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本文作者:吳世華單位:鞍山江南能源技術(shù)開發(fā)研究所
2012年3月進(jìn)行新工藝的加熱爐試驗(yàn)。所以鞍鋼全部軋鋼加熱爐都燃用高焦?fàn)t混合煤氣,年產(chǎn)鋼材1500萬t。我國(guó)年產(chǎn)鋼已超5億t,大型鋼企的年產(chǎn)軋鋼鋼材量至少也有1億t。表明還有很多座加熱爐還在燃燒混合煤氣,意味著尚有極其巨大的節(jié)能減排潛力,等待去挖掘。同時(shí)還有巨大的環(huán)保價(jià)值,所以這個(gè)課題是很值得深入研究的,從理論上搞清了,將對(duì)我國(guó)鋼企是很有指導(dǎo)意義的。
下面就某Y廠中板加熱爐采用蓄熱式技術(shù)可行性研究獲得的經(jīng)濟(jì)效益與某A廠300MWccpp所獲得的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析比較,能略見端倪。某Y廠中板軋鋼年產(chǎn)量為120萬t,原來有三座50t/h產(chǎn)量的加熱爐,燃燒9614kJ/m3的高、焦?fàn)t混合煤氣,用量為33288m3/h,設(shè)有315kW煤氣加壓機(jī)供送,設(shè)計(jì)年工作7500h(此數(shù)據(jù)是北京鋼鐵設(shè)研總院編制煤氣平衡提供的)。在采用蓄熱式技術(shù)的可行性研究中:新建一座160t/h產(chǎn)量的加熱爐,燒純高爐煤氣,熱值為3260kJ/m3,用量為73610m3/h,年工作6500h。某Y廠的煤氣價(jià)格:高爐煤氣9.3元/GJ,焦?fàn)t煤氣28元/GJ。
計(jì)算煤氣費(fèi)用的節(jié)省計(jì)算:純高爐煤氣小時(shí)費(fèi)用為:2232.84元混合煤氣熱量比是:焦?fàn)t煤氣占83%,高爐煤氣占17%計(jì)算:焦?fàn)t煤氣小時(shí)費(fèi)用為7440.36元高爐煤氣小時(shí)費(fèi)用為506.79元,兩者共計(jì)為7947.15元兩種煤氣小時(shí)消耗費(fèi)用差為5717.3元,年工作7500h計(jì)算,年節(jié)省煤氣價(jià)值4285.7萬元?;旌厦簹獾募訅簷C(jī)電耗和人工費(fèi)為150萬元/年,也屬于節(jié)省的費(fèi)用。
采用蓄熱式技術(shù),燒純高爐煤氣爐子的金屬燒損可減少0.1%,按年產(chǎn)量120萬t計(jì)算,按節(jié)余價(jià)3000元/t算,可獲利360萬元/年。
蓄熱爐設(shè)備運(yùn)行維修成本分析(按t鋼計(jì))燒高爐煤氣引風(fēng)機(jī)增加電耗1.5~1.8kW,值1.0~1.2元/t鋼。
噸鋼消耗蜂窩體0.3~0.6元3)換向閥維修費(fèi)0.05~0.10元與常規(guī)加熱爐金屬換熱器4年一更換,噸鋼增加費(fèi)用0.4元三者權(quán)加噸鋼設(shè)備運(yùn)行成本增加0.95~1.4元,按年產(chǎn)120萬t計(jì)算增加168萬元??偟墓?jié)省費(fèi)用為:1+2+3-4=4627.7萬元。該蓄熱式加熱爐項(xiàng)目總投資也就2000萬元,所以可行性研究的結(jié)論是應(yīng)采用此技術(shù)。如果煤氣單價(jià)按某A廠的價(jià)格:高爐煤氣11元/GJ,焦?fàn)t煤氣55元/GJ。
計(jì)算煤氣的節(jié)省費(fèi)用:12573元/h,年節(jié)省為9430萬元。若再按上述的1+2+3-4算,總的節(jié)省為9772萬元/a,上述數(shù)值是按年產(chǎn)120萬t中板軋鋼產(chǎn)量計(jì)算的,實(shí)際上某A廠的軋鋼鋼材產(chǎn)量約有1500萬t,所以項(xiàng)目的年經(jīng)濟(jì)效益為12.215億元。
下面再對(duì)某A廠的300MWCCPP的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析。引進(jìn)300MWCCPP裝置的總投資約為20億元,要求用高爐煤氣47萬m3/h,用焦?fàn)t煤氣4.2萬m3/h,發(fā)電效率47%,自用電為5%,年設(shè)備維修費(fèi)為2億元,現(xiàn)按小時(shí)效益進(jìn)行分析:
按銘牌發(fā)電量30萬kW/h,值15萬元/h(電價(jià)0.5元/kW•h)。
高爐煤氣0.035元/m3,費(fèi)用為1.645萬元/h焦?fàn)t煤氣0.95元/m3,費(fèi)用為3.59萬元/h兩者相加為5.235萬元/h。
自用電5%則為15×0.05=0.75萬元/h。
維修費(fèi)用2億元/年,按年工作8000h算,為2.5萬元/h三者相加為8.845萬元/h收入-支出=15-8.485=6.155萬元/h全年收益為6.155×8000=4.9億元/a這樣CCPP投資回收期4年多一點(diǎn),對(duì)鋼鐵企業(yè)來說是可以的。但是與采用蓄熱式技術(shù)所獲年效益12.215億元比較,還是后者更合算,而且蓄熱式加熱爐工程投資一年就可以回收。
還有一種工況:當(dāng)高爐煤氣用于蓄熱式加熱之后,置換出來的焦?fàn)t煤氣再用于CCPP的情況。
此時(shí)CCPP所用的焦?fàn)t煤氣除原來的4.2萬m3/h之外,再加上47萬m3/h的高爐煤氣轉(zhuǎn)換為焦?fàn)t煤氣是9.4萬m3/h此時(shí)的煤氣費(fèi)用為8.93+3.59=12.52萬元/h。這樣CCPP的效益:15-(12.52+2.5+0.75)=1.25萬元/h。年效益僅為1億元。即使CCPP使用焦?fàn)t煤氣的效率由原為的47%提高至51%,發(fā)電量可達(dá)326.4MW,計(jì)算年收益也就是2億元。
凡可用蓄熱式軋鋼加熱爐的鋼企,再加上燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火采用高爐煤氣,已經(jīng)沒有太多余的高爐煤氣,不必引進(jìn)CCPP裝置。現(xiàn)有已經(jīng)引進(jìn)CCPP裝置的鋼企要逐步改造為用蓄熱式軋鋼加熱爐。多余出來的焦?fàn)t煤氣要用于往高爐噴吹(或?qū)碜骰ぴ希?/p>