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本文作者:吳世華單位:鞍山江南能源技術開發(fā)研究所
2012年3月進行新工藝的加熱爐試驗。所以鞍鋼全部軋鋼加熱爐都燃用高焦爐混合煤氣,年產鋼材1500萬t。我國年產鋼已超5億t,大型鋼企的年產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。同時還有巨大的環(huán)保價值,所以這個課題是很值得深入研究的,從理論上搞清了,將對我國鋼企是很有指導意義的。
下面就某Y廠中板加熱爐采用蓄熱式技術可行性研究獲得的經濟效益與某A廠300MWccpp所獲得的經濟效益進行分析比較,能略見端倪。某Y廠中板軋鋼年產量為120萬t,原來有三座50t/h產量的加熱爐,燃燒9614kJ/m3的高、焦爐混合煤氣,用量為33288m3/h,設有315kW煤氣加壓機供送,設計年工作7500h(此數(shù)據(jù)是北京鋼鐵設研總院編制煤氣平衡提供的)。在采用蓄熱式技術的可行性研究中:新建一座160t/h產量的加熱爐,燒純高爐煤氣,熱值為3260kJ/m3,用量為73610m3/h,年工作6500h。某Y廠的煤氣價格:高爐煤氣9.3元/GJ,焦爐煤氣28元/GJ。
計算煤氣費用的節(jié)省計算:純高爐煤氣小時費用為:2232.84元混合煤氣熱量比是:焦爐煤氣占83%,高爐煤氣占17%計算:焦爐煤氣小時費用為7440.36元高爐煤氣小時費用為506.79元,兩者共計為7947.15元兩種煤氣小時消耗費用差為5717.3元,年工作7500h計算,年節(jié)省煤氣價值4285.7萬元?;旌厦簹獾募訅簷C電耗和人工費為150萬元/年,也屬于節(jié)省的費用。
采用蓄熱式技術,燒純高爐煤氣爐子的金屬燒損可減少0.1%,按年產量120萬t計算,按節(jié)余價3000元/t算,可獲利360萬元/年。
蓄熱爐設備運行維修成本分析(按t鋼計)燒高爐煤氣引風機增加電耗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,噸鋼增加費用0.4元三者權加噸鋼設備運行成本增加0.95~1.4元,按年產120萬t計算增加168萬元??偟墓?jié)省費用為:1+2+3-4=4627.7萬元。該蓄熱式加熱爐項目總投資也就2000萬元,所以可行性研究的結論是應采用此技術。如果煤氣單價按某A廠的價格:高爐煤氣11元/GJ,焦爐煤氣55元/GJ。
計算煤氣的節(jié)省費用: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120萬t中板軋鋼產量計算的,實際上某A廠的軋鋼鋼材產量約有1500萬t,所以項目的年經濟效益為12.215億元。
下面再對某A廠的300MWCCPP的經濟效益進行分析。引進300MWCCPP裝置的總投資約為20億元,要求用高爐煤氣47萬m3/h,用焦爐煤氣4.2萬m3/h,發(fā)電效率47%,自用電為5%,年設備維修費為2億元,現(xiàn)按小時效益進行分析:
按銘牌發(fā)電量30萬kW/h,值15萬元/h(電價0.5元/kW•h)。
高爐煤氣0.035元/m3,費用為1.645萬元/h焦爐煤氣0.95元/m3,費用為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,對鋼鐵企業(yè)來說是可以的。但是與采用蓄熱式技術所獲年效益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:當高爐煤氣用于蓄熱式加熱之后,置換出來的焦爐煤氣再用于CCPP的情況。
此時CCPP所用的焦爐煤氣除原來的4.2萬m3/h之外,再加上47萬m3/h的高爐煤氣轉換為焦爐煤氣是9.4萬m3/h此時的煤氣費用為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使用焦爐煤氣的效率由原為的47%提高至51%,發(fā)電量可達326.4MW,計算年收益也就是2億元。
凡可用蓄熱式軋鋼加熱爐的鋼企,再加上燒結機點火采用高爐煤氣,已經沒有太多余的高爐煤氣,不必引進CCPP裝置?,F(xiàn)有已經引進CCPP裝置的鋼企要逐步改造為用蓄熱式軋鋼加熱爐。多余出來的焦爐煤氣要用于往高爐噴吹(或將來作化工原料)。