锅炉煤改气项 目 建 议 书

新疆新仁化工有限公司锅炉煤改气项目项目建议书PAGE项目建议书项目名称：新疆新仁化工有限公司锅炉煤改气项目建设单位：新疆新仁化工有限公司项目地址：新疆乌鲁木齐米东化工工业园区联系人：杨平联系电话：135083770732016年8月26日新疆新仁化工有限公司PAGE0目录TOC\o"1-3"\h\u第一章企业基本情况 1第二章项目建设的必要性和技术可行性 2一、项目提出的背景、投资目的、意义和必要性 2二、工艺技术方案比较和结论 3第三章项目产品方案、建设规模 3一、产品方案 3工艺技术方案 4二、建设规模 8第四章建设条件初步分析 8一、装置布置 8二、土建工程 8第五章投资估算及资金来源 9第六章项目效益分析及风险分析 9一、天然气价格情况及蒸汽成本测算 9二、项目效益分析 9三、项目风险分析 10四、水合肼市场前景分析 11第七章项目工期、进度初步安排 11一、项目实施阶段规划 11二、项目实施进度计划 11第八章结论及其他 12一、项目分析结论 12二、项目建设建议 12PAGE13第第13页共12页第一章企业基本情况新疆新仁化工有限公司由重庆腾泽化学有限公司、新疆新仁化工有限公司合资建设。已建成装置规模为年产1.2万吨80%水合肼，该装置于2015年4月底开始试生产。合资双方出资比例为51:49，基本情况如下：（1）重庆腾泽化学有限公司法定地址：重庆市涪陵区白涛镇油坊村法人代表：杨杰重庆腾泽化学有限公司的的前身重庆化医大塚化学有限公司是由日本大塚化学株式会社、重庆化医控股（集团）公司、日本高化学株式会社三家共同出资组建的中日合资企业，公司始建于2006年7月，2012年12月完成股权变更，2013年5月正式更名为重庆腾泽化学有限公司，现为化医集团控股子公司。公司现股东重庆化医控股（集团）公司是重庆市重点企业，实力雄厚，在重庆市大型企业中位居前列；高化学株式会社是一家专门从事中日之间精细化工产品的研发、委托生产及贸易的专业公司，公司业务涉及生命科学、医药农药、涂料、脂、食品添加剂、水处理剂等化学化工以及能源领域。公司地处重庆市涪陵区白涛化工园区，占地面积200亩，注册资金5403.3万美元，总资产7000万美元，现有员工180人。目前公司拥有年产2万吨水合肼和2万吨发泡剂生产装置，是亚洲最大规模的水合肼、发泡剂生产基地之一，其工艺技术来自于日本大塚化学株式会社，处于世界领先水平，工艺装备先进，技术力量雄厚，检测手段齐全，生产工艺技术及产品质量居世界同行领先水平，产品畅销全国20多个省、市、自治区，且远销东南亚及欧美等几十个国家和地区，在国内外市场享有优良的信誉和知名度。公司成立以来，始终致力于依靠科技不断创新，秉持“诚信经营、共谋发展、创造财富、繁荣社会”的企业宗旨，进行海内外业务的拓展，努力打造以水合肼为原料、上下游一体化的精细化工产销基地，为促进地方经济社会发展作出更大的贡献。（2）新疆新仁化工有限公司法定地址：乌鲁木齐市米东石油化工工业园区法人代表：刘可乾新疆新仁化工有限公司是民营股份制企业,成立于2007年1月31日,注册资金3000万元人民币,拥有资产8000万元。公司地处米东区石油化工工业园区经六路与纬七路交汇处，占地面积为200余亩，利用乌鲁木齐市米东区的氯碱、尿素、煤电等优势，生产80%水合肼，目前已建成年产6000吨尿素法水合肼装置，年销售收入1.5亿。新疆新仁化工有限公司是河南省新乡六通实业有限公司的全资子公司，河南省新乡六通实业有限公司位于新乡高新技术开发区，公司占地面积13万平方米，职工600余人，高级工程师12名，工程师48名，助理工程师22名，固定资产1.9亿人民币，2003年通过了国际ISO9001质量体系认证。公司下设化工分公司设备先进，技术力量雄厚，主要产品：醋酸丁酯、醋酸乙酯、苯乙腈、苯乙酸、盐酸地尔硫卓、四氮唑乙酸、热熔型标线涂料、环保型融雪剂等，其中四氮唑乙酸的主要原材料是水合肼。第二章项目建设的必要性和技术可行性一、项目提出的背景、投资目的、意义和必要性新疆新仁化工有限公司现有循环流化床锅炉一台，理论产气量每小时35吨，主要为水合肼装置供气；链条炉一台，理论产气量每小时6吨，主要用于冬季供暖。经过近一年多的运行验证，存在以下主要问题：1、锅炉产气量不足，严重制约水合肼装置的产能提升。循环流化床锅炉实际产气量在31吨左右，加上链条炉每小时产气量2.5吨左右，合计产气量33.5吨左右，而且蒸汽压力较低（汽包压力0.82Mpa左右），供至水合肼装置蒸汽压力仅为0.7Mpa左右，只能维持装置85%左右负荷运行；同时，锅炉处于高负荷运行，操作弹性小，每次在煤炭上仓时，因炉膛温度的变化造成汽包压力波动，对水合肼装置的稳定、优化运行造成极大影响：其一、各系统运行控制参数差，装置的优化、稳定运行以及节能降耗工作无法顺利开展；其二、无法满足水合肼装置满负荷生产用气需要，限制了装置效益最大化的发挥。2、锅炉隐患多，有效连续运行时间短，且维修成本高。从2015年4月水合肼装置投运至2016年8月止，因锅炉原因造成停车30次，约1135.2小时（47.3天），反映出锅炉的隐患多，故障率以及维修成本高；2016年公司内部对锅炉维修材料费用不完全统计为15.36（万元）：另外，由外协施工队伍对大、小锅炉进行技改维修的费用不完全统计为132.9万元左右（含小锅炉链条更换与大锅炉铁铝瓷瓦等材料费用）。以上两项费用合计148.26万元。3、国家大力进行环境整治，对燃煤锅炉进行煤改气势在必行，是顺应国家环保整治的必然举措，是企业生存发展和社会责任担当的具体体现。乌鲁木齐市及米东区环保部门大力整治非法燃煤锅炉，根据乌政办（2015）129号文件关于大气污染防治的相关要求，自2015年6月起，对米东工业园区进行大气监测联防联控，并要求辖区企业在2016年年底前完成煤改气，否则将勒令停产。因此，为了符合环保相关法律法规，使水合肼装置生产合法化；同时为了满足水合肼装置的满负荷生产，使其效益最大化，以及装置安、稳、长、满、优运行，对现有燃煤锅炉改造为燃气锅炉势在必行。通过反复论证，该项目改造完成后，完全可以解决我司水合肼装置产能提升的瓶颈问题，同时，生产厂区可以实现清洁生产。二、工艺技术方案比较和结论该改造项目从投资、安全、工期（影响生产时间）、施工难易程度等方面考虑，最终拟定将现有燃煤锅炉废除，改造为天然气为燃料的燃气锅炉。方案一：采用单台产气量为40吨/小时；方案二：采用2台20吨/小时（每小时产气量40吨）；方案三：采用3台15吨/小时（每小时产气量45吨）。其比较见表：项目主体设备台数投资金额（万元）产气量/小时优势劣势方案一159040一旦出故障，全线停车方案二240040投资省运行灵活性差，一旦其中一台出现故障，单台无法保障生产需要方案三345045可根据实际蒸汽需求量灵活调整锅炉运行台数量，并且3台锅炉可以互为备用投资较高以上投资为厂家报价。通过对比，方案三为最佳方案，因此，采用方案三，整个工艺过程相对燃煤锅炉具有更为稳定、清洁生产、蒸汽品质好、设备生产运行/检修的保障性、可靠性、安全性等更高等优点。第三章项目产品方案、建设规模一、产品方案低压蒸汽（1.25Mpa）：36万吨/年。锅炉蒸汽质量标准表项目钠电导率二氧化硅铁铜单位Ug/kg(氢离子交换后25℃)（us/cm）Ug/kgUg/kgUg/kg标准≤10≤0.30≤20≤20≤5时间1次/2h定期工艺技术方案该项目采用WNS15-1.25-Y(Q)天然气蒸汽锅炉。该类型锅炉在结构上具有以下特点：1）、WNS15-1.25-Y(Q)采用三回程的结构①WNS15-1.25-Y(Q)蒸汽锅炉本体采用经典的“全湿背三回程”结构，燃料在炉胆内微正压燃烧，高温烟气沿炉胆向后经回燃室进入第一烟道管束，经压迫式前烟箱转折180°进入第二管束，经过对流换热后排入大气。②三回程烟管的设计最大限度地延长了火焰在炉里的停留时间，且设计宽大的炉膛和二、三回程烟管形成充裕的换热面，加强了火焰与锅炉管板之间的换热效果。③后烟箱烟气出口布置在沿筒体纵轴的方向，不仅可以缩短炉体长度；又可以避免烟囱放在垂直于筒体纵轴线的方向上，在锅炉启动停止时冷凝水腐蚀锅炉本体。2）、采用全波纹炉胆WNS15-1.25-Y(Q)蒸汽锅炉采用波纹炉胆型式，炉胆形状与燃烧火焰完美结合；波纹形状既增加了炉膛的换热面积，又有利于炉胆的热胀冷缩，提高了炉胆的强度。3）、大炉膛设计①锅炉炉膛尺寸较大，可以布置较多的辐射受热面积，而炉膛的烟气温度比较高，根据辐射换热量和温度的四次方成正比的原理，将辐射受热面布置在高温区，辐射吸热量大，强化了传热效果，提高锅炉热效率。②NOx是油、气燃料燃烧生成的主要污染物，其生成量与燃烧区域温度有密切关系。试验证明，温度从900℃到2100℃，生成的NOx量（按体积分数）增加了约90倍。采用传统的炉膛形式，炉膛火焰中心的燃烧温度通常在2100℃以上，炉膛出口烟温也有1300℃，炉膛整体温度高，并且温度分布不均匀，存在2000℃的高温区，会生成大量NOx；采用大燃烧室结构，增大了传热面积，降低了火焰区域的温度水平，炉内气流组织均匀，炉内温度场极为均匀，可有效抑制NOx生成。4）、低位对称设计的炉胆①炉胆采用低位布置，使蒸汽锅炉的安全水位范围增大，最大限度地减少缺水事故的危害。同时使最高火界远离水面约140mm，充分满足《蒸汽锅炉安全技术监察规程》中100mm的要求，避免了水位波动对锅炉满负荷运行的影响和频繁的“假低水位”报警。并能改善锅炉水动力性能，方便燃烧器的检修。②炉胆低位布置，使锅炉具有较大的蒸汽空间，配上内置的汽水分离装置，保证了湿度低于2％的蒸汽品质。③整个锅炉采用全对称设计，所有烟管以炉胆轴对称，均匀分布，烟气通道均衡，保证传热、应力均匀，大大改善、后管板的应力状况，锅炉运行稳定，故障率低。④大直径、膨胀节型炉胆有效地增加了换热面积，增强了炉胆的韧性，能够消除锅炉因冷热变化产生的应力，缓解热胀冷缩可能造成的设备寿命减短。5）、采用不锈钢烟气扰流条当烟气在烟管内流动时，呈现于“层流”状态，即分层流动。只有靠近烟管内壁的一层烟气才能和烟管接触，将热量通过烟管传热给外面的水；而烟气中心绝大部分热量传递效果很差，锅炉效率很低。需要采取措施引起烟气扰动，提高传热效果。扰流条是一种强化传热措施，即在烟管内部插有不锈钢弹簧状部件，该部件能引起烟管内烟气的扰动，将烟气状态由层流变为紊流，强化传热，提高锅炉热效率。和采用螺纹烟管强化传热比较起来，采用的烟管内插扰流条有以下优势：当烟气在烟管内流动时，呈现于“层流”状态，即分层流动。只有靠近烟管内壁的一层烟气才能和烟管接触，将热量通过烟管传热给外面的水；而烟气中心绝大部分热量传递效果很差，锅炉效率很低。需要采取措施引起烟气扰动，提高传热效果。扰流条是一种强化传热措施，即在烟管内部插有不锈钢弹簧状部件，该部件能引起烟管内烟气的扰动，将烟气状态由层流变为紊流，强化传热，提高锅炉热效率。和采用螺纹烟管强化传热比较起来，采用的烟管内插扰流条有以下优势：①螺纹烟管只能引起管壁附近部分的烟气产生扰动，但烟管中间绝大多数的烟气还是层流；而扰流子使管内烟气全变成紊流，因此强化效果更好。②采用扰流条延缓了烟气流速，增加烟气在锅炉内停留时间，换热更彻底。③扰流条采用优质不锈钢材质，避免烟气腐蚀，且拆卸简单，便于清洁。④螺纹烟管是通过模具将钢管上压出凹沟制成的，烟管内壁的凸台容易积碳，不好清理；外壁凹槽容易积水垢、杂质，阻碍换热。⑤螺纹烟管的制造误差会使传热效果大大降低，扰流条传热效果更加稳定。⑥螺纹烟管只能引起管壁附近部分的烟气产生扰动，但烟管中间绝大多数的烟气还是层流；而扰流子使管内烟气全变成紊流，因此强化效果更好。⑦采用扰流条延缓了烟气流速，增加烟气在锅炉内停留时间，换热更彻底。⑧扰流条采用优质不锈钢材质，避免烟气腐蚀，且拆卸简单，便于清洁。⑨螺纹烟管是通过模具将钢管上压出凹沟制成的，烟管内壁的凸台容易积碳，不好清理；外壁凹槽容易积水垢、杂质，阻碍换热。螺纹烟管的制造误差会使传热效果大大降低，扰流条传热效果更加稳定。螺纹烟管制造时改变了烟管的强度，挤压又产生螺旋变形，整个烟管物理能发生了很大变化。6）、先进的MAG焊的工艺锅炉主要焊缝均采用世界上最先进的MAG焊（熔化极活性气体保护焊）工艺，生产率高、成本低、变形小、抗锈能力强、焊缝含氢量低、抗裂性好，焊缝均匀、美观；管子与管板连接采用先胀后焊形式，消除了腐蚀的问题，延长锅炉的使用寿命。7）、进水导流装置锅炉内部设有进水导流装置，利用水泵余压将锅炉给水均匀送至水面，避免冷水直接冲刷烟管，局部产生过冷沸腾而造成损伤。充分利用水循环原理，使冷水逐步被加热，提高了给水接触炉胆的水温，有效的保护炉胆，延长使用使用寿命。8）、不锈钢和加厚玻璃棉保温层锅炉前后炉门均采用双层耐火保温材料制作，密封性好，散热损失减至最小。锅壳由不锈钢和加厚玻璃棉进行隔热，降低热损失，从而提高锅炉运行效率。9）、对开式快开炉门①锅炉的前、后烟箱均有两个对开式快开炉门，可以调节高度和深度，非常灵活，不必取下燃烧器即可打开炉门。后烟箱特设清洁口，不必停机即可清除烟垢。在锅炉顶部和下后部有人孔和检查孔，便于检查。②坚固的平台可以将锅炉安装在其基座上，也可以方便地安装其他辅助设备。锅炉不但结构紧凑，外形美观，安装、检修锅炉也极其方便。主要设备序号名称规格和型号单位数量产地生产厂家备注1锅炉本体(含平台、扶梯护栏） WNS15-1.25-Y(Q)台32配套辅机2-1燃气燃烧机DB12分体机台32-2给水泵MVI612H=150,Q=16.5,N=15kw,DN50台32-3控制柜西门子PLC智能控制7寸彩色触摸屏台32-4烟气节能器WNS15专配台32-5软水烟气加热循环泵台62-6取样器台32-7排污减温器台12-8软水箱50m3台12-9热力铁除氧器 50t/h套12-10烟囱内径850米242-11分气缸Ф700套12-12本体仪表、阀门套3二、建设规模天然气锅炉系统蒸汽压力1.25Mpa蒸汽温度189.9℃进水量45t/h产气量45t/h第四章建设条件初步分析一、装置布置本装置紧邻水合肼装置建设。二、土建工程本装置紧邻水合肼装置，整套装置估计建筑面积50m*20m，占地约1000m2，整套装置地面上为钢结构加彩钢封闭运行设备。同时各管线应用保温结合，保障冬季运行。投资估算及资金来源经初步估算，工程投资费用如下：设计费：10万元；安装费用：50万元；设备及配套设施采购费用：450万元；燃气管道及减压站建设：80万元；设备基础及厂房建设：100万元；其他：10万元；总投资：700万元。资金来源为新疆新仁化工有限公司自筹和银行贷款。第六章项目效益分析及风险分析一、天然气价格情况及蒸汽成本测算当前，制约天然气锅炉改造的最大阻力来自天然气价格：米东区目前执行的工业用天然气价格为2.39元/Nm3，在公司班子成员的共同努力下，经多次与鑫泰燃气公司洽谈，目前已将天然气价格商谈至1.40元/Nm3（可能执行阶梯气价），这为公司锅炉的天然气改造可行性奠定了坚实的基础。蒸汽成本测算为：根据设计基础参数：锅炉给水平均给水温度为：（750*105+250*25）/1000=85℃锅炉按照3台15t/h蒸发量考虑，锅炉用电功率按照：50KW/台，则吨蒸汽电功率约为：3.3KW；锅炉考虑5%的排污率考虑，则单吨蒸汽的水耗量为1.05t,天然气热值：35310/4.18=8447Kcal/Nm³，锅炉排烟温度在160℃时，热效率约为92%，锅炉排烟温度在120℃时，锅炉热效率约为94%，则当锅炉排烟温度为120℃时，锅炉单吨蒸汽耗气量约为：（650000-85000）/8447/94%=71.15Nm³/h，根据设计基础参数，则单吨蒸汽运行成本为：71.15Nm³/h*1.4+3.3*0.45+1.05*6=99.61+1.48+6.3=107.39元/吨蒸汽。二、项目效益分析表一（产能，消耗、折旧等对比）：产量提升消耗部分折旧部分人工成本部分维修费用部分项目月产量吨产品耗电量吨产品耗煤量吨产品耗气量月折旧总额吨产品摊折旧所需工人数吨产品摊工资月维修总额吨产品摊费用燃煤锅炉770吨375KW.h4吨0m³24166元31.39元23人108.35元92662.5元120.34元燃气锅炉1026吨89.1KW.h0吨1890m³54166元76.35元3人11.78元5000元4.87元1、产能提升方面：我司燃煤锅炉受设备缺陷影响严重，产气量不足、故障率高、长周期稳定运行无法实现，导致水合肼装置生产负荷受限制，2016年1-7月平均产量为770吨；煤改气后，锅炉稳定运行得到保障，水合肼装置生产负荷确保达到95%负荷运行，单月产量达到1026吨，因此，产能得以提升33.25%；2、消耗部分：次钠等原材料固定不变，燃煤锅炉耗电为375KW.h/吨产品，燃气锅炉耗电为89.1KW.h/吨产品，其电费降幅为76.24%，燃煤锅炉耗煤880元/吨产品，燃气锅炉耗气2899.53元/吨产品，其涨幅为229%，是煤改气的主要弊端。3、设备投资折旧方面：燃气锅炉投资超燃煤锅炉投资124%，但随着产能的提升，分摊到吨产品的折旧费用将会降低；但改造后，燃煤锅炉原有折旧仍然存在，所以，燃气改造后的吨产品折旧为76.35元。4、人工成本部分：由于燃气锅炉的自动化程度高，计划每班设置一名操作员，并入中控室操作，在燃煤锅炉现有工人基础上减员20人，吨产品锅炉人工成本降低89.12%。5、维修费用：我司锅炉自2015年5月生产至2016年6月，因锅炉故障率高导致修理频繁且费用高，因锅炉故障造成停车30次，共计1135.2小时（47.3天），维修费用包含两部分，一是外协施工单位对大小锅炉进行维修处理费用103万元左右（如浇注料、埋管、水冷壁管补焊、返料器改造等），二是内部检修的备品备件等费用12万左右，共计115万左右，均摊到每月维修费用为82142元，吨产品均摊106.68元，煤改气后，维修费用将极大的降低，吨产品维修费用预计为5元左右，降幅达到95.43%。表二（水合肼不同售价情况下边际贡献对比）：水合肼售价（万元）单月产量（吨）单月产值（万元）单月边际贡献（万元）年产量（吨）年产值（万元）年边际贡献（万元）燃气锅炉较燃煤锅炉边际贡献能力比（%）燃煤锅炉1.357701039.5297.03847011434.53267.41.51155395.7127054353.31.61232461.5135525077.2燃气锅炉1.3510261385.1273.01128615236.13003.1-8.091.51539404.5169294450.02.221.61641.6492.2418057.65414.66.656、边际贡献能力比较：燃煤锅炉与燃气锅炉的边际贡献支撑点主要在于燃气锅炉的稳定、长周期运行带来的产量提升，当市场价格在13500元时，燃气锅炉的边际贡献能力弱于燃煤锅炉约8.09%，但是当市场价格上升到15000元时，燃气锅炉的边际贡献能力随之上升，反超燃煤锅炉1.61%，市场价格上升到16000元时，反超燃煤锅炉6.12%，由此看出，当水合肼市场价格回升越高，燃气锅炉因产能的提升使得边际贡献能力提高。因此，从边际贡献能力比较来看，当水合肼市场价格维持在1.35万元并长期保持的情况下，锅炉进行煤改气无价值，当市场价格上涨至1.5万元时，锅炉进行煤改气就具有优势。三、项目风险分析本项目存在以下风险：1、冬季因天然气不足，有可能出现保民用，缩减工业用气的情况。根据前期与燃气公司的接触，通过供气协议可以保障新仁化工用气的问题。2、因缺水、次钠供应不足导致水合肼产量较低。缺水情况主要是因为政府之间的协调不畅导致，经过积极的协调，在每年4-5月份缺水期间，由500水库保障供水，同时新仁化工增加了储水设施来保障用水；次钠供应厂家由以前的一家增至三家，每