生产过程，确保人
身和设备安全，本工程在各装置主要生产部分及关键生产点设置（防爆型）工业监控摄
像机。本设计采用数字彩色摄像机和 42 寸液晶显示器，主机设置在控制室。所有摄像机
均配置不锈钢保护罩或风冷型防护罩，半固定云台、安装支架。摄像机信号在各个操作
室内监视，同时，所有信号也传送至控制室监视。为避免电磁干扰，保证监视器画面图
像稳定、清晰，配置净化稳压电源，线路传输采用交换机，线缆采用六类线或光缆，摄
像机及监视器电源均从相应操作室工业电视机配电箱引接。
8.1.3.4 火灾自动报警系统（部分子项依托现有）
本工程为集中型火灾报警系统，火灾报警控制器及联动设备等设在控制室内，各单
体火灾报警信号引至该处。系统分为火灾自动报警系统、消防联动控制系统及消防电源
监控系统。该消防系统主要设备为火灾报警控制器、（防爆）火灾探测器、（防爆）声
光报警器、（防爆）消防广播、（防爆）手动报警按钮、（防爆）消火栓报警按钮、消
65
防电话、消防电源监控设备等。
火灾自动报警系统联动设计应满足《火灾自动报警系统设计规范》的要求。
火灾自动报警系统传输线路的线芯截面选择，除应满足自动报警装置技术条件的要求外，
还应满足机械强度的要求。
火灾自动报警系统的供电线路和传输线路设置在室外时，应埋地敷设。
8.1.3.5 主要电信设备一览表
表 8.1-5 主要电信设备一览表
序号 设备名称 规格型号 单位 数量
1 工业电视系统 新增设备接入原主机系统 套 1
2 火灾报警系统 新增设备接入原主机系统 套 1
8.1.4 供热
所用蒸汽规格为 0.25MPa，全部使用外网蒸汽，不经蒸汽回收罐。
8.1.4.1 全厂热负荷，规格及依托情况
全厂工艺装置及建筑物热负荷统计见表 8.1-6。
表 8.1-6 全厂工艺装置及热负荷统计表
蒸汽压力 蒸汽温度 蒸汽需用量（t/h）
序号 车间（工段）名称 蒸汽用途 备注
（MPa） （℃） 平均 最大
1 合成精馏装置 精馏等 0.25 饱和 9
合计 0.25 饱和 9
8.1.5 空压制氮装置
8.1.5.1 仪表空气、氮气的规格和用量
本项目新建空压制氮装置，并增加压缩空气缓冲罐一台。根据本项目各装置用气的
要求，压缩空气、仪表空气、氮气经经管网输送至在建项目的仪表空气缓冲罐、氮气缓
冲罐以及本项目新增压缩空气缓冲罐，再由管道自缓冲罐输送至各用户。本项目各工序
的用气量参见表 8.1-7。
表 8.1-7 全厂氮气、仪表气、压缩空气规格和用量表
序号 项目 规格 正常量(Nm3/h) 备注
1 氮气 0.6MPaG 400
2 仪表气 0.8MPaG 500
66
8.1.5.2 设计规模
本项目氮气、仪表气来自老厂空压制氮站。
仪表空气质量如下：压力：0.8MPaG
露点：-40℃(操作压力)
温度：常温
质量：无油，无水
氮气工艺指标：压力：≥0.6MPaG；
纯度>99.5%；
氧含量<0.5%；
水含量<20ppm；
8.1.6 冷冻站
8.1.6.1 全厂用冷负荷及参数
根据本项目各工序用冷量的要求，本项目所需的-27℃氯化钙水溶液均经在建项目冷
冻站由管道输送至各用户。本项目各工序的用冷量参见表 8.1-8。
表 8.1-8 冷冻负荷表
冷媒进装置 冷媒出装置 装置需冷量
序号 项目 备注
温度(℃) 温度(℃) (kW)
1 各生产装置 -27 -22 1800
8.1.6.2 制冷系统
（1）为满足工艺用冷量，在冷冻站内利旧制冷量 586kW 的-27℃~-22℃螺杆式冷冻盐水
机组四台。单台制冷机组冷冻盐水循环量为 125m/h，冷却水循环量 150m3/h，冷却水供/
回水温差 5℃，耗电量 400kW。
（2）冷冻站的冷冻盐水管道采用无缝钢管,弯头为冲压无缝弯头。
（3）冷冻站内的冷冻盐水管线需保冷，保冷材料为聚氨酯保冷管壳，玻璃布油毡为防潮
层、铝合金薄板为保护层。
（4）螺杆式冷冻盐水机组，配套高效的管壳式热交换器，具有能效比高、运行平稳等优
点。机组设有自动能量调节及安全保护装置，操作简便，运行安全可靠。
8.1.6.3 消耗定额
67
表 8.1-9 冷冻系统消耗量表
冷却水用量 冷媒循环量 耗电量
序号 项目 备注
m /h
3
m /h
3
（kW）
1 -27/-22℃氯化钙溶液系统 600 500 1600
8.1.6.4 主要设备表
表 8.1-10 冷冻站主要设备一览表
序号 设备名称 设备参数 数量
4 台（利
1 -27/-22℃螺杆式冷冻盐水机组 制冷量：586kW 功率：400kW 10kV
旧）
8.1.7 采暖、通风和空气调节
8.1.7.1 设计采用的标准﹑规范
《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》 GB50019-2015
《化工采暖通风与空气调节设计规范》 HG/T20698-2009
《建筑设计防火规范》（2018 年版） GB50016-2014
《暖通空调制图标准》 GB/T50114-2010
《通风与空调工程施工质量验收规范》 GB50243-2016
《建筑防烟排烟系统技术标准》 GB51251-2017
《建筑机电工程抗震设计规范》 GB50981-2014
《工业企业设计卫生标准》 GBZ 1-2010
8.1.7.2 气象资料
a)冬季室外计算干球温度
冬季通风室外计算干球温度 -5.1℃
冬季空调室外计算干球温度 -11.6℃
采暖室外计算温度 -9.2℃
b)夏季室外计算干球温度
夏季通风室外计算干球温度 29.2 ℃
夏季空气调节室外计算干球温度 32.9 ℃
夏季空气调节室外计算湿球温度 26.3 ℃
c)室外计算相对湿度：
68
冬季空调室外计算相对湿度 55%
夏季通风室外计算相对湿度 63%
d)室外风速：
冬季最多风向平均 2.9m/s
冬季室外平均风速 2.2m/s
夏季室外平均风速 2.8m/s
e)最多风向及其频率：
冬季风向 风向 C WNW 频率 22% 11%
夏季风向 风向 C ESE 频率 14% 11%
f）大气压力(夏季) 1002.4hPa
g）大气压力(冬季) 1023.6hPa
8.1.7.3 暖通专业设计范围
本工程需要通风的建筑物为新建空压制氮装置。
8.1.7.4 通风
新建空压站和制氮间设置边墙排风机全面通风换气，通风换气次数≥8 次/小时。
8.2 辅助生产设施
8.2.1 维修设施
本项目机修规模及能力只考虑日常维修及保养的设计，配备必要的小型机加工及焊
接设备，承担小型零部件的维修及制造工作，所有标准零部件均外购，大、中型维修所
需非标件由外协解决（超出本加工能力的）。
厂内电修仅承担全厂电气设备的正常维护、保养和中小型修理工作，负责中小型电
气设备零部件的配套、安装、调试、校检和易损备品备件的更换，保证电气设备稳定、
安全、可靠地运转。大型电气设备的检修任务由外协解决。
厂内建修可承担设备基础，中小型建、构筑物的维护与修缮工作，大型建、构筑物
的施工和维修任务将依托具有资质的专业性建筑工程公司完成。
维修岗位原则上实行白班制，当生产系统出现紧急维修任务，由公司管理部门进行
工作班制的调整。
维修设备全部依托老厂。
8.2.2 仓库及堆场
8.2.2.1 规模及用途
69
本项目的原料及产品按形态可分为固体和液体两类，根据公司的运输条件和本项目
原料与产品运输特点，本工程采用汽车运输为主的方式，汽车运输车辆依托物流公司现
有车辆和本地区专业运输队伍。本项目原料及产品储存形式为库房及储罐两大类，库房
依托在建项目硅粉库。储罐依托在建项目三氯氢硅罐区与四氯化硅罐区，并在在建三氯
氢硅罐区中，新增一台三氯氢硅储罐。
8.2.3 中心化验室
本项目原材料、成品的检验、标准溶液配置由老厂的中心化验室完成。分析仪器的
校验及标定由委托给厂外专业公司负责。
70
9 服务性工程与生活福利设施以及厂外工程
9.1 服务性工程
本项目的建设地点位于唐山南堡经济开发区内，本项目的服务性工程和生活服务设
施依托老厂的办公楼、食堂、浴室及配套，不进行新建。
办公楼主要为企业管理者和技术人员提供必要的场所，可按照一般的企业办公场所
进行设置、布置。
浴室的规模可以满足正常生产过程中倒班工人的需求，浴室里设置了热水房、卫生
间及洗浴间，尽量让企业职工在工厂的生活方便舒适。
热水房内配蒸汽加热烧水水箱，可以保证职工随时可以用到热水；洗浴间内配备共
用洗衣机，洗漱器具等，可以让企业职工随时保证自己个人卫生整洁。
食堂内可按照标准餐厅进行设置，设置相应的食品生产区域和堂食区域，按员工数
量设置必要数量的生产器具和桌椅。
9.2 生活福利工程
本项目的生活福利工程，如医疗站等都依托社会或由南部经济开发区统筹规划建设，
本项目不进行新建。
9.3 厂外工程
本项目的厂外工程主要有厂外供水、供电、供汽等，依托南堡经济开发区设施。
71
10 节能
10.1 编制依据
本项目节能设计遵循下列国家和地方节能法律法规：
《中华人民共和国节约能源法》（2008 年 4 月 1 日起施行）
《中华人民共和国可再生能源法》（2010 年 4 月 1 日施行）
《节能减排综合性工作方案》（2007 年 5 月 23 日）
《中华人民共和国循环经济促进法》（2009 年 1 月 1 日起施行）
《中华人民共和国清洁生产促进法》（2012 年 7 月 1 日起施行）
《工业企业能源管理导则》GB/T15587-2008
《固定资产投资项目节能审查办法》（国家发改委 2016 年第 44 号令）；
《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB50264-2013
《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2015
《建筑照明设计标准》GB50034-2013
《建筑采光设计标准》GB50033-2013
《综合能耗计算通则》GB/T2589-2008
《设备及管道绝热技术通则》GB/T4272-2008
《设备及管道绝热设计导则》GB/T8175-2008
《节水型企业评价导则》GB/T7119-2018
《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015
《河北省固定资产投资项目节能审查办法》（冀政办字〔2017〕37 号）
10.2 项目用能概况
能源是所有工业建设项目乃至国民经济最重要的物质基础，对工程设计不论现在和
将来都必须贯彻国家有关节约能源和合理利用能源的政策法规。同时贯彻节能设计必须
与综合利用资源、保护生态环境、提高经济效益统筹兼顾的原则。
本项目所需能源为：
项目用水量为：全年需要用水 60000m3；
项目用电量为：全年用电量为 2379 万 kWh；
项目用 0.25MPaG 饱和蒸汽量为：全年用蒸汽 72000t。
72
主要能源品种及其折标状况见表 10.2-1。
表 10.2-1 项目消耗能源折标系数一览表
折标系数
序号 能源形式 当量值 等价值 备注
数量 单位 数量 单位
1 电力 0.1229 kgce/kWh 0.309 kgce/kWh GB/T2589-2008
0.25MPaG 饱和蒸
2 0.077 kgce/kg 0.077 kgce/kg GB/T50441-2016
汽
3 新鲜水 —— —— 0.0857 kgce/t GB/T2589-2008
10.3 能源供应状况
本项目所消耗的能源物质为新鲜水、电力、0.25MPaG 饱和蒸汽。项目能源供应状况
见 5.4 节。
10.4 项目节能分析与措施
10.4.1 全厂综合性节能技术和措施
能源是人类社会发展的重要物质基础，节约与合理利用能源，是实现国民经济可持
续发展的重要条件。本项目生产过程中会消耗大量的热能和电能，节约与合理利用能源，
既符合我国的基本国策，又是企业降低成本、增加效益的重要手段。为此，本项目在设
备选型、方案布置上力争达到高效、节能、经济，从而可使企业在今后的生产中降低成
本，增强的竞争力。
为保证项目建成投产后生产装置长周期、稳定、低耗及安全生产，工艺技术选用国
内成熟、先进、可靠的生产工艺，以期达到国内同类行业的先进水平，增强产品在国内
外市场的竞争力。所选择的设备材料经济实用、安全可靠，尽可能国产化。严格贯彻国
家关于环境保护，劳动安全的法规和要求，符合国家的技术标准。提高自动化控制水平
和机械化生产水平，优化操作指标，以保证安全、稳定、长周期生产。充分注意能源的
综合利用，降低能源消耗，降低生产成本，提高经济效益。严格控制建设投资，合理使
用资金，遵守国家和地方有关基本建设的各项政策，有效控制基建费用。产品规模和技
术方案进行多方案比较，选择最优方案，提高项目的经济效益和抗风险能力。
10.4.2 装置节能技术和措施
（1）工艺技术节能
1）合成炉工艺优化与控制
73
合成炉采用工艺优化与 DCS 控制技术，进入合成炉的各类原料及助剂采用密闭式入
料，提高了生产强度、减少污染。
2）多级旋分设备，回收利用反应过程中带出的粉尘，降低消耗，保护环境。
3）尾气介质回收，充分利用原料性质，采用变压吸附和逐级冷却，节约能耗。
4）部分装置产品精馏采用连续精馏，精馏采用热耦合技术，降低蒸汽消耗，减少介
质升温和降温过程，节约能源消耗。
（2）公用工程、辅助生产设施节能措施
1）新鲜水、循环水、冷冻水系统选用高效水泵，优化水泵运行曲线，提高水泵的运
行效率，以达到节能的目的。
2）项目按装置对各用水系统，均安装计量水表，车间用水计量率达到 100%，设备
用水计量率不低于 90%，杜绝跑、冒、滴、漏。
3）项目设计中，新鲜水不允许作为冷却水源的直流冷却方式，采用循环冷却方式，
减少新鲜水使用量。提高冷却用水装置或其他循环用水装置的效率，减少水的损失。
4）采用加药和过滤方式稳定循环用水水质，合理控制循环水的浓缩倍数。
5）纯水和循环水的排污水与生产废水分系统收集，经污水处理厂二次处理后作中水
使用。
6）逐级利用蒸汽热能，回收蒸汽凝结水，优化全厂热力系统，以达到节能的目的。
7）系统中蒸汽输送管路采用超细玻璃棉和复合硅酸盐双层保温材料，降低蒸汽在输
送过程中的热损失。
（3）设备、材料节能
1）机电设备的选型对节能降耗具有十分重要的意义。本装置中所选用的机电设备一
律不用国家已颁布淘汰的机电产品。选用技术先进，材料优良，结构合理，机械强度高，
使用寿命长的节能型机电产品。
2）选用高效流体输送泵和压缩机，优化运行曲线，提高泵和压缩机的运行效率，确
定合理的电机功率，以达到节能的目的。
3）选用传热效率高的板式换热器，提高耗能工质的利用率和换热效果。
4）本项目蒸汽管道及物料管道需根据其输送物料的特性进行保温处理，水系统管道
为了冬季防冻也需进行保温处理。管道保温采用复合硅酸盐保温管壳。
5）本项目低温系统管道进行保冷处理，为减少冷量损失，该系统保冷材料采用自熄
型聚苯乙烯管壳，管道支撑采用隔冷型节能管托。
74
（4）电气方案节能
1）根据用电性质、用电容量，选择合理供电电压和供电方式。
2）分区变配电所的位置接近用电负荷中心，减少变压级数，缩短供电半径，按经济
电流密度选择导线截面。
3）优化用电设备的工作状态，合理分配与平衡负荷，使系统用电均衡化，提高项目
负荷率。
4）合理、均衡分配变压器所带负载，使变压器负载率控制在经济、合理范围内，降
低变压器损耗，以达到节能目的
5）合理设计供电系统和电压等级，200kW 以上大功率电机使用 10kV 等级（或采用
变频启动），以减少线路损失及降低启动电流。
6）提高功率因数，全厂总功率因数补偿到 0.9 以上；功率因素补偿采用就地补偿，
以减少无功电流所带来的有功损失。
7）在保证照明质量的前提下，优先选用光效高、显色性好的光源及配光合理、安全
高效的灯具。
8）各种工作场所的照度标准值应符合《建筑照明设计标准》（GB50034-2013）的规
定。
9）充分利用天然光，建筑物的开窗面积及室内表面反射系数符合《建筑采光设计标
准》（GB50033-2013）的规定。
（5）总体布置、装置布置和管道布置方案节能
本项目蒸汽管道、热油管道及物料管道需根据其输送物料的特性进行保温处理，水
系统管道为了冬季防冻也需进行保温处理。管道保温采用复合硅酸盐保温管壳。低温系
统管道进行保冷处理，为减少冷量损失，该系统保冷材料采用自熄型聚苯乙烯管壳，管
道支撑采用隔冷型节能管托。本项目需要伴热的化工流体输送外管，设计中考虑蒸汽冷
凝水伴热或电伴热，避免冬季输送过程中出现凝固现象。
（6）采暖通风方案节能
空调送、回风管道、冷凝水管道需要保温，保温采用超细玻璃棉保温材料，减少热
（冷）量损失，节约能源。
冷冻站内冷冻水管线、管线采用聚氨酯保冷管壳保冷，减少冷损失,根据各系统用冷
负荷变化调节制冷机的负荷,节约能源。
（7）建筑方案节能
75
单体设计时，朝向应有利于冬季日照和夏季自然通风，朝向采用南北或接近南北，
主要房间避开采暖期主要风向和夏季最大日射朝向（西向）。
建筑的体型系数应小于等于 0.40，当不能满足时，需进行权衡判断，最终达到维护
结构的总体热工性能符合节能要求。维护结构的热工性能应符合《工业建筑节能设计统
一标准》的要求。
建筑的外门设门斗或其他减少冷风渗透到有效措施，建筑外窗采用节能窗，气密性
不小于 4 级，窗可开启面积不应小于窗面积的 30%。
外墙首选外保温体系，墙主体结构部件及出挑构件、附墙部件、窗口外侧四周墙面
需进行详细构造设计，隔断热桥。门、窗框与墙体之间的缝隙，应采用软质保温材料封
堵，不得采用普通水泥砂浆补缝。
工程具体设计时，屋面采用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS），墙面采用岩棉保温板。
以上保温材料的厚度根据节能要求计算确定。
（8）其他节能措施
①建立能源计量管理体系，形成书面文件，并保持改进其有效性。
②建立、保持和使用文件化的程序规范能源计量人员行为、能源计量器具管理和能
源计量数据的采集、处理和汇兑。
③设专人负责能源计量器具的管理，负责能源器具的配备、使用、检定、维修、报
废等管理工作。
④设专人负责主要用能单元和主要用能设备能源计量器具的管理。
⑤能源计量管理人员应通过相关部门的培训考核，持证上岗用能单位应建立和保存
能源计量管理人员和技术档案。
⑥能源计量器具检定、校准和维修人员，应具有相应的资质。
10.5 项目能耗指标
唐山三孚硅业股份有限公司 7.22 万吨/年三氯氢硅扩建项目购买能源参见表 10.5-l。
76
表 10.5-1 实物消耗量及综合能耗量表
能耗 耗能 折算能耗
序号 年耗量 折标系数 备注
项目 单位 （tce）
1 新鲜水 万t 6 0.0857kgce/t 5.14 等价值
0.1229kgce/kWh 2923.79 当量值
2 电力 万 kWh 2379
0.309kgce/kWh 7351 等价值
0.25MPa 饱
3 万t 7.2 0.077tce/t 2002 当量值=等价值
和蒸汽
4930.93 当量值
4 小计
9358.14 等价值
项目万元产值=项目综合能耗（等价值）/项目营业收入=9358.14/102985.09=0.0909tce/
万元。
项目工业增加值=工业总产值+本年应交增值税-工业中间投入
=102985.09+8364.32-38223.31=73126.1 万元。
项目的工业万元增加值能耗=项目综合能耗（等价值）/项目工业增加值
=9358.14tce÷73126.1 万元=0.128ce/万元。
单位产品能耗=项目综合能耗（等价值）/产品年产值=9358.14tce÷72200 吨=0.130tce/
吨。
10.6 能耗分析
根据 10.5 节项目能耗指标分析项目能耗构成，项目能耗构成分析以等价值为基准，
分析如下：
表 10.6-1 项目能耗分析表
能耗 耗能 折算能耗
序号 年耗量 占比（%）
项目 单位 （tce）
1 新鲜水 万t 6 5.14 0.05
2 电力 万 kWh 2379 7351 78.55
0.25MPa 饱和
3 万t 7.2 2002 21.4
蒸汽
合计 9358.14 100.00
本项目消耗最多的能源物质为电力，其次为蒸汽。因而在项目设计以及设备选型过
程中，需要重视对节约电力、节约蒸汽的措施的设计和采用，从而降低项目整体能耗，
节约能源，提高经济效益。
77
10.7 能源计量和管理
10.7.1 能源计量仪表配置
本项目生产过程的能源计量系统由煤炭、电力和水等组成，其中原煤消耗量最大。
企业应根据能源计量器具管理系统要求，制定生产工序和产品能耗定额有依据，考核用
能状况有标准，为制订节能的操作制度创造条件，同时为合理开展节能技术改造提供可
靠依据，有利于采用新技术，提高监测、控制水平。
能源计量器具配置按照《用能单位能源计量器具配备和管理通则》（GB17167-2006）
的要求，配备能源计量器具。叙述项目能源计量仪表配置原则、能源计量配置情况。
10.7.2 能源管理
（1）建立能源计量管理体系，形成书面文件，并保持改进其有效性。
（2）建立、保持和使用文件化的程序规范能源计量人员行为、能源计量器具管理和
能源计量数据的采集、处理和汇兑。
（3）设专人负责能源计量器具的管理，负责能源器具的配备、使用、检定、维修、
报废等管理工作。
（4）设专人负责主要用能单元和主要用能设备能源计量器具的管理。
（5）能源计量管理人员应通过相关部门的培训考核，持证上岗用能单位应建立和保
存能源计量管理人员和技术档案。
（6）能源计量器具检定、校准和维修人员，应具有相应的资质。
78
11 节水
11.1 编制依据
《中华人民共和国节约能源法（修正）》（2008 年 4 月 1 日）；
《中华人民共和国计量法》（2018 年 10 月 26 日修订）；
《国务院关于加强节能工作的决定》（国发〔2006〕28 号）；
《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》（国发[2007]15 号）；
《能源计量监督管理办法》（2010 年 11 月 1 日）；
《综合能耗计算通则》（GB/T2589-2008）；
《工业企业能源管理导则》（GB/T15587-2008)；
《单位产品能源消耗限额编制通则》（GB/T12723-2013）；
11.2 项目用水概况
项目各工段用水具体情况详见 8.1.1 给水排水。
11.3 水资源供应状况
项目供水依托三孚硅业现有供水系统，三孚硅业现有供水系统由开发区集中供水厂
提供，项目建成后全厂新鲜水总用量为 2275.84m3/d，开发区集中供水厂供水量约为
2300m3/d，三孚硅业现有供水系统能够满足本项目用水需求。现有供水系统供水压力为
0.20MPa，水质符合生活饮用水标准。
11.4 项目节水技术应用与措施
为了降低新鲜水消耗量，本项目中采用了节水性的工艺和设备，提高水资源利用率，
降低水资源无效消耗，具体措施如下：
（1）生产设备尽量采用低耗水设备或不耗水设备。
（2）所选管材、设备、阀门要安全可靠质量高，避免管道漏损，造成水的浪费。
（3）对工艺各工段蒸汽冷凝液加以回收利用，减少了冷却水的用量。
（4）采用先进的循环冷却水水质稳定处理技术，冷却塔装设高效率除水器，降低风
吹损失水量，同时提高循环冷却水的浓缩倍数，这样可以减少补充水量，节约新鲜水，
这也是降低循环冷却水综合能耗的有效措施。
（5）为确保循环冷却水系统的稳定，任何生产装置和辅助生产装置不得随意排泄循
环水，减少循环水和水质稳定药剂的损失。
（6）对厂区的排水经污水处理站处理后进行回用，作为循环水的补充水，从而减少
79
了一次水用量。
（7）加强对生活用水的管理，做到用水有计量，对卫生间等场所采用节水型龙头和
器具。
11.5 水耗分析
本项目建设节水是工艺路线选择中一个十分重要的因素。在设计过程中，根据各工
艺系统对水量和水质的要求，合理安排全厂用水、排水，建立合理的水量平衡系统，做
到一水多用，废水回用，减少全厂耗水量。主要的节水措施如下：
（1）生产装置采用先进的工艺路线，其冷却循环水的消耗定额较少，使单位产品的
水耗下降达国内外较为先进水平。
（2）循环水站、脱盐水站、工艺装置产生的盐水和废水，在装置间进行多次循环使
用，再经废水处理达标后又返回系统重复使用，其中耗水量最大的合成精馏装置的生产
上水量用大量的其他装置的可利用废水代替，从而使本项目的废水利用率大大提高，做
到生产后基本无废水外排。
当然，技术选择对节水有十分重要的影响，但实际节约用水的关键还在于管理。今
后不仅在工程设计中将设置控制用水的仪表，加强节水管理，制定各种节约用水的规章
制度，更重要的是要树立节约用水的观念，人人重视节约用水，自觉节约用水。
11.6 用水计量和管理
所有用水器具都应选用节水型产品，严格控制各用水点的水压和水量安装计量仪表，
以免管网跑、冒、滴、漏和流速过大或静压过高而造成水资源浪费。
对接园区供水主管的取水量、各生产环节新水用量、循环补充水量以及生活用水均
安装水量计量装置，做到随时监控。生产和生活、厂内和厂外的用水分别计量；生产车
间和辅助生产及厂前区各单体均设置用水计量器具。
80
12 消防
12.1 编制依据
《石油化工企业设计防火标准》GB50160-2008（2018 版）
《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018 版）
《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014
《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017
《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005
《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013
《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》GB51309-2018
《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058-2014
12.2 消防环境现状和依托条件
厂区消防设计采用消防给水灭火系统及灭火器联合灭火方式。本项目厂区内设有消
防泵房、消防水池，厂区外部消防依托南堡经济开发区消防大队。
南堡经济开发区消防大队距离厂区 1km，现有大型消防车 5 辆，消防队员 47 人，发
生火灾后可在 10 分钟内到达本厂区。
12.3 工程的火灾危险性类别
12.3.1 项目原料、中间产品、产品危险物特性
本项目生产过程中的危险化学品主要包括三氯氢硅、四氯化硅、氯化氢、浓硫酸等，
各物料的危害特性如下。
1）三氯氢硅：无色透明液体。在空气中容易自身燃烧,有引发火灾的危险。会引起皮
肤烧伤，有严重损害眼睛的危险。对呼吸道有刺激作用。
2）四氯化硅：无色或淡黄色冒烟的液体。受热或遇水分解放热，放出有毒的腐蚀性
烟气。对眼睛及上呼吸道有强烈刺激作用。高浓度可引起角膜混浊，呼吸道炎症，甚至
肺水肿。皮肤接触后可引起组织坏死。
3）氯化氢：无色有刺激性气味的气体。具有强腐蚀性。能与一些活性金属粉末发生
反应，放出氢气。对眼睛和呼吸道粘膜有强烈的刺激性。
4）浓硫酸：纯品为无色透明油状液体,无臭。遇水大量放热，可发生沸溅。具有腐蚀
性。对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用。
5）盐酸：无色或微黄色发烟液体，有刺鼻的酸味。能与一些活性金属粉末发生反应，
81
放出氢气。遇氰化物能产生剧毒的氰化氢气体。与碱发生中和反应，并放出大量的热。
具有较强的腐蚀性。
12.3.2 主要建筑物及火灾危险性分类
项目主要建筑物及火灾危险性分类见表 12.3-1。
表 12.3-1 本项目各单项的火灾危险性类别
占地面 建筑面 总高
序 火灾危险性类 层 耐火等
单项名称 积 积 度 备注
号 别 数 级
m2 m2 m
701 合成精馏装置 甲类 500 4 18.40 二级 构筑物
100 空压制氮装置 丁类 392 392 1 6.90 二级 建筑物
合计 892 392
12.4 采用的防火措施及配置的消防系统
12.4.1 各专业防火措施
（1）工艺过程
1）生产装置区
生产火灾危险性分类：甲类。
主要易燃、易爆危险物料：三氯氢硅、氢气。
防范措施：工艺操作采用 DCS 系统，联锁控制；在厂房内设可燃气体报警器，所有
设备及管道静电接地处理，厂房内设计良好的通风设施。
2）罐区
生产火灾危险性分类：甲类、戊类。
主要易燃、易爆危险物料：三氯氢硅。
防范措施：设置防火堤、储罐设置高低液面报警和联锁进料、设置防静电接地。
（2）总图
1）总平面布置
本项目拟建场地位于唐山市曹妃甸区南堡经济开发区唐山三孚硅业有限公司内。
本项目布置在该公司征用地内预留空地上。本项目北侧是唐山三孚电子电子材料有
限公司；南侧是兴达道；东南侧是唐山三友兴达化纤股份有限公司污水处理站，西侧是
排洪渠，排洪渠以西是希望路。
本次总图专业设计范围如下：
82
合成精馏装置、空压制氮装置。
2）竖向布置
本项目建设场地平坦，根据场地自然标高，总体采用平坡式设计。雨水由建筑物四
周坡向道路，经道路雨水口收集，建场地排水坡度为 2‰~5‰
3）安全间距
本项目建构筑物与厂区内外建、构筑物之间防火间距满足《石油化工企业设计防火
规范》GB50160-2008（2018 年版）、《建筑设计防火规范》GB500160-2014（2018 年版）
等规范的要求。
4）消防通道
本项目环形消防通道均利用厂区原有设计，路宽不小于 6 米，道路净高不小于 5 米。
5）厂区疏散出口
本项目人流入口与物流入口均利用原有出入口，方便运输和管理。
以上具体位置详见总平面布置图。
（3）建筑
本项目共有建、构筑物 3 个。
1）防爆措施：对于有爆炸危险甲乙类厂房及库房一般采用开敞式，若封闭则考虑
采用轻质屋顶、轻质墙体、泄爆门窗泄压，泄压面积按《建筑设计防火规范》GB50016-2014
（2018 年版））第 3.6.4 条的相关计算公式确定。轻质墙体、轻质屋面板的单位质量不超
过 60kg/m2，地面采用不发生火花面层，门窗玻璃采用安全玻璃等在爆炸时不产生尖锐碎
片的材料。
2）防火分区、安全疏散：项目中各建筑物的防火分区、安全疏散距离、安全出口数
目等均符合《建筑设计防火规范》（GB50016-2014（2018 年版））3.3.1、3.3.2、3.7、3.8
等条款的有关要求。
3）建筑内装修：本项目所有车间地面采用混凝土地面；库房地面根据载荷情况考虑
重载地面。顶棚采用混合砂浆顶棚。内墙面采用混合砂浆墙面。燃烧性能等级均为 A 级，
满足《建筑内部装修设计防火规范》的要求。
（4）电气防火措施
1）本期项目根据工艺生产特性及规范要求，本项目工艺负荷等级属于三级用电负荷；
仪表用电电源属于一级负荷中特别重要负荷（依托原有供电电源）；消防应急疏散指示
照明（依托原有供电电源）；火灾报警系统用电负荷属一级负荷（依托原有供电电源）。
83
一级用电负荷由双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。
一级用电负荷中的特别重要负荷应除由上述两个电源供电外，尚应增设应急电源(UPS 或
EPS 依托原有)。三级用电负荷对供电无特殊要求。
2）现有精馏装置北侧新建精馏框架防雷按二类防雷设防；其它子项建筑物防雷设施
依托原有。380V 系统采用 TN-S 接地系统。接地系统由工作接地、保护接地、防静电接
地、防雷保护接地组成，且共用一个接地系统，接地电阻不大于 1Ω。
对于露天布置的储罐、容器等金属设备当顶板厚度大于 4mm 时可不设避雷针保护，
但必须与地下接地装置相连。其与接地装置干线不应少于两处连接。满足《建筑物防雷
设计规范 GB50057-2010》的要求。
供配电系统的电源端及配电线路末端均装设电涌保护器。电源进线处根据《建筑物
防雷设计规范》 设一级浪涌保护器。
装置中所有电气设备金属外壳，盘、柜，电气设备金属支架，桥架均与接地系统可
靠连接。
设计区域内所有工艺生产设备管道及可能产生静电危害的金属设备及管道均做防静
电保护接地，不良导体间（如管道法兰连接处等）用金属导线跨接，跨接导线截面大于
6mm2。
凡生产，储运过程中会产生静电积累的管道、容器、储罐和加工设备均设防静电接
地。甲类厂房、甲类库及甲类罐区入口或爬梯处设人体静电消除装置，卸车区设槽车静
电控制仪。
室外接地装置本工程依托原有。
3）本项目为集中型火灾报警系统，新增火灾报警设备依托原有火灾自动报警系统。
该系统分为火灾自动报警系统、消防联动控制系统及消防电源监控系统。该消防系
统主要设备为火灾报警控制器、火灾探测器、声光报警器、消防广播、手动报警按钮、
消火栓报警按钮、消防电话、消防电源监控设备等。所有火灾报警信号及消防联动信号
均传至原消防控制室。
12.4.2 消防系统
12.4.2.1 水消防系统
本项目消防给水系统为临时高压消防给水系统（FW）。
（1）室内外消防用水总量的计算及依据。
（1）室内外消防用水总量的计算及依据。
84
本项目消防最不利点为合成精馏装置，其消防水量为 40L/s，火灾延续时间为 3h，
一次消防水量 432 立方米。
（2）原有消防水源及消防泵房
1）系统控制
临时高压消防给水系统平时由消防稳压泵维持管网压力，发生火灾时由压力降信号
自动启动消防水泵加压供水，同时，消防水泵可在高位消防水箱流量开关动作时启动，
也可人工强制启动。
2）消防泵房
消防水泵、增压稳压装置等均放置于原有消防泵房，泵房为地上式。泵房耐火等级
二级，单层，泵房内设置消防水泵，一开一备，消防水泵流量 Q= 50L/s，扬程 H=0.50MPa，
并设有消防稳压泵，消防水泵配有双电源。依据甲方提供的条件及本项目的设计要求，
厂区原有消防水池有效容积为 800m3,且要求原有消防给水系统供至本项目界区处的室外
消防系统的供水压力不得低于 0.40MPa。
（3）室内外消火栓、消防水炮、灭火器等的配置情况。
1）室、内外消火栓及管网设置：
室内消火栓系统：在建筑物内设置室内消火栓，室内消火栓布置间距保证有 2 支水
枪的充实水柱同时到达同一防火分区的任何部位。室内消火栓选用减压稳压单出口型,消
火栓箱选用薄型单栓室内消火栓箱或带灭火器组合式消防柜，箱（柜）内配置 25m 长 DN65
衬胶水带和 19mm 直流-水雾水枪；消火栓栓口距该层地面为 1.1m。室内消防管道为镀锌
钢管，卡箍或法兰连接。
室外消防管网为环状布置，管网管径 DN200，采用阀门分成若干独立段，每段室外
消火栓数量不超过 5 个。
2）灭火器配置
为了扑灭初起火灾和小型火灾，本项目各单体按照《建筑灭火器配置设计规范》
(GB50140-2005)相关要求设置手提式灭火器、推车式灭火器等，手提式灭火器放置于专
用灭火器箱或落地式消防柜内，灭火器箱放置于地面，灭火器放置位置不影响通行。
对建筑物内备用的消防器材设施由专人负责，平时各单位对消防、急救器材、设施、
工具、物品必须由专人负责保管、维护、检验、更换等，做到常备不懈，齐全好用。
12.4.2.2 消防排水
本项目消防排水由设置在道路两旁的雨水口收集到雨水管网，围堰内污染雨水及消
85
防事故水则通过集水坑排到到室外雨水管排入厂区原有雨水管网，原有雨水管网设置 2
个清污分流切换阀门（井），雨水总排口阀门、事故水池阀门。通往初期雨水及消防事
故水池的阀门为常开状态，通往厂区外道路上的雨水系统总阀门为常闭状态。收集消防
排水时，关闭雨水总排口阀门，打开事故水池阀门，将消防事故水收集于事故水池，经
处理后达标排放。
12.5 消防设施费用及比例
消防设施总投资费用为 70 万元，占建设投资的 1%。
86
13 环境保护
13.1 项目所在地区环境质量现状
项目所在开发区地处环渤海地区中心地带，北依燕山，南临渤海，位于唐山市南部，
距市区 45km，天津 80km，北京 200km。开发区交通发达，通讯方便，各类设施齐全，
周边有天津新港、秦皇岛港、唐山港和曹妃甸港，环渤海公路和将要建设的环渤海铁路
都从本区通过，有正在修建的直达唐山连接京唐的快速路，有直达天津的铁路，有功能
完备的水、电、气、讯、污水处理等配套设施。
该地区地貌属“滨海低平原”，地势平坦，地形坡度约 5/1000。地面海拔高度在
1.8~2.7m。抗震设防烈度为 8 度，设计基本地震加速度为 0.20g，设计地震分组第一组。
场地类型：Ⅳ类。
本地区地质构造属第四纪全部世及晚新世构成，地层基本上呈水平分布，参照唐山
碱厂工程地质勘探资料，在钻探 80m 深度内，自上而下分为十层。表层为粘土，中为亚
粘土，深层为轻亚粘土。上部的耐力为 90kPa，下卧层的耐力为 220-230kPa。
水文地质属滨海冲洪积、海湖积平原水文地质区。地下含水层主要由冲洪积、海积
和湖积等沉积作用形成的中砂、中细砂层构成。地下水分布较广，一般为低矿化度
（0.4-0.6g/L）饮水，水温 19.5-25℃，目前水位 16-20m，据水利局 1975-1988 年统计，
水位年降速 1.1m，地下水不能作为城市工厂用水主要水源。主要河流有沙河、双龙河及
陡河。
根据国家地震局地质大队 1976 年 11 月编印的《京津唐地区地震烈度区划图》，该
地区为七度和八度交界区，1976 年唐山发生大地震，沿河道出现喷砂冒水现象和土壤液
化现象。
本项目拟建场地位于唐山市南堡开发区境内。唐山市南堡开发区是经省政府批准成
立的省级开发区。开发区规划控制面积 381 平方公里，城区建设面积 20 平方公里，已建
城区面积为 11 平方公里，还有 9 平方公里的面积有待开发。全区现有 5 万人口，城区人
口规划在 15 万-20 万。已有相应的商业服务网点、文化、邮政、银行、教育、医疗、交
通和农业，已形成初具规模的城镇格局。区内现有购物商场多个，农贸、集贸市场各一
个，“二甲”医院两座，中小学校 4 所，体育场 3 个，全区社会服务设施完善。充分利用
社会的基础设施和地方工业的协作条件，不但可以方便职工生活，节约建设投资，加快
建设进度，同时也可促进地方经济的发展。
开发区内现有年产 200 万吨纯碱的唐山化工股份有限公司、年产 40 万吨烧碱及 50
87
万吨聚氯乙烯树脂的唐山氯碱有限责任公司、年产 200 万吨原盐的南堡盐场、年运输量
30 万吨原油的冀东油田储运站及南堡化工厂、塑编厂等一大批大中小型企业。现有综合
机电仪维修公司三个，具备大中小机、电、仪的维修能力；并有热电厂两座、110KV 变
电站二座，区内输电线路完善。目前，开发区有年供水能力 1500 万吨的“引陡入堡”管线
一条、供水能力 1500 万吨/年。
唐山南堡经济技术开发区远离居民区，周边无水源保护区、名胜古迹游览区、自然
保护区等，符合相关发展规划要求。本项目位于唐山南堡经济技术开发区内，符合当地
政府的整体规划。本项目厂址方案可行，符合开发区总体规划，满足各项法律法规及当
地政府部门的专项要求；厂址所在场地地基稳定，适宜建设；有利于原料及动力供应，
节省成本，降低投资；本项目的建设不会造成当地植被破坏、山体失稳及大面积水土流
失等环境地质问题。厂址所在规划工业区，依托工业区基础生活建设、且离城市比较近，
有利于人员工作及生活。
根据现状调查，项目所在区域内 SO2、NO2 均浓度均无超标现象，均达到《环境空
气质量标准》(GB3095-2012)二级标准，且占标率较低；H2S、HCl、甲醇、二甲苯小时
平均浓度满足《工业企业设计卫生标准》（GBZ 1-2010）居住区大气有害物质的最高允
许浓度。
浅层地下水各评价因子除 pH 值和氨氮、高锰酸盐指数的标准指数小于 1，满足《地
下水质量标准》（GB/T 14848-2017）Ⅲ类标准外，溶解性总固体、总硬度、硫酸盐、氯
化物的标准指数均大于 1，水质不能满足标准要求。其超标原因是由于南堡经济开发区地
处唐山南部沿海，其原生地质为河流冲积及海湖积而形成，导致该区域地下水矿化度和
硬度相对较高。深层地下水监测点各项监测因子标准指数为均小于 1，满足《地下水质量
标准》(GB/T 14848-2017)中Ⅲ类标准的要求。监测结果表明，该区域深层地下水质量较
好。
区域昼间、夜间噪声监测值均小于《声环境质量标准》（GB3096－2008）3 类标准
限值，均达标，区域的声环境质量现状较好。
13.2 执行的有关环境保护法律、法规和标准
13.2.1 法律法规
（1）《中华人民共和国环境保护法》，2014 年 4 月 24 日第十二届全国人民代表大
会常务委员会第八次会议修订；
（2）《中华人民共和国环境影响评价法》，2003.9.1（根据 2018 年 12 月 29 日第十
88
三届全国人民代表大会常务委员会第七次会议修订）；
（3）《中华人民共和国大气污染防治法》，1988.6.1（根据 2018 年 10 月 26 日第十
三届全国人民代表大会常务委员会第六次会议修订）；
（4）《中华人民共和国水污染防治法》，2008.6.1（根据 2017 年 6 月 27 日第十二
届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议《关于修改〈中华人民共和国水污染防
治法〉的决定》第二次修正）；
（5）《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，1996.4.1（2020 年 4 月 29 日，
中华人民共和国第十三届全国人民代表大会常务委员会第十七次会议修订）；
（6）《中华人民共和国环境噪声污染防治法》，1997.3.1（根据 2018 年 12 月 29 日
第十三届全国人民代表大会常务委员会第七次会议修订）；
（7）《产业结构调整指导目录(2019 年版)》，国家发展和改革委员会第 29 号令，
2020.1.1 实施；
（8）《河北省环境保护条例》，河北省第十届人民代表大会常务委员会第十四次会
议 2005.3.25；
（9）《关于印发河北省大气污染防治行动计划实施方案的通知》，中共河北省委河
北省人民政府，2013.9.6；
（10）《河北省大气污染防治条例》，河北省第十二届人民代表大会第四次会议
2016.3.1
（11）《河北省固体废物污染环境防治条例》，河北省第十二届人民代表大会常务
委员会常务委员会第十四次会议 2015.6.1
（12）《河北省水污染防治条例》，河北省第十三届人民代表大会常务委员会第三
次会议，2018 年 5 月 31 日修订，2018 年 9 月 1 日实施
13.2.2 环境功能区划
大气环境：执行《环境空气质量标准》（GB3095-2012）二级标准；
地表水环境：黑沿子排干要求达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类
水质标准；
区域地下水执行《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）Ⅲ类标准。
声环境执行《声环境质量标准》（GB3096-2008）3 类标准。
《唐山市环境功能区划》并没有对曹妃甸湿地的环境功能进行划分，根据相应环境
质量标准适用范围，曹妃甸湿地和鸟类自然保护区的环境空气执行《环境空气质量标准》
89
（GB3095-2012）一级标准。
13.2.3 环境标准及污染物排放标准
（1）环境空气：常规因子执行《环境空气质量标准》（GB3095-2012）二级标准；
氯化氢、甲醇、二甲苯、硫化氢浓度参照执行《工业企业设计卫生标准》（GBZ 1-2010）
居住区最高容许浓度；非甲烷总烃执行《环境空气质量非甲烷总烃限值》
（DB13/1577—2012）二级标准。
（2）声环境：执行《声环境质量标准》（GB3096-2008）中的 3 类标准；
（3）地下水：执行《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）中的Ⅲ类标准；
（4）废水：《无机化学工业污染物排放标准》 GB31573-2015；
《污水综合排放标准》 GB8978-1996；
《污水排入城镇下水道水质标准》GB/T 31962-2015;
（5）废气：《无机化学工业污染物排放标准》 GB31573-2015
13.3 主要污染源及主要污染物
13.3.1 废水
合成精馏装置的生产废水、循环水排污、生活废水等，间歇排放，引向污水生化处
理池，经处理后达标排放。
废水排放状况见表 13.3-1 及 13.3-2。
表 13.3-1 废水排放一览表
序 处理方法及
车间名称 排放源 废水名称 排放量，t/h 污染物名称及浓度
号 排放去向
经过 “中和+
源头成分，处理之前成分： 沉淀+压滤”工
洗眼器、地 艺进行处理，达
1 生产区域 生产废水 12.08 酸性水、氯化物
面冲洗 标后排入城市排
水管网，送入园
区污水处理厂
循环冷却水 经老厂雨水池送
3 公用工程 清净废水 10 只含循环水药剂的清净下水
排水 开发区污水管网
借用东厂区原有
管网；达标后排
4 生活污水 卫生清理 生活废水 0.934
放至开发区污水
管网
90
表 13.3-2 废水排放浓度及标准限值
序 检测结果(平
检测项目 单位 标准限值
号 均值）
1 pH 值 无量纲 7.34 6-9
2 氨氮 mg/L 0.598 40
3 化学需氧量 mg/L 44 200
4 悬浮物 mg/L 13 100
5 总氮 mg/L 6.12 60
五日生化需
6 mg/L 10.4 300
氧量
7 动植物油 mg/L 1.64 100
8 氯化物 mg/L 205 500
13.3.2 废气
（1）正常开车时，硅粉卸料、提升、干燥过程中的含尘废气经袋式除尘后，经排气
筒排放的尾气。
废气排放状况见表 13.3-2。废气排放状况见表 13.3-2。
表 13.3-2 废气排放一览表
废 排 排放物
排 排放限
序 装置 气 放 排放量 污染物名称及浓度 排气筒高度 浓度 处理方
放 值 排放去向
号 名称 名 规 (Nm /h)
3
(mg/Nm )
3
(m) mg/m 3
法
源 mg/m 3
称 律
风机最大 含尘废
硅粉卸 风量 气经袋
粉尘 三废风机
合 成 精 料、提 含尘废 3000 式除尘
1 间歇 15 6.3 10 出口至大
馏装置 升、干 气 后，经排
气
燥 气筒排
放
13.3.3 固体废物
（1）合成炉反应后的废渣、袋式除尘器过滤掉的硅渣；
（2）动态设备更换的润滑油；
（3）盐泥；
固体废物排放状况见表 13.3-3。
91
表 13.3-3 固体废物排放一览表
固体废
排放 排放量 固体废物类 处理方法及排放
序号 装置名称 排放源 物 固体废物组成
规律 (t/a) 别 去向
名称
合成炉、 合成炉反应后的硅渣、
水洗中和、压滤后
1 合成系统 袋式过 硅渣 间歇 1484.5 袋式除尘器过滤掉的硅 一般固废
外售
滤器 渣
压缩机、
透平机 有资质单位回收
2 动态设备 废油 间歇 1.44 动态设备更换的润滑油 危废
等动态 处置
设备
3 盐泥 10.08 盐泥 一般固废 填埋
13.3.4 噪声
本工程连续噪声的来源主要为压缩机、风机、泵等。
噪声产生状况见表 13.3-4。
表 13.3-4 噪声排放一览表
降噪后
减(防)
序号 装置名称 噪声源 数量 噪声值
噪措施
dB(A)
加料泵
塔釜过料泵
出料泵 65
1 主厂房 -- 厂房减振基础
真空泵
尾气压缩机
酸水泵
13.4 环境保护治理措施及方案
13.4.1 废水治理
（1）本项目排水系统实行清污分流，高浓度废水先进行高浓度的预处理，然后与低
浓度废水合并生化，以减轻生化负荷，确保处理出水达标。利用混凝沉淀等辅助办法降
低废水的色度、COD、SS 等。厂内污水处理站处理达到标准后排入园区排水管网，清净
下水经厂区清净下水管线排入园区排水管网。
（2）本项目的生活污水、地面冲洗水经厂区污水收集渠道收集汇入污水处理站，厂
区初期雨水经事故应急池收集后汇入污水处理站，污水渠道都经过水泥硬化，具有很好
92
的防渗能力；厂区设置了事故应急池，发生事故时，污水会流入地势低处的事故应急池，
事故解决后，事故应急池中的废水应排入污水处理站处理达标排放，不可直接外排。
（3）为贯彻一水多用和重复利用的原则，减少废水排放量。
13.4.2 废气治理
硅粉输送在卸料过程会产生含尘废气，硅粉干燥器也会产生含尘废气，经配置的袋
式除尘器净化处理后，由排气筒排放。
精馏不凝气：产品精馏冷凝过程中产生不凝气，主要成份为氯化氢和氮气，微量氯
硅烷。精馏不凝气送尾气淋洗装置处理，淋洗塔主要处理不凝气中的氯化氢，微量氯硅
烷与水发生中和反应，生成 H2SiO3 及 HCl，HCl 经 Ca(OH)2 碱洗处理后达标排放。
合成不凝气：主要成份为氯化氢和氯硅烷，送变压吸附装置，该装置采用分子筛吸
附原理，由干式真空泵进行解析，解析废气返回生产工序循环利用。
储罐区废气：储罐区氮气置换废气送入淋洗塔装置处理后，同精馏不凝气处理措施。
袋滤器、合成炉排出来的残渣，通过密闭罐放入水洗池，水洗，微量的酸气随引风
机进入在建项目淋洗塔处理。
13.4.3 固体废弃物(废液)治理
三氯氢硅生产装置产生的固体废物主要有生产废渣、变压吸附塔废弃吸附剂、生活
垃圾、废油。
生产废渣为三氯氢硅合成炉的反应废渣、袋式除尘器除掉的废渣，属一般工业固废，
外售做建筑材料。
变压吸附塔废弃吸附剂由有资质单位回收，生活垃圾交由环卫部门统一处置。
废油在厂区危废暂存间暂存，定期交由有资质公司处置。①公司制定了危废管理制
度，建立了危废管理台账，危险废物警示标志齐全，实行双人双锁管理。②危废间内地
面及裙脚采取防腐防渗措施，防渗系数 K≤1×10-10cm/s。③对装有危废的容器定期检查，
容器泄漏损坏时立即处理，并将危废装入完好容器内，盛装废油的油桶下设有储漏盘，
废油一旦泄漏可有效收集。
13.4.4 噪声治理
本项目的噪声源主要为压缩机、风机和泵类，为减少噪声污染，设计中采取如下措
施。
（1）风机进气口安装消声器，对低频和脉动的噪声特性，采用抗性消声器，对中高
频特性采用微孔抗性复合型消声器；
93
（2）采取隔声罩降低噪声；
（3）设置机、泵房，对机泵房进行吸声、隔声处理；操作室或控制室独立设置。
（4）管道和阀门采用噪声隔声包扎；
（5）压缩机组联网隔振、减振，管道采取柔性连接，并在管道中加设孔板降低管道
中的气流脉冲而减振。
（6）泵的进出口管径、结构设计合理，避免流速过高产生气蚀而引起强烈噪声。
（7）设计选用低噪声设备；订货采购时，要求高噪声设备带有配套的消声器。
13.4.5 环境风险防范措施
拟建项目在生产运行中，涉及到多种危险化学品，在工程设计施工及生产运营中应
严格执行我国《安全生产法》、《中华人民共和国消防法》和企业安全卫生设计规定、
化学工业环境保护管理规定，并建议采取如下措施：
（1）项目选址应充分考虑本项目对周边的影响以及周边环境、相邻厂房对本项目的
影响。
（2）项目所有化学品、原料产品仓库需按照《建筑设计防火规范》、《常用化学危
险品储存通则》等国家安全标准的要求，保持库房内干燥通风、密封避光，安装通风设
施。
（3）配置自动控制程序，在现场火灾事故超过允许温度值时能自动及时声光报警，
并联锁关闭传输阀门，降低事故发生的可能性。
（4）建立健全各种有关消防与安全生产的规章制度，建立岗位责任制。贮存场所、
生产车间严禁烟火。
（5）火灾事故的防止是生产和储运过程中最重要的环节，发生火灾事故可能引起毒
气扩散等一系列重大事故。因此，选用较好的设备、精心设计、严格管理和强化操作人
员的责任心是减少火灾事故的关键。
（6）配备齐全的消防设施，并定期检查，确保能够在发生火灾时及时将事故处理，
不造成人员、财产损失。
13.4.6 其它措施
（1）对可能进入地下水环境的有毒有害原辅材料进行分区防渗。
（2）加强厂区内的绿化及生态建设，因地制宜的选取植被类型，净化厂区空气。
13.5 环境管理及监测
环境管理是企业管理的一项重要内容，在企业环境保护工作中起着举足轻重的作用。
94
环境管理是监督企业环保设施正常运行，确保污染物达标排放的机构保证，加强环境监
督管理，是实现环境、生产、经济协调发展和走可持续发展道路的重要措施。环境监测
是工业污染防治的依据和环境监督管理工作的耳目，加强环境监测工作。
13.5.1 环境管理
企业应对环境保护实行严格管理，厂区设环境保护管理机构，配有专职环保管理人
员，负责组织、落实、监督企业的环境保护工作，每个生产车间有专职或兼职环保员，
负责本车间的环境保护工作。企业负责生产的领导主管环境保护工作。从企业领导到基
层班组，形成比较完善的环境管理网络。
环境保护管理机构负责企业的环境保护规划、计划、环境管理及污染防治、环境监
测、统计、考核等相关的环保业务。根据项目生产的特点制订详细的环境管理制度，确
保其正常管理工作的顺利开展，每月至少要召开一次环保例会，必要时临时召开。每半
年应进行一次环保大检查，及时发现问题立即整改。平时应抓紧环保教育，不断提高全
体员工的环保意识。
13.5.2 环境监测
为确保“三废”达标排放，设置环保监测站点，制定专人负责定期监测各装置所排放
的污染物，分析其变化规律，为指导生产和制定污染物控制对策提供依据。
（1）废水污染源监测
废水污染源监测，监测方案见表 13.5-1。
表 13.5-1 废水污染源监测方案
分析项目 采样地点
pH 各排水口，污水处理池水处理站进、出水口
COD 各排水口，污水处理池水处理站进、出水口
BOD5 各排水口、污水处理池水处理站进、出水口
SS 各排水口
Hg 装置区排水口，除汞装置进出水口
总硬度 污水处理池水处理站出水口
浊度 污水处理池水处理站出水口
氨氮 污水处理池水处理站出水口
溶解性总固体 污水处理池水处理站出水口
（2）环境现状监测
监测方案见表 13.5-3。
表 13.5-3 环境质量监测方案
95
环境要素 监测对象 监测项目 监测方式
敏感点（根据环评确定） HCl、PM10 委托监测
环境空气
厂界及无组织排放监控点 HCl、H2S、NH3 委托监测
噪声 厂界 噪声（等效声级） 委托监测
地下水 厂址下游水井，厂址水井 总硬度、Cl-、砷、F、汞、VCM 委托监测
13.6 环境保护投资
本项目主要环保设施及装置投资见表 13.6-1
表 13.6-1 环保投资估算表
序号 项目 单位 投资估算 备注
1 污水处理 万元 0 依托老厂
车间防渗、防腐、地下水监控
2 万元 105 已计入工艺装置
井、新增储罐区
4 消声、隔声板等噪声处理 万元 1 已计入给排水系统
5 绿化 万元 5 已计入项目其它投资
6 其它环保投资 万元 25 已计入项目其它投资
合计 131
本项目环保投资 136 万元。建设单位应保证环保资金到位，确保治理设施与主体工
程同时设计、同时施工、同时投入使用。
13.7 环境影响分析
13.7.1 大气环境影响分析
本项目均采用国内先进工艺生产技术和设备，生产能耗、物耗低，三废污染物排放
量少，同时配套切实可行的环保措施，各污染源做到了有组织达标排放，另外，由于该
区域有较大的环境容量，因此，本项目建成投产后，预计对周围大气环境质量影响不大。
13.7.2 水环境影响分析
本项目生产污水经污水处理系统处理后大部分回用于生产系统，小部分排入园区排
水管网。生活污水利用厂区生活污水处理系统，处理达标后，排入园区排水管网。经过
96
本项目污水系统处理后的污水能够满足园区污水处理站对污水水质的要求，不会对区域
水环境造成较大影响。
13.7.3 声环境影响分析
本项目的噪声源主要为压缩机、鼓风机、离心机、风机和泵类，由于项目所处周边
为工业区，故项目噪声源经一定的处理后不会对外界产生较大的影响。这些噪声声源的
声级大多在 70～85dB（A）范围，本设计采用消音器、厂房屏蔽及其它方式减弱噪声向
外传播。车间内的噪声防治主要以保护操作工人的身心健康为目的，减少工人接触高音
噪声的时间。在根治噪声方面，本设计采用控制集散控制系统，各生产单元均设巡检工。
另外，对噪声控制也从工艺方面着手加以辅助解决。
采用以上措施后，可使工人接触噪声污染强度时间满足《工业企业厂界环境噪声排
放标准》（GB12348-2008）的要求。
13.7.4 固体废弃物环境影响分析
项目主要固体废物包括废渣、盐泥及职工生活垃圾等。建设单位拟采用减量化、资
源化、无害化的处理原则，对固废进行分类贮存、处理、处置。建议项目中的滤饼、电
石干渣送至水泥厂制水泥；职工生活垃圾由环卫部门收集后统一处理。所有固废在厂内
暂存期间，按照固废性质分类贮存，贮存场所应按照相应类别固废的贮存场所进行建设。
项目产生固废均能得到合理妥善的处理处置，不影响外环境，不会造成二次污染。
13.8 存在的问题及建议
工程建成投产后对周围环境的具体影响，需进行环境影响评价方可说明。按照国家
建设项目环境保护的有关规定，项目在可行性研究阶段应开展环境影响评价工作，编制
完成环境影响报告书。因此，建设单位应尽快委托有资格的单位开展此项工作，以便在
设计中充分贯彻、落实环评审批后所确定的各项环境保护措施。
建议建设单位引进和培养清洁生产相关技术管理人员，保证项目的环保措施能够正
常运行，减轻对环境的影响。
建议委托专业技术机构编制本项目风险应急预案，将本项目环境风险控制在可接受
的范围之内。
97
14 职业卫生
14.1 执行的法律法规、部门规章及标准规范
（一）国家和相关部门的法律法规和部门规章；
（1）《中华人民共和国职业病防治法》（2018 年 12 月 29 日修订）
（2）《中华人民共和国劳动法》（2018 年 12 月 29 日修订）
（3）《使用有毒物品作业场所劳动保护条例》（国务院令 352 号）
（4）《中华人民共和国尘肺病防治条例》（国发[1987]105 号）
（5）《建设项目职业病危害分类管理办法》（卫生部令第 49 号）
（6）《高毒物品目录》（卫法监发[2003]142 号）
（7）《职业病危害因素分类目录》（国卫疾控发[2015]92 号）
（8）《突发公共卫生事件应急条例》（国务院令第 376 号，国务院令第 588 号修订）
（9）《职业健康检查管理办法》（国家卫生健康委员会令 2 号）
（10）《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》（国务院令第 709 号）
（11）《工业企业职工听力保护规范》（卫法监发[1999]620 号）
（12）《女职工禁忌劳动范围的规定》（劳安字[1990]2 号）
（13）《建建设项目职业病防护设施“三同时”监督管理办法》（安监总局 90 号令）
（14）《工作场所职业卫生监督管理规定》（国家安监局第 47 号令）
（15）《用人单位职业健康监护监督管理办法》（国家安监局第 49 号令）
（16）《严防企业粉尘爆炸五条规定》（国家安监局第 68 号令）
（二）职业卫生相关标准规范；
（1）《建设项目职业病防护设施设计专篇编制导则》AQ/T4233-2013
（2）《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2010
（3）《工作场所有害因素职业接触限值第 1 部分：化学有害因素》GBZ2.1-2019
（4）《工作场所有害因素职业接触限值第 2 部分：物理因素》GBZ2.2-2007
（5）《工作场所职业病危害警示标识》GBZ158-2003
（6）《职业健康监护技术规范》GBZ188-2014
（7）《工作场所防止职业中毒卫生工程防护措施规范》GBZ/T194-2007
（8）《工作场所职业病危害作业分级第 2 部分：化学物》GBZ/T229.2-2010
（9）《工作场所职业病危害作业分级第 3 部分：高温》GBZ/T229.3-2010
（10）《职业性接触毒物危害程度分级》GBZ230-2010
98
（11）《工业企业噪声控制设计规范》GB/T50087-2013
（12）《化工企业总图运输设计规范》GB50489-2009
（13）《生产过程安全卫生要求总则》GB12801-2008
（14）《高温作业分级》GB/T4200-2008
（15）《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB50493-2019
（16）《建筑采光设计标准》GB50033-2013
（17）《建筑照明设计标准》GB50034-2013
（18）《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2015
（19）《生产设备安全卫生设计总则》GB5083-1999
（20）《工作场所有毒气体检测报警装置设置规范》GBZ/T 223-2009
（21）《化工企业安全卫生设计规范》HG20571-2014
（22）《石油化工企业卫生防护距离》SH3093-1999（2017 年复审）
14.2 职业病危害因素和职业病分析
14.2.1 周边环境职业危害因素分析
本项目所在开发区地处环渤海地区中心地带，北依燕山，南临渤海，位于唐山市南
部，属于地势平坦的滨海平原地貌，大陆性温带半湿润气候，年平均降雨量 573 毫米，
最高年降雨量 1030 毫米，最低年降雨量 261 毫米。年平均气温 11.9℃，最好气温 35.4℃，
最低气温 16.3℃，年最大冻土深度 0.7 米。年主导风向为西南风，夏季是西南风，冬季
是西北风，当地自然环境不存在职业危害因素。
14.2.2 项目生产过程中可能产生的职业病危害因素和职业病分析
根据《职业病危害因素分类目录》和《职业病目录》的规定，本项目生产过程中可
能产生的职业病危害因素和职业病见表 14-1。
表 14-1 主要职业病危害因素
物理因 职业性化学
序 装置名 职业性皮肤 职业性耳鼻喉
化学因素 素所致 职业性眼病 中毒
号 称 病 口腔疾病
职业病
三氯氢硅、 /
1 合成精 化学性皮肤 化学性眼部
四氯化硅等 中暑 噪声聋
2 馏装置 灼伤 灼伤
中毒
氯 化 氢 /
2 化学性皮肤 化学性眼部
干 燥 装 氯化氢中毒 中暑 噪声聋
2 灼伤 灼伤
置
3 变 压 吸 三氯氢硅等 中暑 化学性皮肤 化学性眼部 噪声聋 /
99
2附装置 中毒 灼伤 灼伤
三氯氢硅、 /
4 压 缩 机 化学性皮肤 化学性眼部
四氯化硅等 中暑 噪声聋
2房 灼伤 灼伤
中毒
14.2.3 可能接触职业病危害因素的部位和人员分析
（1）合成精馏装置
合成精馏装置的主要职业病危害因素有三氯氢硅、四氯化硅中毒；高温中暑；化学
性皮肤灼伤；化学性眼部灼伤及噪声聋等。
三氯氢硅：对眼和呼吸道粘膜有强烈刺激作用。高浓度下，引起角膜混浊、呼吸道
炎症，甚至肺水肿。并可伴有头昏、头痛、乏力、恶心、呕吐、心慌等症状。溅在皮肤
上，可引起坏死，溃疡长期不愈。动物慢性中毒见慢性卡他性气管炎、支气管炎及早期
肺硬化。
四氯化硅：对眼睛及上呼吸道有强烈刺激作用。高浓度可引起角膜混浊，呼吸道炎
症，甚至肺水肿。皮肤接触后可引起组织坏死。
噪声源主要包括压缩机、风机、泵等所产生的机械振动噪声。
（2）氯化氢干燥装置
氯化氢干燥装置的主要职业病危害因素有氯化氢中毒；高温中暑；化学性皮肤灼伤；
化学性眼部灼伤及噪声聋等。
氯化氢：无色有刺激性气味的气体。具有强腐蚀性。能与一些活性金属粉末发生反
应，放出氢气。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。对眼和呼吸道粘膜有
强烈的刺激作用。长期接触较高浓度，可造成慢性支气管炎、胃肠功能障碍及牙齿损害。
噪声源主要包括压缩机、风机、泵等所产生的机械振动噪声。
（3）变压吸附装置
变压吸附装置的主要职业病危害因素有三氯氢硅；化学性皮肤灼伤；化学性眼部灼
伤及噪声聋等。
三氯氢硅：对眼和呼吸道粘膜有强烈刺激作用。高浓度下，引起角膜混浊、呼吸道
炎症，甚至肺水肿。并可伴有头昏、头痛、乏力、恶心、呕吐、心慌等症状。溅在皮肤
上，可引起坏死，溃疡长期不愈。动物慢性中毒见慢性卡他性气管炎、支气管炎及早期
肺硬化
噪声源主要包括压缩机、风机、泵等所产生的机械振动噪声。
（4）压缩机房
100
压缩机房的主要职业病危害因素有三氯氢硅、四氯化硅中毒；高温中暑；化学性皮
肤灼伤；化学性眼部灼伤及噪声聋等。
三氯氢硅：对眼和呼吸道粘膜有强烈刺激作用。高浓度下，引起角膜混浊、呼吸道
炎症，甚至肺水肿。并可伴有头昏、头痛、乏力、恶心、呕吐、心慌等症状。溅在皮肤
上，可引起坏死，溃疡长期不愈。动物慢性中毒见慢性卡他性气管炎、支气管炎及早期
肺硬化。
四氯化硅：对眼睛及上呼吸道有强烈刺激作用。高浓度可引起角膜混浊，呼吸道炎
症，甚至肺水肿。皮肤接触后可引起组织坏死。
噪声源主要包括压缩机、风机、泵等所产生的机械振动噪声。
14.3 采取的职业卫生措施
（1）在工艺和设备设计中，对“三废”采取治理措施，减少环境危害。各工序采用密
闭化生产，杜绝生产过程中的“跑、冒、滴、漏”现象，以有利于节能、降耗、环保、安
全和职业卫生等各个方面。
（2）各主要工艺装置采用集中控制，操作人员只是定期到现场巡检，可有效地减少
操作人员暴露现场、接触有毒、有害物料的机会。
（3）采用机械化和自动化操作，可有效地减轻工人的劳动强度。
（4）在操作人员可能接触三氯氢硅、氯化氢等有毒和腐蚀性物料的地点，就近设置
事故淋浴和洗眼器，以便操作人员接触时可及时冲洗，以最大限度地减少有毒物料对人
体的伤害。根据事故淋浴洗眼器布置场所环境温度情况，本项目设置的事故淋浴洗眼器
分为防冻型及热水伴热型。室外的事故淋浴洗眼器均采用热水伴热型，在冬季考虑伴热，
保证热温度控制在 25°C。洗眼器定期维护确保其能正常使用，事故淋浴洗眼器的服务
半径不大于 15m，且 10m 以上平台处的洗眼器选用移动式。
（5）尽量选用低噪声、少振动的设备，对噪声较大的设备，如压缩机、风机、泵等
采取消声、隔声措施。对蒸汽放空、气体放空均设置消音器。值班室、操作室独立设置，
将车间噪声控制在 85dB 以下，符合国家《工业企业噪声卫生标准》的规定。在高噪声场
所不设固定岗位，只进行巡回检测，同时给巡检工人配备隔声耳罩等个人防护用品，以
减轻噪声对工人的影响。
（6）根据各装置物料的危害特性，为各装置的操作人员配置适量个人防护用具及急
救药物，如过滤式防毒面具、防护手套、护目镜、空气呼吸器、防护服、防噪声耳塞、
急救药箱等。
101
（7）机械传动装置配有防护罩。车间内外的坑洞、沟道均设有与地面齐平的盖板，
料仓和管道的检查孔、取样点等部位，按需要设置平台和安全防护设施。
（8）根据各装置物料的卫生特征分级，各装置根据需要配置符合卫生标准要求的卫
生辅助用室（包括更衣室、休息室、盥洗室、浴室、厕所等）。
（9）防尘防毒设施：压缩机房为甲类车间，硅粉库为乙类仓库或车间，均设有事故
排风系统，采用换气次数法确定通风量，设置防爆边墙排风机全面通风换气，事故通风
换气次数≥12 次/小时。
氯化氢干燥装置为丁类车间，采用换气次数法确定通风量，设置边墙排风机全面通
风换气，通风换气次数≥5 次/小时。
变配电站、循环水站设置边墙排风机全面通风换气，通风换气次数≥6 次/小时。
卫生间设置天花板式换气扇全面通风换气，通风换气次数≥10 次/小时。
冷冻站设置边墙排风机全面通风换气，平时换气次数≥6 次/小时，事故时换气次数
≥12 次/小时。
防寒防暑措施：控制室为抗爆结构，为满足机柜间夏季室内温度 26℃±2℃，冬季室
内温度 20℃±2℃，夏季/冬季室内湿度 55%±10%的要求，在空调机房内设置风冷型精
密恒温恒湿空调机两台（一用一备）、新风化学过滤机组一台，夏季向室内送入冷风，
冬季向室内送入热风。空调系统送﹑回风管道采用镀锌钢板制作，法兰连接, 空调系统送
﹑回风管道均需保温，保温材料为超细玻璃棉保温板外包金属铝箔。新风经化学过滤机
组处理后与回风混合进入空调机组处理。所有风管式室内机全部设置在空调机房内。所
有风管穿外墙处均在墙外侧设置抗爆阀。新风管道上设置密闭阀，当新风进风口处检测
到有毒气体时，关闭密闭阀，并关闭空调系统。
变配电站设置分体空调满足电气设备对室内温度的要求，值班室设置分体空调满足
人员对室内温度的要求。
14.4 职业卫生管理机构
（1）应急库
本项目依托老厂在办公楼设置的应急库，设专职防护人员、配备空气呼吸器、防毒
面具、担架、防毒服等抢险救援设备，负责厂区的气体防护和抢险救援工作。
（2）医疗急救
依托距厂区附近的南堡开发区医院，该医院距厂区 3.0 公里， 8 分钟车程，该医院
有医疗人员和医疗设备，可进行医疗救护工作。
102
（3）安全卫生监测
本项目的安全卫生监测主要依托公司环境监测站及中央化验室等机构和设施，以及
当地的安全卫生监测机构和设施，定期对操作环境中的有害气体的浓度、噪声、湿度等
进行检测。
（4）职业病防治
工厂应根据国家及地方的有关防治职业病的规章制度、条例及本项目的实际情况建
立完善的职业病防治制度。操作人员就业前应进行健康检查，建立员工定期职业健康检
查制度，预防、控制和消除职业危害。
本项目的职业病防治工作主要依托当地的医疗卫生机构，本项目不单独设置职业病
防治机构及设施。
根据《中华人民共和国职业病防治法》第十五条的规定，在可研阶段，业主应委托
具有评价资格的单位对本项目进行职业病危害预评价，对本项目可能产生的职业病危害
因素及其对工作场所和劳动者健康的影响作出评价，确定危害类别和职业病防护措施，
并上报当地卫生行政部门予以审批。
14.5 专项投资估算
本项目主要职业卫生防护设施投资估算见表 14-2。
表 14-2 职业卫生防护设施投资估算表
序号 项目 单位 投资估算 备注
1 可燃气体检测系统 万元 30 已计入工艺装置
2 通风系统 万元 20 已计入工艺装置
5 安全操作防护系统 万元 8.6 已计入给排水系统
6 其它劳动保护投资 万元 20 已计入项目其它投资
合计 万元 78.6
14.6 预期效果及建议
本项目所采取的职业卫生防护措施以及安全管理机构符合职业健康相关法律法规、
标准规范的要求，能够有效保护职工的职业健康、防止职业病发生的作用。
103
15 安全
15.1 采取的法律法规、部门规章和标准规范
（1）国家和相关部门的法律法规和部门规章；
《中华人民共和国安全生产法》(2014 年 8 月 31 日修正)
《中华人民共和国消防法》（2019 年 4 月 23 日修正）
《危险化学品安全管理条例》(2013 国务院第 645 号令)
《使用有毒物品作业场所劳动保护条例》(2002 国务院令第 352 号)
《固定式压力容器安全技术监察规程》(TSG 21-2016)
《压力管道安全技术监察规程》(TSGD0001-2009)
《关于加强建设项目安全设施“三同时”工作的通知》(发改投资[2003]1346 号)
《安全生产许可证条例》(2014 国务院令第 653 号)
《公安部关于修改〈建设工程消防监督管理规定〉的决定》(公安部令第 119 号)
《危险化学品建设项目安全许可实施办法》(国家安全生产监督管理总局令第 8 号)
（2）安全相关标准规范；
《工程建设标准强制性条文》(石油和化工建设工程部分)
《工业企业设计卫生标准》(GBZ 1-2010)
《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ2-2007)
《化工企业安全卫生设计规范》(HG20571-2014)
《生产过程安全卫生要求总则》(GB/T12801-2008)
《职业性接触毒物危害程度分级》(GBZ/T 230-2010)
《工业企业噪声控制设计规范》(GB/T50087-2013)
《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》(GB50493-2019)
《防止静电事故通用导则》(GB12158-2006)
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010(2016 年版)）
《石油化工企业设计防火标准》（GB50160-2008）（2018）
《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）（2018 年版）
《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）
《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2014）
《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》（GB51309-2018）
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《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》GB51309-2019
《石油化工静电接地设计规范》（SH3097-2017）
《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2013）
《危险化学品目录(2015 版)》（国家安监总局 2015 年第 5 号文）
《第二批重点监管的危险化学品名录（2013 完整版）》（安监总管三〔2013〕12 号）
《首批重点监管的危险化工工艺目录》、《首批重点监管的危险化工工艺安全控制
要求、重点监控参数及推荐的控制方案》（安监总局 2009 年 116 号文）
15.2 生产过程中可能产生的危险有害因素分析
（1）危险化学品的特性分析
本项目生产过程中的危险化学品主要包括三氯氢硅、四氯化硅、氯化氢、31%盐酸
等，各物料的危害特性如下。
1）三氯氢硅：无色透明液体。在空气中容易自身燃烧,有引发火灾的危险。会引起皮
肤烧伤，有严重损害眼睛的危险。对呼吸道有刺激作用。
2）四氯化硅：无色或淡黄色冒烟的液体。受热或遇水分解放热，放出有毒的腐蚀性
烟气。对眼睛及上呼吸道有强烈刺激作用。高浓度可引起角膜混浊，呼吸道炎症，甚至
肺水肿。皮肤接触后可引起组织坏死。
3）氯化氢：无色有刺激性气味的气体。具有强腐蚀性。能与一些活性金属粉末发生
反应，放出氢气。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。对眼和呼吸道粘膜
有强烈的刺激作用。长期接触较高浓度，可造成慢性支气管炎、胃肠功能障碍及牙齿损
害。
4）31%盐酸：无色或微黄色发烟液体，有刺鼻的酸味。能与一些活性金属粉末发生
反应，放出氢气。遇氰化物能产生剧毒的氰化氢气体。与碱发生中和反应，并放出大量
的热。具有较强的腐蚀性。
5）98%硫酸与 93%硫酸：遇水放热，具有强腐蚀性。对皮肤、粘膜等组织有强烈的
刺激和腐蚀作用。
表 15.2-1 主要物料的危害特性及控制指标
空气中爆炸极限 火灾危险
序号 物料名称 危害特性 闪点℃
V% 分类
1 三氯氢硅 自燃液体 -27.8 1.2-90.5 甲B
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空气中爆炸极限 火灾危险
序号 物料名称 危害特性 闪点℃
V% 分类
受热或遇水分解放热，放出有
2 四氯化硅 无意义 / 戊类
毒的腐蚀性烟气
3 氯化氢 强腐蚀性 无意义 无意义 /
4 31%盐酸 酸性腐蚀品 无意义 无意义 /
98%硫酸与 93%
5 强腐蚀性 无意义 无意义 /
硫酸
（2）首批重点监管的危险化学品
根据《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化学品名录的通知》（安监
总管三[2011]95 号）、《国家安全监管总局关于公布第二批重点监管的危险化学品名录
的通知》（安监总管三[2013]12 号），本项目涉及的氢气，氯化氢与三氯氢硅为重点监
管的危险化学品。
（3）首批重点监管的危险化工工艺
本项目无危险化工工艺。
（4）重大危险源分析
本项目生产工艺中使用的物料以及产品被列为《危险化学品重大危险源辨识》
（GB18218-2018）规定的自燃液体三氯氢硅（W8)；易燃气体：氢气；毒性气体：氯化
氢。合成精馏装置与三氯氢硅罐区物料储量计算需将在建项目与扩建项目两项目的存量
一并计算。其生产及储存量见表 15.2-2。
表 15.2-2 辨识范围中的危险化学品列表
物料名称 临界值（Q）吨 在线量（q）吨 所在位置
氢气 5 0.05
氯化氢 20 0.81 合成精馏装置
三氯氢硅 50 463
三氯氢硅 50 1772 三氯氢硅罐区
上述危险化学品分别与《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218）中规定的临界
量比值之和若大于等于 1，则定为重大危险源。计算方法如下式：
q1 q2 q
n 1
Q1 Q2 Qn
106
式中：
q1,q2,…,qn —每种危险化学品实际存在（在线）量（单位：吨）；
Q1,Q2,…,Qn —与各危险化学品相对应的临界量（单位：吨）
本工程列入辨识范围中的危险化学品在线量分别与《危险化学品重大危险源辨识》
（GB18218）中规定的临界量进行计算，计算过程如下：
① 合成精馏装置
将合成精馏装置中存在的氢气，氯化氢，三氯氢硅的实际存在量代入公式：
q1/Q1 + q2/Q2 + q3/Q3 = 0.05/5 + 0.81/20 + 463/50 =9.31 > 1
经辨识，合成精馏装置危险化学品存量超过了临界量，构成危险化学品重大危险源。
② 三氯氢硅罐区
q=1158/50=23.16> 1
经辨识，三氯氢硅罐区危险化学品（三氯氢硅）存量超过临界量，构成危险化学品
重大危险源。
（5）重大危险源分级
根据《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》（国家安全生产监督管理总局令
第 40 号）、《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218-2018）进行分级。
1）分级原则
采用单元内各种危险化学品实际存在（在线）量与其在《危险化学品重大危险源辨
识》GB18218-2018 中的临界量比值，经校正系数校正后的值 R 之和作为分级指标。
2）R 值的计算方法
q q q
R 1 1 2 2 n n
Q1 Q2 Qn
式中：
q1，q2，...，qn—每种危险化学品实际存在（在线）量（单位：吨）；
Q1，Q2，…，Qn —与各危险化学品相对应的临界量（单位：吨）；
β1，β2，…，βn— 与各危险化学品相对应的校正系数；
α— 该危险化学品重大危险源厂区外暴露人员的校正系数。
3）校正系数β的取值
根据单元内危险化学品的类别不同，设定校正系数β值，见表 15.2-3：
表 15.2-3 校正系数β取值表
107
表 15.2-3 校正系数β取值表
物料名称 类别 符号 校正系β
氢气 易燃气体 W2 1.5
氯化氢 毒性气体 W5 3
W8，类别
三氯氢硅 自燃液体 1
1
4）校正系数α的取值
根据重大危险源的厂区边界向外扩展 500m 范围内常住人口数量，设定厂外暴露人
员校正系数α值，见下表。
表 15.2-4 校正系数α取值表
厂外可能暴露人员数量 α
100 人以上 2.0
50 人～99 人 1.5
30 人～49 人 1.2
1～29 人 1.0
0人 0.5
唐山三孚硅业股份有限公司厂区边界向外扩展 500m 范围内设计常驻人口 100 人以
上，故单元外暴露人员校正系数α取值为 2。
5）分级标准
根据计算出来的 R 值，按表 15.2-6 确定危险化学品重大危险源的级别。
表 15.2-5 危险化学品重大危险源级别和 R 值的对应关系
危险化学品重大危险源级别 R值
一级 R≥100
二级 100>R≥50
三级 50>R≥10
四级 R<10
6）危险化学品重大危险源分级评定结果
① 合成精馏装置
R= α （ β 1q1/Q1 + β 2q2/Q2 + β 3q3/Q3) = 2 x (1.5x0.05/5 +3x0.81/20 +
108
1x463/50)=18.79
由于 R 值为 18.79，10
