煤氣發(fā)生爐與天然氣經(jīng)濟(jì)性比較

1、洛陽順和能源有限公司銷售部發(fā)生爐煤氣與天然氣比較分析 陜西能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院洛陽順和能源有限公司201年月1日目錄1、 總論.32、 天然氣和發(fā)生爐煤氣的宏觀比較.53、 天然氣和發(fā)生爐煤氣的具體經(jīng)濟(jì)性比較.84、 結(jié)論.12一、總論隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對環(huán)境質(zhì)量的要求也進(jìn)一步提高。國家也從科學(xué)發(fā)展的角度出發(fā)，對我國的工業(yè)發(fā)展提出了更高的要求?！案纳莆覈漠a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)”是國家對我國工業(yè)提出的強(qiáng)有力的號召。實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，關(guān)閉和限制高污染、高耗能產(chǎn)業(yè)是國家從社會全局的高度出發(fā)做出的長期的重大決策。兩會期間國務(wù)院提出了加大了對節(jié)能減排的力度，鼓勵使用清潔能源。另外，國家十

2、二五產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整目錄中明確要求禁止使用一段式（含一段半式）冷煤氣發(fā)生爐，禁止使用二段式水冷(洗)式煤氣發(fā)生爐。根據(jù)國家發(fā)改委節(jié)能減排綜合性工作方案要求：“加快淘汰落后生產(chǎn)能力。加大淘汰電力、鋼鐵、建材、電解鋁、鐵合金、電石、焦炭、平板玻璃等行業(yè)落后產(chǎn)能的力度。在國家產(chǎn)業(yè)政策指導(dǎo)下，使用清潔的天然氣作為燃料是大勢所趨和勢在必行的。所以，各大企業(yè)紛紛從自身的角度出發(fā)改善自身能源結(jié)構(gòu)，減少對環(huán)境的污染。對于“高耗能、高污染”的產(chǎn)業(yè)找到清潔的可替代能源，是在全國性的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中生存下去的關(guān)鍵之所在。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

3、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)母撸驅(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，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)物對環(huán)境沒有危害，而被稱為最潔凈的能源之一。而其來源廣泛，儲藏量大、運(yùn)輸加工成本低使其成為越來越受人們青睞的燃料產(chǎn)品。天然氣素有綠色能源之稱，是清潔高效的優(yōu)質(zhì)燃料。城市居民和工業(yè)使用天然氣作為燃料，可以減少對城市的環(huán)境污染，提高城市的整體水平。為了減少環(huán)境污染，國家相關(guān)部位頒布了許多鼓勵使用天然氣的政策，制定了發(fā)展天然氣事業(yè)的規(guī)劃，力爭到2012年使天然氣在一次能源中的比重從目前的3%提高

4、到28%。隨著西氣東輸二線的建設(shè)將對沿線城市發(fā)展帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。國外的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)表明天然氣的廣泛應(yīng)用將帶來社會和經(jīng)濟(jì)效益的顯著提高，同時(shí)對環(huán)境的改善將帶來不可估量的作用。二、天然氣和氣化爐煤氣的宏觀比較 天然氣和發(fā)生爐煤氣都可作為鍋爐供熱的燃料，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9000kcal/m3；一段式發(fā)生爐煤氣熱值約為1258kcal/m3。即1m3t天然氣相當(dāng)于7.15m3一段式發(fā)生爐煤氣。兩段式發(fā)生爐煤氣的平均熱值約為1400kcal/m3。即1m3天然氣相當(dāng)于6.43m3兩段式發(fā)生爐煤氣。2） 毒性天然氣的主要

5、成分為CH4（98%以上），CH4無毒，對人體沒有危害，而且密度比空氣小得多，極易向上擴(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)母撸渖傻拿簹庵斜厝缓幸欢康暮蚧衔锶鏗2S、SO等，對長期從事發(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)會揮發(fā)出如笨、甲苯、萘、蒽等一系列致癌物質(zhì)，對長期在其環(huán)境下的工

6、人的健康有很大危害。兩種燃?xì)獬煞纸M成如下表組份類別CH4C2H6C4H10COH2CO2O2N2總計(jì)天然氣99.140.030.20.631發(fā)生爐煤氣1.80.430.48.42.40.256.41）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?xì)獾谋O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液化石油氣1.59.5有上表可知天然氣和煤氣相比爆炸極

7、限要小的多，故不易發(fā)生危險(xiǎn)。4）對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、CH、甲苯、二甲苯、萘、蒽、菎等。其中含硫化合物對產(chǎn)品的質(zhì)量（尤其是冶金、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會因操作條件的變化，其相對含量發(fā)生變化。從而造成火爐溫度的改變。天然氣主要成分為CH4（大于），雜質(zhì)已在進(jìn)氣站前完全過濾。燃燒放出的熱量穩(wěn)定，不會造成火爐溫度的波動。燃燒生成的產(chǎn)物為CO2和H2O，對產(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，會造成一系列的污染，而且很難消除。從氣

8、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)行篩分和洗煤，也將造成大量粉塵和污水，如果不經(jīng)處理也會將造成大量污染。氣化生成的爐渣如果處理不當(dāng)不僅很占用土地，更將造成進(jìn)一步的污染。天然氣在這方面有很大優(yōu)勢，其燃燒只生成的CO2和H2O，對環(huán)境沒有任何污染。因此也被譽(yù)為最清潔的能源。這一點(diǎn)也是國家近年來大力推行天然氣的主要原因。2，運(yùn)營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。煤氣發(fā)生爐屬于二類設(shè)備，國家對這類設(shè)備有相當(dāng)高的安全要求。所以企業(yè)對這類設(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

9、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。對于天然氣并不存在這樣的問題。其一，天然氣有我公司直接供氣，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)只需對火爐工進(jìn)行簡單的培訓(xùn)即可完成操作。其三，企業(yè)減少了很大的安全隱患（煤氣發(fā)生爐），對這一方面的投入也相對減少。2）投資若使用煤氣，用氣量小的企業(yè)也需要建煤氣發(fā)生爐一座，火爐一座，儲煤倉庫一座、分煤裝置一臺、洗煤裝置一套、煤氣過濾裝置一套、廢氣處理裝置一套。而用氣量大的的企業(yè)一般需要煤氣發(fā)生爐1-4臺，另設(shè)1臺備用，火爐若干座，儲煤倉庫一座、分煤裝置一臺、洗煤裝置

10、一套、煤氣過濾裝置若干套、廢氣處理裝置一套。而天然氣僅僅只需建調(diào)壓站一座。二、天然氣和發(fā)生爐煤氣的具體經(jīng)濟(jì)比較下面以直徑為2.4m的一段式煤氣發(fā)生爐和直徑為2.6m的兩段式煤氣發(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一年工作300天；每天工作10個(gè)小時(shí)；使用煤料以無煙煤計(jì)，價(jià)格按1300元/t; 煤氣發(fā)生爐工作狀況 種類項(xiàng)目一段式煤氣發(fā)生爐（爐膛直徑2.4m）兩段式煤氣發(fā)生爐（爐膛直徑2.6m）年工作日數(shù)300d300d日工作小時(shí)數(shù)10小時(shí)10小時(shí)無煙煤價(jià)格1300元1300元燃料消耗量kg/h12801250產(chǎn)氣率m3 /t27003040煤氣產(chǎn)量m3=/h34503800設(shè)備價(jià)

11、格/萬元3080安全使用年限/年88年耗煤量/噸38403750年產(chǎn)氣量/m31036800011400000原煤所需資金/萬元499.2487.5煤氣熱值kcal/m3125814002氣化爐和天然氣相關(guān)設(shè)備的費(fèi)用的比較1）員工配置每臺氣化爐配操作工13名，月薪2000元每年共支付資金31.2萬元；天然氣的運(yùn)行需要操作工3名，月薪2000元。每年共付工資7.2萬元。2）設(shè)備運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用氣化爐的維修保養(yǎng)費(fèi)用以每年2萬元計(jì)算；設(shè)備損耗費(fèi)用6萬元（兩段式煤氣發(fā)生爐為10萬元/年）；每臺風(fēng)機(jī)每年耗電以8400元/年計(jì)（P=4kw·h）；每年消耗水所需費(fèi)用1.35萬元；煤的預(yù)處理費(fèi)用（包括篩

12、分，洗煤和儲存）10萬/年，相關(guān)設(shè)備費(fèi)用4萬；灰渣處理費(fèi)用2萬元/年；總計(jì)，一段式為33.4萬元；兩段式為37.4萬元；天然氣的設(shè)備運(yùn)營僅需流量計(jì)維護(hù)費(fèi)用3000元/年?？傆?jì)，年運(yùn)行費(fèi)用7.5萬元。如下表所示 燃?xì)忸愋晚?xiàng)目一段式煤氣發(fā)生爐（爐膛直徑2.4m）兩段式煤氣發(fā)生爐（爐膛直徑2.6m）天然氣維修保養(yǎng)費(fèi)萬元/年220.3設(shè)備損耗費(fèi)萬元/年6100電費(fèi)元萬/年0.850.850水費(fèi)萬元/年1.351.350預(yù)處理費(fèi)萬元/年10100預(yù)處理設(shè)備維護(hù)費(fèi)萬元/年440灰渣處理費(fèi)萬元/年220工人工資萬元/年31.231.27.2總計(jì)萬元/年57.461.47.53)運(yùn)營成本分析一段式煤氣發(fā)生爐每

13、年耗煤3840t；兩段式煤氣發(fā)生爐每年耗煤3750t；每噸煤以1300元計(jì)（無煙煤）。一段爐運(yùn)營維護(hù)所需費(fèi)用為57.4萬；兩段爐運(yùn)營維護(hù)所需費(fèi)用為61.4萬；一段式煤氣發(fā)生爐每年運(yùn)營所需資金556.6萬元；兩段式煤氣發(fā)生爐每年運(yùn)營所需費(fèi)用548.9萬元； 爐型 項(xiàng)目一段式煤氣發(fā)生爐（爐膛直徑2.4m）兩段式煤氣發(fā)生爐（爐膛直徑2.6m）年耗煤噸/年38403750煤價(jià)元/噸13001300用煤費(fèi)用萬元/年499.2487.5設(shè)備運(yùn)營費(fèi)用萬元/年57.461.4總計(jì)萬元/年556.6548.9由于沒有相關(guān)儲氣設(shè)施和調(diào)峰設(shè)備所以不能連續(xù)供氣，需要預(yù)先點(diǎn)爐，煤氣使用完畢需要放空處理，這就大大降低了煤

14、氣的利用效率。一段式發(fā)生爐煤氣的熱值利用效率為0.72；兩段式發(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0.98；綜上分析，有如下表格：天然氣和發(fā)生爐煤氣熱值利用情況分析表  燃?xì)夥N類   項(xiàng)目 一段式煤氣發(fā)生爐（爐膛直徑2.4m）兩段式煤氣發(fā)生爐（爐膛直徑2.6m）天然氣熱值kcal/m3125814009000天然氣/煤氣7.156.431利用率0.720.750.98原價(jià)格/元.5140.463.6年產(chǎn)氣量/m31036800011400000實(shí)際用氣量/m374649608550000實(shí)際價(jià)格/元0.7130.6143.6

15、消耗天燃?xì)饬?m310990001399689天然氣年節(jié)省費(fèi)用/元1369602101203）配套設(shè)備費(fèi)用一段式煤氣發(fā)生爐的市場價(jià)約為30萬，相關(guān)輔助設(shè)施的費(fèi)用約25萬(不含用地）；兩段式煤氣發(fā)生爐的市場價(jià)約為80萬，相關(guān)輔助設(shè)施的費(fèi)用約25萬(不含用地）；若使用天然氣，建調(diào)壓站所需費(fèi)用僅為16萬元，配套費(fèi)用需約55萬元，共計(jì)71萬。煤氣發(fā)生爐和天然氣初期所需投資對比如下天然氣和煤氣發(fā)生爐項(xiàng)目投資對照項(xiàng)目表 種類項(xiàng)目一段式煤氣發(fā)生爐（爐膛直徑2.4m）兩段式煤氣發(fā)生爐（爐膛直徑2.0m）天然氣煤氣發(fā)生爐/萬元30800儲煤倉庫/萬元550分煤裝置/萬元770洗煤裝置/萬元7.57.50煤氣過濾

16、裝置/萬元330廢氣處理裝置/萬元2.52.50燃?xì)馀涮踪M(fèi)/萬元0071總計(jì)/萬元5510571若改用天然氣，一段式煤氣發(fā)生爐需1年時(shí)間即可收回所有成本。若改用天然氣兩段式煤氣發(fā)生爐一般需8年才能回收成本。兩段式煤氣煤氣發(fā)生爐初期投資過大，一般不適用于中小企業(yè)，使用煤氣短期內(nèi)成本難以回收。若使用天然氣可以減少了初期投資，可以大大節(jié)省投資成本。減少了企業(yè)資金的回?cái)n的難度。綜上分析，天然氣相對于氣化爐煤氣煤氣的優(yōu)越性已經(jīng)非常明顯。具體費(fèi)用見下表：一段式發(fā)生爐煤氣兩段式發(fā)生爐煤氣天然氣設(shè)備投資/萬元3080 16輔助設(shè)備/萬元1313 55總計(jì)/萬元55105 71相比年節(jié)省費(fèi)用/萬元129.461

17、3.5120資金回收年限/年1804）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。所以在工藝對燃?xì)夂蛄恳筝^高或環(huán)境對尾氣含硫量有要求時(shí)就必須加裝脫硫裝置。脫硫裝置一般采用10A型脫硫箱或脫硫塔。進(jìn)脫硫箱前一般需要先除萘。煤氣凈化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)干箱的萘含量，冬季應(yīng)50mgm3，夏季應(yīng)100mgm3。所以進(jìn)脫硫箱的煤氣中灰塵、焦油、萘等雜質(zhì)含量應(yīng)符合城市煤氣規(guī)范要求。干法脫硫后的煤氣凈化度較高，一般可使煤氣中硫化氫含量小于20mgNm²，達(dá)到工藝要求。當(dāng)煤氣中硫化

18、氫含量較高時(shí)，可先經(jīng)濕法脫硫進(jìn)行初脫，然后配置干法脫硫，當(dāng)硫化氫含量小于3gNm3時(shí)，通過在脫硫箱內(nèi)填裝高效脫硫劑，也可達(dá)到工業(yè)煤氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。成套脫硫設(shè)備現(xiàn)行市場價(jià)為40萬元；配套除萘裝置價(jià)格約為10萬元；其他配套費(fèi)用約10萬元；安裝費(fèi)用10萬元；總計(jì)70萬元。天然氣的燃燒產(chǎn)物為 CO2和H2O，對環(huán)境沒有任何危害，不需要再加裝任何裝置，即可達(dá)到理想燃燒效果。3.投資分析1）初期投資天然氣初期投資初裝費(fèi)55萬調(diào)壓站費(fèi)16萬共計(jì)71萬；一段式煤氣發(fā)生爐的初期投資為55萬；兩段式煤氣發(fā)生爐初期投資105萬； 2）運(yùn)營成本一段式發(fā)生爐煤氣（2.4m）556.6萬；兩段式發(fā)生爐煤氣（2.6m）548.

19、9萬； 天然氣相對于一段式煤氣發(fā)生爐403.14萬； 天然氣相對于兩段式煤氣發(fā)生爐511.4萬；從后期運(yùn)營來看，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)目一段式煤氣發(fā)生爐（爐膛直徑2.4m）兩段式煤氣發(fā)生爐（爐膛直徑2.6m）天然氣(參照一段發(fā)生爐熱值)天然氣(參照兩段發(fā)生爐熱值)年產(chǎn)氣量/m3103680001140000014500001772939實(shí)際用氣量/m37464960855000010990001399689初期投資/萬元551057171年運(yùn)行費(fèi)用/萬元556.6548.9403.1451

20、1.388年節(jié)省費(fèi)用/萬元129.4613.51200資金回收年限/年1800天然氣不僅直接經(jīng)濟(jì)成本低于發(fā)生爐煤氣，而且更重要的是在工藝和環(huán)保方面天然氣的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于發(fā)生爐煤氣。從長遠(yuǎn)來看天然氣有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。其取代煤氣也是勢在必行的。由此觀之，天然氣良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益對企業(yè)的發(fā)展有著不可估量的作用。4、 結(jié)論 綜上所述，天然氣和發(fā)生爐煤氣相比具有以下優(yōu)勢：、無煤塵污染，無煤場及運(yùn)煤車輛，廠區(qū)環(huán)境衛(wèi)生好；、更安全，無CO等有毒有害氣體，生產(chǎn)更安全；、無污染物排放，無排污費(fèi)支出，不必經(jīng)常接受環(huán)境保護(hù)部門的監(jiān)督檢查；、設(shè)備投入少，只需安裝流量表及調(diào)壓裝置，減少設(shè)備投入及利息支出；、節(jié)省大

21、量土地，直接減少用地成本及利息支出；、減少用工成本及用工帶來的附加管理成本和意外風(fēng)險(xiǎn)，此風(fēng)險(xiǎn)比較突出；、我公司儲存量為630萬標(biāo)方，供能更安全穩(wěn)定，不受雨雪天氣等惡劣影響，用能有保障；、價(jià)格相對穩(wěn)定，長期合同更優(yōu)惠，生產(chǎn)成本可預(yù)見，可控制；、無政策風(fēng)險(xiǎn)，特別是中小型煤氣發(fā)生爐屬國家政策明令強(qiáng)制淘汰裝備，不斷面臨國家差別電價(jià)和要求強(qiáng)制拆除的政策風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)前很多中小煤氣發(fā)生爐生產(chǎn)廠家，鑒于政策風(fēng)險(xiǎn)和虧損日重，急于出貨轉(zhuǎn)型；10、無須取得安全監(jiān)管部門的安全許可證和接受經(jīng)常性的安全檢查，用氣單位領(lǐng)導(dǎo)無須為此承擔(dān)安全責(zé)任。但煤氣發(fā)生爐的有毒有害性及強(qiáng)烈爆炸性，使監(jiān)管部門對此有較高的安全要求，必須取得安全許可證；11、組分單一，燃燒穩(wěn)