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1、煤氣發(fā)生爐煤氣和天然氣的經(jīng)濟(jì)性分析 *港華燃?xì)庥邢薰疽?、總論隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求也進(jìn)一步提高。鼓勵(lì)使用清潔能源。在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策指導(dǎo)下,使用清潔的天然氣作為燃料是大勢(shì)所趨和勢(shì)在必行的。取締“高耗能、高污染”的一個(gè)重要原因就是以煤為直接燃料而造成的成本的浪費(fèi)和治理的困難。煤的熱能利用率低和燃燒產(chǎn)物的復(fù)雜性是造成這種現(xiàn)象的根本之所在。煤氣中硫的含量相當(dāng)?shù)母?,硫?qū)Ξa(chǎn)品和人體的危害很大。煤氣成分的不確定也造成了其熱值的波動(dòng),從而給溫度控制和產(chǎn)品質(zhì)量造成了一定的影響。天然氣以其組成穩(wěn)定、熱值高、其產(chǎn)物對(duì)環(huán)境沒有危害,而被稱為最潔凈的能源之一。天然氣素有綠色能源之稱
2、,是清潔高效的優(yōu)質(zhì)燃料。工業(yè)使用天然氣作為燃料,可以減少對(duì)城市的環(huán)境污染,提高城市的整體水平。為了減少環(huán)境污染,國(guó)家相關(guān)部委頒布了許多鼓勵(lì)使用天然氣的政策,制定了發(fā)展天然氣事業(yè)的規(guī)劃。二、天然氣和發(fā)生爐煤氣的宏觀比較 天然氣和發(fā)生爐煤氣都可作為鍋爐、窯爐的燃料,但兩者在性能上是有一定差別的,僅從以下幾點(diǎn)予以比較:1、 物化性質(zhì)比較1)熱值天然氣的熱值為8854kcal/m3(西氣東輸氣質(zhì),后附氣質(zhì)報(bào)告);煤氣發(fā)生爐煤氣熱值約為1400kcal/m3。即1m3天然氣相當(dāng)于6.32m3發(fā)生爐煤氣。2) 毒性天然氣的主要成分為ch4(93%以上),ch4無毒,對(duì)人體沒有危害,而且密度比空氣小得多,極
3、易向上擴(kuò)散。即使發(fā)生泄漏也不易聚集、發(fā)生危險(xiǎn)。而發(fā)生爐煤氣的主要成分發(fā)是co、h2、n2,其中co的毒性很大,而且無色無味,不易擴(kuò)散。達(dá)到一定濃度后,人一旦吸入,輕者發(fā)生頭痛、反應(yīng)遲鈍、昏厥,重者有發(fā)生窒息的危險(xiǎn)。并且其平均密度和空氣很相近,極易發(fā)生聚集達(dá)到爆炸極限而發(fā)生爆炸。由于煤中硫的含量相當(dāng)?shù)母?,其生成的煤氣中必然含有一定量的含硫化合物如h2s、so等,對(duì)長(zhǎng)期從事發(fā)生爐操作的工人的健康有相當(dāng)大的危害。另外煤中大分子有機(jī)化合物含量較高,在制氣的同時(shí)會(huì)揮發(fā)出如笨、甲苯、萘、蒽等一系列致癌物質(zhì),對(duì)長(zhǎng)期在其環(huán)境下的工人的健康有很大危害。)安全可燃?xì)怏w與空氣混合后遇明火能發(fā)生爆炸的濃度范圍,稱為燃
4、氣的爆炸極限。燃?xì)庠诳諝庵械暮康偷讲荒馨l(fā)生爆炸的限度,稱為爆炸下限,燃?xì)庠诳諝庵械暮扛叩讲荒馨l(fā)生爆炸的限度則稱為爆炸上限。 各種燃?xì)獾谋O限如下:燃?xì)忸悇e爆炸下限(%)爆炸上限(%)天然氣515人工煤氣520.73173有上表可知天然氣和煤氣相比爆炸極限要小的多,故不易發(fā)生危險(xiǎn)。4)對(duì)工藝的影響煤由煤氣發(fā)生爐制成煤氣,其含有的各種雜質(zhì)也發(fā)生變化進(jìn)入煤氣。主要有害成分有h2s、so等。其中含硫化合物對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量(尤其是冶金、冶煉、鑄造、機(jī)械加工、陶瓷等行業(yè)的產(chǎn)品)造成惡劣影響。其中主要可燃成分co和h2會(huì)因操作條件的變化,其相對(duì)含量發(fā)生變化。從而造成火爐溫度的改變。天然氣主要成分為ch4(
5、大于3),雜質(zhì)已在調(diào)壓站前完全過濾。燃燒放出的熱量穩(wěn)定,不會(huì)造成火爐溫度的波動(dòng)。燃燒生成的產(chǎn)物為co2和h2o,對(duì)產(chǎn)品沒有任何危害。5)污染煤中的硫份經(jīng)氣化、燃燒生成so2,如果不經(jīng)處理排入大氣,會(huì)造成一系列的污染,而且很難消除。從氣化爐出來的煤氣如果不經(jīng)過濾直接燃燒,將帶來大量的粉塵污染空氣。煤在進(jìn)入氣化爐前,需要進(jìn)行篩分,也將造成大量粉塵,如果不經(jīng)處理也會(huì)將造成大量污染。天然氣在這方面有很大優(yōu)勢(shì),其燃燒只生成的co2和h2o,對(duì)環(huán)境沒有任何污染。因此也被譽(yù)為“清潔能源、綠色能源”。這一點(diǎn)也是國(guó)家近年來大力推行天然氣的主要原因。2、 運(yùn)營(yíng)1)操作與管理發(fā)生爐煤氣需要專業(yè)操作工操作煤氣發(fā)生爐。
6、煤氣發(fā)生爐屬于二類設(shè)備,國(guó)家對(duì)這類設(shè)備有相當(dāng)高的安全要求。所以企業(yè)對(duì)這類設(shè)備和相關(guān)人員的管理難度要大得多。不連續(xù)供氣的煤氣發(fā)生爐在使用前需要預(yù)先點(diǎn)燃,使用完畢后爐膛的溫度需要自然冷卻,所產(chǎn)生煤氣的需要放空處理或者點(diǎn)燃。這就造成了能源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染。對(duì)于天然氣并不存在這樣的問題。其一,天然氣有天然氣公司直接供氣,經(jīng)公司的調(diào)壓站調(diào)壓后可直接通入火爐燃燒,不需要二次加工,而且隨用隨開,隨關(guān)隨停。其二,企業(yè)只需對(duì)火爐工進(jìn)行簡(jiǎn)單的培訓(xùn)即可完成操作。其三,企業(yè)減少了很大的安全隱患,對(duì)這一方面的投入也相對(duì)減少。2)投資若使用煤氣,需要建煤氣發(fā)生爐一座,煤氣過濾裝置一套;而天然氣僅僅只需建調(diào)壓計(jì)量站一座。
7、三、天然氣和發(fā)生爐煤氣的具體經(jīng)濟(jì)比較下面以煤氣發(fā)生爐為例與天然氣進(jìn)行比較:1.發(fā)生爐煤氣的工作條件種類項(xiàng)目煤氣發(fā)生爐年工作日數(shù)300d日工作小時(shí)數(shù)24小時(shí)無煙煤價(jià)格1400元燃料消耗量kg/h 2500產(chǎn)氣率m3 /t 3200煤氣產(chǎn)量m3/h 8000日耗煤/t40設(shè)備價(jià)格/萬元 150年耗煤量/噸 12000年產(chǎn)氣量/m3 38400000原煤所需資金/萬元1680煤氣熱值kcal/m314002煤氣發(fā)生爐和天然氣相關(guān)設(shè)備的費(fèi)用的比較1)員工配置每臺(tái)煤氣發(fā)生爐配操作工15名,月薪3000元。每年共支付資金54萬元;天然氣的運(yùn)行需要操作工3名(可兼職巡檢員),月薪3000元。每年共付工資10
8、.8萬元。2)設(shè)備運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用氣化爐的維修保養(yǎng)費(fèi)用以每年5萬元計(jì)算;設(shè)備損耗費(fèi)用以每年6萬元計(jì)算;煤氣發(fā)生爐每年耗電151.2萬元/年(發(fā)生爐設(shè)計(jì)功率為300kw,電價(jià)為0.7元/kwh);每年消耗水所需費(fèi)用15萬元(主要以自備井水為主,每生產(chǎn)一噸鐵球耗水金額按0.5元計(jì),年產(chǎn)鐵球30萬噸);煤的預(yù)處理費(fèi)用(包括篩分、儲(chǔ)存)5萬/年;灰渣處理利潤(rùn)15萬元/年(灰渣可出售);總計(jì),煤氣發(fā)生爐設(shè)備運(yùn)營(yíng)為221.2萬元;天然氣的設(shè)備運(yùn)營(yíng)無需維護(hù)費(fèi)用??傆?jì),年運(yùn)行費(fèi)用7.5萬元。如下表所示燃?xì)忸愋晚?xiàng)目煤氣發(fā)生爐天然氣維修保養(yǎng)費(fèi)萬元/年50設(shè)備損耗費(fèi)萬元/年60電費(fèi)元萬/年151.20水費(fèi)萬元/年150
9、預(yù)處理費(fèi)萬元/年50灰渣處理費(fèi)萬元/年+150工人工資萬元/年5410.8總計(jì)萬元/年221.210.83)運(yùn)營(yíng)成本分析煤氣發(fā)生爐每年耗煤12000t;每噸煤以1400元計(jì)。煤氣發(fā)生爐每年運(yùn)營(yíng)維護(hù)所需費(fèi)用為221.2萬;煤氣發(fā)生爐每年運(yùn)營(yíng)所需資金2111.2萬元;如下表所示 爐型 項(xiàng)目煤氣發(fā)生爐年耗煤噸/年12000煤價(jià)元/噸1400用煤費(fèi)用萬元/年1680設(shè)備運(yùn)營(yíng)費(fèi)用萬元/年221.2總計(jì)萬元/年1901.2由于沒有相關(guān)儲(chǔ)氣設(shè)施和調(diào)峰設(shè)備,這就大大降低了煤氣的利用效率。煤氣發(fā)生爐煤氣的熱值利用效率為0.75;而天然氣可以做到隨用隨開,隨關(guān)隨停。熱值利用效率為0.95;綜上分析,有如下表格:燃
10、氣項(xiàng)目煤氣發(fā)生爐天然氣熱值kcal/m314008854天然氣/煤氣6.321利用率0.750.95原價(jià)格/元0.403.3年產(chǎn)氣量/m3 38400000實(shí)際用氣量/m3 28800000實(shí)際價(jià)格/元0.543.3消耗天燃?xì)饬?m347968024)環(huán)保投資煤炭中含有的硫經(jīng)氣化爐氣化轉(zhuǎn)化為h2s、so2 等含硫化合物,如果直接燃燒不但對(duì)生產(chǎn)工藝造成惡劣影響損害產(chǎn)品質(zhì)量,而且生成的尾氣如果直接放入大氣將進(jìn)一步造成環(huán)境污染。所以在工藝對(duì)燃?xì)夂蛄恳筝^高或環(huán)境對(duì)尾氣含硫量有要求時(shí)就必須加裝脫硫裝置。由于貴企業(yè)暫時(shí)未投資環(huán)保設(shè)施,環(huán)保投資未計(jì)入該分析。3.投資分析1)初期投資天然氣初期投資安裝費(fèi)30萬管溝開挖、回填費(fèi)2萬共計(jì)32萬;煤氣發(fā)生爐的初期投資為150萬; 2)運(yùn)營(yíng)成本煤氣發(fā)生爐煤氣1901.2萬;天然氣相對(duì)于煤氣發(fā)生爐1593.74萬;從后期運(yùn)營(yíng)來看,天然氣可以為企業(yè)節(jié)省大批開支,減小生產(chǎn)成本,增大了企業(yè)的利潤(rùn)空間,提高了企業(yè)的生存能力。天然氣和發(fā)生爐煤氣投資分析匯總表種類項(xiàng)目煤氣發(fā)生爐天然氣(參照煤氣發(fā)生爐熱值)年產(chǎn)氣量/m3 384000005853658實(shí)際用氣量/m3 288000004796802年運(yùn)行費(fèi)用/萬元1901.2015
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