煤气发生炉与天然气经济性比较

1、发生炉煤气与天然气比较分析陕西能源职业技术学院洛阳顺和能源有限公司2011年5月1日目录1、 总论 .32、 天然气和发生炉煤气的宏观比较 .53、 天然气和发生炉煤气的具体经济性比较 .84、 结论 .12可编辑范本一、总论随着社会经济 的发展和人 民生活水平 的提高 ，人 们对环 境质量的要求也进一步提高。国家也从科学发展的角度出 发， 对我国的工业发展提出了更高的要求。 “改善我国的产 业结构和能源结构” 是国家对我国工业提出的强有力的号 召 。实 现 清 洁 生 产 ， 关 闭 和 限 制 高 污 染 、 高 耗 能 产 业 是 国 家 从社会全局的高度出发做出的长期的重大决策。两会期

2、 间 国务 院提 出 了 加大 了对节能减排 的 力度 ，鼓 励 使用清洁能源。另外，国家十二五产 业结构调整目录中 明 确要求禁止使用一段式（ 含一段半式 ）冷 煤气发生炉 ，禁 止使用二段式水冷（洗）式煤气发生炉。 根据国家发改委 节 能减排综合性工作方案要求： “加快淘汰落后生产 能力。 加大淘汰 电力 、钢 铁 、建 材 、电 解铝 、铁 合金 、电 石 、焦 炭 、 平板玻璃等行业落后产能的力度。在国家产业政策指导下， 使用清洁的天然气作为燃料是大势所趋和势在必行的。所以，各大企业纷纷从自身的角度出发改善自身能源结 构， 减少对环境的污染。 对于 “高耗能、 高污染” 的产业找 到清

3、洁的可替代能源 ，是 在全 国 性的产业结构调整 中生存下 去的关键之所在。取缔 “高耗能、 高污染” 的一个重要原因就是以煤为直 接燃料而造成 的成本 的浪费和治理的 困难 。煤 的 热能利 用 率 低和燃烧产物的复杂性是造成这种现象的根本之所在。煤气中硫的含量相当的高，硫对产品和人体的危害很大。 煤气成分 的不确定也造成了 其热值的波动 ，从 而 给温度控制 和产品质量造成了一定的影响。天然气 以其组成稳定 、热 值高 、其 产 物对环境没有危害 ， 而被称为最洁净的 能源之一 。而 其来源广泛 ，储 藏 量大 、 运 输加工成本低使其成为越来越受人们青睐的燃料产品。天然气素有绿 色能源之

4、称 ，是 清洁高效的 优质燃料 。城 市居 民和工业使用 天然气作为燃料 ，可 以减少对城市的环境 污染 ，提 高城市的 整体水平 。为 了减少环境污染 ，国 家相关 部位颁布 了 许多鼓励使用天然气 的政策 ，制 定了 发展天然气 事业的规划 ， 力争到 2012 年使天然气在一次能源中的比重从 目前的 3%提高到 28%。随着西气东输二线的建设将对沿线城市发展带来良好的 经济效益和环境效益。国外的发展经验表明天然气的广泛应用将带来社会和经 济效益的 显著提高 ，同 时对环境 的改善将带来不可估量 的作 用。二、天然气 和 气 化 炉 煤 气 的 宏 观 比 较天然气和发生炉煤气都可作为锅炉

5、供热的燃料，但两者 在性能上是有一定差别的，仅从以下几点予以比较：1) 物化性质比较2) 热值天然气 的热值为 9000kcal/m 3；一段式发生炉煤气热值约为 1258kcal/m 3。 即 1m3t 天 然气 相当于7.15m3一段式发生炉煤气。两段式发生炉煤气的平均热值约为 1400kcal/m 3。 即 1m3 天然气相当于6.43m3两段式发生炉煤气。3) 毒性天然气的主要成分为 CH4 (98%以上) ， CH4 无毒 ， 对人 体没有危害 ，而 且密度 比空气小得多 ，极 易 向 上扩散。即 使 发生泄漏也不易聚集 ，发 生危险 。而 发生炉煤气 的主要成分 发是CO、H2、N

6、2,其中CO的毒性很大，而且无色无味，不 易扩散。达到一定浓度后，人一旦吸入，轻者发生头痛、反 应迟钝、昏厥，重者有发生窒息的危险。并且其平均密度和 空气很相近，极易发生聚集达到爆炸极限而发生爆炸。由于煤中硫的含量相当的高，其生成的煤气中必然含有 一定量的含硫化合物如H2S、SO2等，对长期从事发生炉操 作的 工人 的健康有相 当 大的危害 。另 外煤 中大分子有机化合 物含量较高，在制气的同时会挥发出如笨、甲苯、萘、蒽等一系列致癌物质，对长期在其环境下的工人的健康有很大危两种燃气成分组成如下表一、 组类、份CH4C2H6C4H10COH2CO202N2总计天然气99.140.03一一一0.2

7、一0.631发生炉煤气1.8一0.430.48.42.40.256.414) ）安全可燃气体与空气混合后遇明火能发生爆炸的浓度范围， 称为燃气的爆炸极限。燃气在空气中的含量低到不能发生爆 炸的限度，称为爆炸下限，燃气在空气中的含量高到不能发 生爆炸的限度则称为爆炸上限。各种燃气的爆炸极限如下：|燃气类别爆炸下限（）爆炸上限（）天然气515人工煤气520.731 73液化石油气1.59.5有上表可知天然气和煤气相比爆炸极限要小的多，故不 易发生危险。4）对工艺的影响煤由煤气发生炉制成煤气，其含有的各种杂质也发生变 化进入煤气。主要有害成分有H2S、SO2、C6 H 6、甲苯、二 甲苯、蔡、慈、蔓

8、等。其中含硫化合物对产品的质量（尤其 是冶金、铸造、机械加工、陶瓷等行业的产品）造成恶劣影其中主要可燃成分CO和H2会因操作条件的变化，其相 对含量发生变化。从而造成火炉温度的改变。天然气主要成分为CH4 (大于9 8%),杂质已在进气站 前完全过滤 。燃 烧放 出 的热量稳定 ，不 会造成火炉温度 的波 动。燃烧生成的产物为CO2和H2O,对产品没有任何危害。5) 污 染煤中的硫份经气化、 燃烧生成 SO2， 如果不经处理排入 大气，会造成一系列的污染，而且很难消除。从气化炉出来的煤气如果不经过滤直接燃烧，将带来大 量的粉尘污染空气。煤在进入气化炉前，需要进行筛分和洗煤，也将造成大 量粉尘和

9、污水，如果不经处理也会将造成大量污染。气化生成的炉渣如果处理不当不仅很占用土地，更将造 成进一步的污染。天然气在这方面有很大优势， 其燃烧只生成的 CO2 和 H2O ， 对 环 境没 有任 何污 染 。 因 此 也被 誉 为最 清 洁 的 能 源 。 这一点也是国家近年来大力推行天然气的主要原因。2 ， 运 营1） 操作与管理发生炉煤气需要专业操作工操作煤气发生炉。煤气发生 炉属于二类设备 ，国 家对这类设备有相 当 高的 安全要求 。所以企业对这类设备和相关人员的管理难度要大得多。不连续供气的煤气发生炉在使用前需要预先点燃，使用 完毕后炉膛 的温度需要 自 然冷却 ，所 产生煤气 的 需要

10、放空处 理或者点燃。这就造成了能源的浪费和环境的污染。对于天然气并不存在这样的问题。其一，天然气有我公司直接供气，经公司的调压站调压 后可直接通入火炉燃烧，不需要二次加工，而且随用随开， 随关随停。其二，企业只需对火炉工进行简单的培训即可完成操 作。其三，企业减少了很大的安全隐患（煤气发生炉）， 对 这一方面的投入也相对减少。2） 投 资若使用煤气，用气量小的企业也需要建煤气发生炉一 座，火炉一座，储煤仓库一座、分煤装置一台、洗煤装置一 套 、煤 气 过 滤 装 置 一 套 、 废 气 处 理 装 置 一 套 。而 用 气 量 大 的 的企业一般需要煤气发生炉 1-4 台 ， 另设 1 台备用

11、 ， 火炉若 干座，储煤仓库一座、分煤装置一台、洗煤装置一套、煤气 过滤装置若干套、废气处理装置一套。而天然气仅仅只需建调压站一座。二、天然 气 和 发 生 炉 煤 气 的 具 体 经 济 比 较下面以直径为 2.4m 的一段式煤气发生炉和直径为 2.6m的两段式煤气发生炉为例与天然气进行比较：1 .发生炉煤气的工作条件一年工作300天；每天工作10个小时；使用煤料以无烟煤计，价格按1300元/t；煤气发生炉工作状况 种类一段式煤气发生炉两段式煤气发生炉项目（炉膛直径2.4m ）（炉膛直径2.6m ）年工作日数300d300d日工作小时数10小时10小时无烟煤价格1300 元1300 元燃料消

12、耗量kg/h12801250广气率m3/t27003040煤气产量m3=/h34503800设备价格/万元3080安全使用年限/年88年耗煤量/吨38403750年产气量/m 31036800011400000原煤所需资金/万元499.2487.5煤气热值kcal/m 3125814002 .气化炉和天然气相关设备的费用的比较1）员工配置每台气化炉配操作工13名，月薪2000元每年共支付资金31.2万元；天然气的运行需要操作工3名，月薪2000元。每年共付工资7.2万元。2）设备运营维护费用气化炉的维修保养费用以每年2万元计算；设备损耗费用6万元（两段式煤气发生炉为10万元/年）；每台风机每年

13、耗电以8400元/年计（P=4kw h）;每年消耗水所需费用1.35万元；煤的预处理费用（包括筛分，洗煤和储存）10万/年，相关设备费用4万；灰渣处理费用2万元/年；总计，一段式为33.4万元；两段式为37.4万元；天然气的设备运营仅需流量计维护费用3000元/年。总计，年运行费用7.5万元。如下表所示一段式煤气发生炉（炉膛直径2.4m ）两段式煤气发生炉（炉膛直径2.6m ）天然气维修保养费万元/年220.3设备损耗费万元/年6100电费元万/年0.850.850水费万元/年1.351.350预处理费万元/年10100预处理设备维护费万元/年440灰渣处理费万元/年220工人工资力元/年31

14、.231.27.2总计万元/年57.461.47.53）运营成本分析一段式煤气发生炉每年耗煤3840t;两段式煤气发生炉每年耗煤3750t;每吨煤以1300元计（无烟煤）。一段炉运营维护所需费用为57.4万;两段炉运营维护所需费用为61.4万；一段式煤气发生炉每年运营所需资金556.6万元;两段式煤气发生炉每年运营所需费用548.9万元；一段式煤气发生炉两段式煤气发生炉项目（炉膛直径2.4m ）（炉膛直径2.6m ）年耗煤吨/年38403750煤价元/吨13001300用煤费用万元/年499.2487.5设备运宫费用力兀/年57.461.4总计万元/年556.6548.9由于没有相关储气设施和

15、调峰设备所以不能连续供 气，需要预先点炉，煤气使用完毕需要放空处理，这就大大 降低了煤气的利用效率。一段式发生炉煤气的热值利用效率为0.72;两段式发生炉煤气的热值利用效率为0.75;而天然气可以做到随用随开，随关随停。热值利用效率为0.98;综上分析，有如下表格:天然气和发生炉煤气热值利用情况分析表燃气 项目一段式煤气发生炉（炉膛直径2.4m ）两段式煤气发生炉（炉膛直径2.6m ）天然气热值 kcal/m 3125814009000天然气/煤气7.156.431利用率0.720.750.98原价格/元0 .5140.463.6年产气量/m 31036800011400000实际用气量/m

16、374649608550000实际价格/元0.7130.6143.6消耗大燃气量/m 310990001399689天然气年节省费用/元136960 02101203）配套设备费用一段式煤气发生炉的市场价约为30万，相关辅助设施的费用约25万（不含用地）；两段式煤气发生炉的市场价约为80万，相关辅助设施的费用约25万（不含用地）；若使用天然气，建调压站所需费用仅为16万元，配套费用需约55万元，共计71万。煤气发生炉和天然气初期所需投资对比如下天然气和煤气发生炉项目投资对照项目表种类项目一段式煤气发生炉（炉膛直径2.4m ）两段式煤气发生炉（炉膛直径2.0m ）天然气煤气发生炉/万元30800

17、储煤仓库/万元550分煤装置/万元770洗煤装置/万元7.57.50煤气过滤装置/万元330废气处理装置/万元2.52.50燃气配套费/万元0071总计/万元5510571若改用天然气，一段式煤气发生炉需1年时间即可收回所有成本。若改用天然气两段式煤气发生炉一般需8年才能回收 成本。两段式煤气煤气发生炉初期投资过大，一般不适用于中 小企业，使用煤气短期内成本难以回收。若使用天然气可以 减少了初期投资，可以大大节省投资成本。减少了企业资金 的回拢的难度。综上分析，天然气相对于气化炉煤气煤气的优越性已 经非常明显。具体费用见下表：一段式发生炉煤气两段式发生炉煤气天然气设备投资/万元308016辅助

18、设备/万元131355总计/万元5510571相比年节省费用/万元129.4613.5120资金回收年限/年1804 ) 环 保 投 资煤炭中含 有的硫经气化炉气化转化为 H2S、 SO2 等含 硫 化合物 ，如 果直接燃烧不但对生产 工艺造成恶劣影 响损害产 品质量 ，而 且生成 的尾气如果直接放入大气将进一步造成环 境污染。所以在工艺对燃气含硫量要求较高或环境对尾气含硫 量有要求时就必须加装脱硫装置。脱硫装置一般采用 10A 型脱硫箱或脱硫塔。 进脱硫箱 前一般需要先 除萘 。 煤气净化标准进干箱 的萘含 量 ，冬 季应 < 50mg / m3,夏季应< 100mg / m3。

19、所以进脱硫箱的煤气中 灰尘 、焦 油 、 萘等杂质含 量应符合城市煤气规范要求 。干 法 脱硫后的 煤气净化度较高 ，一 般可使煤气 中硫化氢含量小 于 20mgNm2， 达到工艺要求。 当煤气中硫化氢含 量较高时 ， 可先经湿法脱硫进行初脱 ，然 后配置干法脱硫 ，当 硫化氢含 量小于 3g Nm3 时 ，通 过在脱硫箱 内 填装高效脱硫剂 ，也 可 达到工业煤气质量标准。成套脱硫设备现行市场价为 40 万元 ；配套除萘装置价格 约为 10万元；其他配套费用约 10万元；安装费用 10万元；总 计 70 万 元 。天然气的燃烧产物为CO2和H2O,对环境没有任何危害，不需要再加装任何装置，即

20、可达到理想燃烧效果5 .投资分析1）初期投资天然气初期投资初装费55万调压站费16万共计71万；一段式煤气发生炉的初期投资为55万；两段式煤气发生炉初期投资105万；2）运营成本一段式发生炉煤气（2.4m） 556.6万；两段式发生炉煤气（2.6m） 548.9万；天然气相对于一段式煤气发生炉403.14万；天然气相对于两段式煤气发生炉511.4万；从后期运营来看，天然气可以为企业节省大批开支，减 小生产成本，增大了企业的利润空间，提高了企业的生存能 力。天然气和发生炉煤气投资分析汇总表种奥项目一段式煤气发生炉（炉膛直径2.4m ）两段式煤气发生炉（炉膛直径2.6m ）天然气（参照一段发生炉热

21、值）天然气（参照两段发生炉热值）年产气量/m 3103680001140000014500001772939实际用气量/m 37464960855000010990001399689初期投资/万元551057171年运行费用/万元556.6548.9403.14511.388年节省费用/万元129.4613.51200资金回收年限/年1800天然气不仅直接经济成本低于发生炉煤气，而且更重要 的是在工艺和环保方面天然气的经济效益远远大于发生炉 煤气。从长远来看天然气有着得天独厚的优势。其取代煤气 也是势在必行的。由此观之，天然气良好的社会和经济效益对企业的发展 有着不可估量的作用。四、结论综上所

22、述，天然气和发生炉煤气相比具有以下优势：1、无煤尘污染，无煤场及运煤车辆，厂区环境卫生好；2、更安全，无CO等有毒有害气体，生产更安全；3、无污染物排放，无排污费支出，不必经常接受环境 保护部门的监督检查；4、设备投入少，只需安装流量表及调压装置，减少设 备投入及利息支出；5、节省大量土地，直接减少用地成本及利息支出；6、减少用工成本及用工带来的附加管理成本和意外风 险，此风险比较突出；7、我公司储存量为630万标方，供能更安全稳定，不 受雨雪天气等恶劣影响，用能有保障；8、价格相对稳定，长期合同更优惠，生产成本可预见， 可控制；9、无政策风险，特别是中小型煤气发生炉属国家政策 明令强制淘汰装备，不断面临国家差别电价和要求强制拆 除的政策风险。当前很多中小煤气发生炉生产厂家，鉴于 政策风险和亏损日重，急于出货转型；10、 无须取得安全监管部门 的安全许可证和接受经常性 的安全检查，用气单位领导无须为此承担安全责任。但煤 气发生炉的有毒有害性及强烈爆炸性，使监管部门对此有 较高的安全要求，必须取得安全许可证；11、 组分单一， 燃烧稳定， 易于控制， 有利于提高产 品 质量；12、 热值高， 提温快， 热能损失少 ， 明显提高生产率 ，