煤氣發(fā)生爐與天然氣經(jīng)濟性比較

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)技術學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)濟性比較.84、 結論.12一、總論隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對環(huán)境質量的要求也進一步提高。國家也從科學發(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。“改善我國的產業(yè)結構和能源結構”是國家對我國工業(yè)提出的強有力的號召。實現(xiàn)清潔生產，關閉和限制高污染、高耗能產業(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、二五產業(yè)結構調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)落后產能的力度。在國家產業(yè)政策指導下，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)改善自身能源結構，減少對環(huán)境的污染。對于“高耗能、高污染”的產業(yè)找到清潔的可替代能源，是在全國性的產業(yè)結構調整中生存下去的關鍵之所在。取締“高耗能、高污染”的一個重要原因就是以煤為直接燃料而造成的成本的浪費和治理的困難。煤的熱能利用率低

3、和燃燒產物的復雜性是造成這種現(xiàn)象的根本之所在。煤氣中硫的含量相當?shù)母?，硫對產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品質量造成了一定的影響。天然氣以其組成穩(wěn)定、熱值高、其產物對環(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、運輸加工成本低使其成為越來越受人們青睞的燃料產品。天然氣素有綠色能源之稱，是清潔高效的優(yōu)質燃料。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將對沿線城市發(fā)展帶來良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。國外的發(fā)展經(jīng)驗表明天然氣的廣泛應用將帶來社會和經(jīng)濟效益的顯著提高，同時對環(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，僅從以下幾點予以比較：1、 物化性質比較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，極易向上擴散。即使發(fā)生泄漏也不易聚集，發(fā)生危險。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，不易擴散。達到一定濃度后，人一旦吸入，輕者發(fā)生頭痛、反應遲鈍、昏厥，重者有發(fā)生窒息的危險。并且其平均密度和空氣很相近，極易發(fā)生聚集達到爆炸極限而發(fā)生爆炸。由于煤中硫的含量相當?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大的危害。另外煤中大分子有機化合物含量較高，在制氣的同時會揮發(fā)出如笨、甲苯、萘、蒽等一系列致癌物質，對長期在其環(huán)境下的工

6、人的健康有很大危害。兩種燃氣成分組成如下表組份類別CH4C2H6C4H10COH2CO2O2N2總計天然氣99.140.030.20.631發(fā)生爐煤氣1.80.430.48.42.40.256.41）安全可燃氣體與空氣混合后遇明火能發(fā)生爆炸的濃度范圍，稱為燃氣的爆炸極限。燃氣在空氣中的含量低到不能發(fā)生爆炸的限度，稱為爆炸下限，燃氣在空氣中的含量高到不能發(fā)生爆炸的限度則稱為爆炸上限。       各種燃氣的爆炸極限如下：燃氣類別爆炸下限（%）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。4）對工藝的影響煤由煤氣發(fā)生爐制成煤氣，其含有的各種雜質也發(fā)生變化進入煤氣。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品的質量（尤其是冶金、鑄造、機械加工、陶瓷等行業(yè)的產品）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），雜質已在進氣站前完全過濾。燃燒放出的熱量穩(wěn)定，不會造成火爐溫度的波動。燃燒生成的產物為CO2和H2O，對產品沒有任何危害。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。煤在進入氣化爐前，需要進行篩分和洗煤，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不僅很占用土地，更將造成進一步的污染。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。因此也被譽為最清潔的能源。這一點也是國家近年來大力推行天然氣的主要原因。2，運營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)生爐屬于二類設備，國家對這類設備有相當高的安全要求。所以企業(yè)對這類設備和相關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先點燃，使用完畢后爐膛的溫度

9、需要自然冷卻，所產生煤氣的需要放空處理或者點燃。這就造成了能源的浪費和環(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)公司的調壓站調壓后可直接通入火爐燃燒，不需要二次加工，而且隨用隨開，隨關隨停。其二，企業(yè)只需對火爐工進行簡單的培訓即可完成操作。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壓站一座。二、天然氣和發(fā)生爐煤氣的具體經(jīng)濟比較下面以直徑為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個小時；使用煤料以無煙煤計，價格按1300元/t; 煤氣發(fā)生爐工作狀況 種類項目一段式煤氣發(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日工作小時數(shù)10小時10小時無煙煤價格1300元1300元燃料消耗量kg/h12801250產氣率m3 /t27003040煤氣產量m3=/h34503800設備價

11、格/萬元3080安全使用年限/年88年耗煤量/噸38403750年產氣量/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設備的費用的比較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；天然氣的運行需要操作工3名，月薪2000元。每年共付工資7.2萬元。2）設備運營維護費用氣化爐的維修保養(yǎng)費用以每年2萬元計算；設備損耗費用6萬元（兩段式煤氣發(fā)生爐為10萬元/年）；每臺風機每年耗電以8400元/年計（P=4kw·h）；每年消耗水所需費用1.35萬元；煤的預處理費用（包括篩

12、分，洗煤和儲存）10萬/年，相關設備費用4萬；灰渣處理費用2萬元/年；總計，一段式為33.4萬元；兩段式為37.4萬元；天然氣的設備運營僅需流量計維護費用3000元/年。總計，年運行費用7.5萬元。如下表所示 燃氣類型項目一段式煤氣發(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)費萬元/年220.3設備損耗費萬元/年6100電費元萬/年0.850.850水費萬元/年1.351.350預處理費萬元/年10100預處理設備維護費萬元/年440灰渣處理費萬元/年220工人工資萬元/年31.231.27.2總計萬元/年57.461.47.53)運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（無煙煤）。一段爐運營維護所需費用為57.4萬；兩段爐運營維護所需費用為61.4萬；一段式煤氣發(fā)生爐每年運營所需資金556.6萬元；兩段式煤氣發(fā)生爐每年運營所需費用548.9萬元； 爐型 項目一段式煤氣發(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煤價元/噸13001300用煤費用萬元/年499.2487.5設備運營費用萬元/年57.461.4總計萬元/年556.6548.9由于沒有相關儲氣設施和調峰設備所以不能連續(xù)供氣，需要預先點爐，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  燃氣種類   項目 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原價格/元.5140.463.6年產氣量/m31036800011400000實際用氣量/m374649608550000實際價格/元0.7130.6143.6

15、消耗天燃氣量/m310990001399689天然氣年節(jié)省費用/元1369602101203）配套設備費用一段式煤氣發(fā)生爐的市場價約為30萬，相關輔助設施的費用約25萬(不含用地）；兩段式煤氣發(fā)生爐的市場價約為80萬，相關輔助設施的費用約25萬(不含用地）；若使用天然氣，建調壓站所需費用僅為16萬元，配套費用需約55萬元，共計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)生爐項目投資對照項目表 種類項目一段式煤氣發(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燃氣配套費/萬元0071總計/萬元5510571若改用天然氣，一段式煤氣發(fā)生爐需1年時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)資金的回攏的難度。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)生爐煤氣天然氣設備投資/萬元3080 16輔助設備/萬元1313 55總計/萬元55105 71相比年節(jié)省費用/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)氣化爐氣化轉化為H2S、SO2 等含硫化合物，如果直接燃燒不但對生產工藝造成惡劣影響損害產品質量，而且生成的尾氣如果直接放入大氣將進一步造成環(huán)境污染。所以在工藝對燃氣含硫量要求較高或環(huán)境對尾氣含硫量有要求時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。進脫硫箱前一般需要先除萘。煤氣凈化標準進干箱的萘含量，冬季應50mgm3，夏季應100mgm3。所以進脫硫箱的煤氣中灰塵、焦油、萘等雜質含量應符合城市煤氣規(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，達到工藝要求。當煤氣中硫化

18、氫含量較高時，可先經(jīng)濕法脫硫進行初脫，然后配置干法脫硫，當硫化氫含量小于3gNm3時，通過在脫硫箱內填裝高效脫硫劑，也可達到工業(yè)煤氣質量標準。成套脫硫設備現(xiàn)行市場價為40萬元；配套除萘裝置價格約為10萬元；其他配套費用約10萬元；安裝費用10萬元；總計70萬元。天然氣的燃燒產物為 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55萬調壓站費16萬共計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；從后期運營來看，天然氣可以為企業(yè)節(jié)省大批開支，減小生產成本，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)年產氣量/m3103680001140000014500001772939實際用氣量/m37464960855000010990001399689初期投資/萬元551057171年運行費用/萬元556.6548.9403.1451

20、1.388年節(jié)省費用/萬元129.4613.51200資金回收年限/年1800天然氣不僅直接經(jīng)濟成本低于發(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)濟效益遠遠大于發(fā)生爐煤氣。從長遠來看天然氣有著得天獨厚的優(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)濟效益對企業(yè)的發(fā)展有著不可估量的作用。4、 結論 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，生產更安全；、無污染物排放，無排污費支出，不必經(jīng)常接受環(huán)境保護部門的監(jiān)督檢查；、設備投入少，只需安裝流量表及調壓裝置，減少設備投入及利息支出；、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險，此風險比較突出；、我公司儲存量為630萬標方，供能更安全穩(wěn)定，不受雨雪天氣等惡劣影響，用能有保障；、價格相對穩(wěn)定，長期合同更優(yōu)惠，生產成本可預見，可控制；、無政策風險，特別是中小型煤氣發(fā)生爐屬國家政策明令強制淘汰裝備，不斷面臨國家差別電價和要求強制拆除的政策風險。當前很多中小煤氣發(fā)生爐生產廠家，鑒于政策風險和虧損日重，急于出貨轉型；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，用氣單位領導無須為此承擔安全責任。但煤氣發(fā)生爐的有毒有害性及強烈爆炸性，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)