秦皇島市重點(diǎn)工業(yè)項(xiàng)目天然氣應(yīng)用探討

秦皇島市重點(diǎn)工業(yè)項(xiàng)目天然氣應(yīng)用探討對(duì)工業(yè)企業(yè)供氣，使用天然氣后可以顯著提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善勞動(dòng)條件、方便管理、減少環(huán)境污染，但價(jià)格偏高。秦皇島市重點(diǎn)工業(yè)項(xiàng)目主要為玻璃行業(yè)、陶瓷行業(yè)及金屬壓延行業(yè)。本文試圖從上述三大行業(yè)著手，研究秦皇島市工業(yè)項(xiàng)目天然氣應(yīng)用前景。天然氣作為工業(yè)燃料從企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益分析，受兩個(gè)因素制約：一是氣價(jià)承受能力，二是技改成本。本文僅探討工業(yè)企業(yè)氣價(jià)承受能力。本文主要討論以天然氣替代重油的可行性。文中重油低熱值38560kJ/kg，天然氣低熱值33854kJ/Nm3。玻璃行業(yè)玻璃行業(yè)主要由玻璃器皿工業(yè)及平板玻璃工業(yè)構(gòu)成，而多數(shù)企業(yè)采用以重油為主要燃料。玻璃器皿根據(jù)相關(guān)資料，玻璃器皿單位制品能耗為重油258kg/t玻璃制品。燒重油窯改燒天然氣后，天然氣用量為325Nm3/t玻璃制品。平板玻璃以兩種爐型為例。30馬蹄窯使用重油時(shí)能耗0.16～0.18kg/kg玻璃液，改燒天然氣后，天然氣用量為0.24Nm3/kg玻璃液；300橫火窯使用重油時(shí)能耗0.18～0.20kg/kg玻璃液，改燒天然氣后，天然氣用量為0.29Nm3/kg玻璃液。玻璃行業(yè)使用天然氣與使用重油能耗對(duì)比統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，無(wú)論是玻璃器皿還是平板玻璃，窯型是馬蹄窯還是橫火窯，燒油改燒天然氣后，從直接加熱角度來(lái)看并不節(jié)能，反而要增加5%~10%的能耗。燒天然氣直接加熱能耗增高的原因主要是因?yàn)閮牲c(diǎn)：一是煙氣量增加，同熱值情況下，燃天然氣相比燃重油煙氣量增加約10％；第二點(diǎn)是煙氣溫度升高帶來(lái)熱量損失，由于輻射換熱量的降低和火焰長(zhǎng)度等其他因素的影響，天然氣煙氣溫度較之重油，在爐膛出口處會(huì)升高100～170℃，這也導(dǎo)致了熱量損失的增加。但燒油時(shí)需要的輔助能源及電力等設(shè)施因改燒天然氣而被取消，綜合能耗還要降低5％～8％。陶瓷行業(yè)陶瓷行業(yè)所消耗的能源，大部分用于燒成和干燥工序，二者的能耗約占80％以上。據(jù)報(bào)導(dǎo)，陶瓷工業(yè)的能耗中約61％用于燒成工序，干燥工序能耗約占20％，而較先進(jìn)的干燥工序利用燒成窯的余熱即可完成。因此本文僅討論燒成工序。陶瓷爐窯燒成方式主要有：明焰缽裝、隔焰裸裝、明焰裸裝。明焰缽裝采用傳統(tǒng)的煤作為燃料，由于匣體的加入占用了大量的有效空間，熱穩(wěn)定性差、能耗大、燒成周期長(zhǎng)；隔焰裸裝采用重油為燃料，由于火焰產(chǎn)生的熱不能直接與制品作用，以致窯內(nèi)溫度不均勻，能耗高；而明焰裸裝是最合理、也是最先進(jìn)的燒成方式，因?yàn)槊餮媛銦挥孟惑w或隔焰板，最大限度地簡(jiǎn)化了傳熱和傳質(zhì)過(guò)程，使熱氣體和制品之間直接傳熱、傳質(zhì)。明焰裸裝可采用天然氣為燃料。以隧道窯為例，根據(jù)熱平衡測(cè)定，明焰裸裝單位產(chǎn)品熱耗最低，為4000～15500kJ/kg產(chǎn)品；其次是隔焰裸裝，為19800～76700kJ/kg產(chǎn)品；而明焰缽裝單位產(chǎn)品熱耗最高，為50000～103600kJ/kg產(chǎn)品。因此可得出結(jié)論，僅從陶瓷燒成方式方面考慮，陶瓷行業(yè)使用的燃料應(yīng)以天然氣替代重油或煤。金屬壓延行業(yè)以渤海鋁業(yè)有限公司及秦皇島首鋼板材有限公司為代表，構(gòu)成了秦皇島市的金屬壓延行業(yè)主體。由于秦皇島首鋼板材有限公司項(xiàng)目副產(chǎn)品煤氣中缺乏高熱值煤氣，主要使用天然氣的部位有：煉鋼、連鑄切割、套筒（與轉(zhuǎn)爐煤氣混合后）使用、高爐噴煤加熱爐伴燒、鍋爐伴燒、煤解凍庫(kù)伴燒、煙囪點(diǎn)火等。對(duì)該項(xiàng)目應(yīng)用天然氣，本文不作進(jìn)一步討論。鋁業(yè)公司的主要耗能設(shè)備有化鋁爐、保溫爐、加熱爐及熱處理爐等。其中化鋁爐、保溫爐多采用重油為燃料，加熱爐及熱處理爐用電。根據(jù)相關(guān)資料，化鋁爐燃油耗量約為58～85kg/t鋁液。如果化鋁爐、保溫爐采用天然氣取代重油為燃料，根據(jù)類似玻璃行業(yè)的分析，綜合能耗降低5％～8％；而根據(jù)相關(guān)報(bào)導(dǎo)，鄭州鋁業(yè)股份有限公司原來(lái)是用油做燃料，在改用天然氣后，比較從前可節(jié)省1/3以上的燃料費(fèi)。各企業(yè)氣價(jià)承受能力分析燃料重油按3560元/噸(華南180cst過(guò)駁價(jià),2007.7.12)，天然氣價(jià)格按2.4元/Nm3。則各行業(yè)采用重油或天然氣的能源成本對(duì)比如下表：行業(yè)單位產(chǎn)品能耗單位產(chǎn)品能耗（天然氣)使用天然氣后燃料費(fèi)用降低備注玻璃器皿258kg/t玻璃制品325Nm3/t玻璃制品15%平板玻璃0.19kg/kg玻璃液0.29Nm3/kg玻璃液-3%300橫火窯陶瓷30000kJ/kg產(chǎn)品10000kJ/kg產(chǎn)品74%鋁業(yè)15%參照玻璃行業(yè)綜上所述，天然氣應(yīng)用于玻璃行業(yè)、陶瓷行業(yè)及金屬壓延行業(yè)，僅從價(jià)格方面，具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。如果考慮到燒油時(shí)需要的輔助能源及電力等設(shè)施因改燒天然氣而被取消，在運(yùn)行費(fèi)用方面會(huì)有很大降低，則天然氣更具優(yōu)勢(shì)。各企業(yè)天然氣用氣量分析秦皇島潛在的天然氣工業(yè)用戶情況如下表：產(chǎn)品規(guī)模單位產(chǎn)品天然氣耗量計(jì)算天然氣耗量天然氣耗量1渤海鋁業(yè)有限公司25萬(wàn)噸/年（2005年）75Nm3/t鋁（化鋁爐）1875萬(wàn)米3/年4700萬(wàn)米3/年秦皇島華玉陶瓷有限責(zé)任公司1900余萬(wàn)件/年250萬(wàn)米3/年秦皇島奧格集團(tuán)有限公司浮法玻璃252萬(wàn)重箱/年20.29Nm3/kg玻璃液3654萬(wàn)米3/年211萬(wàn)米3/年北方明晶玻璃有限公司平板玻璃120萬(wàn)重箱/年0.29Nm3/kg玻璃液1740萬(wàn)米3/年40萬(wàn)米3/年秦皇島海燕安全玻璃有限公司70萬(wàn)輛整車配套玻璃/年46萬(wàn)米3/年注：1、數(shù)據(jù)來(lái)源《秦皇島市天