设备技术改造可行性报告

为有效降低能源消耗，转变北钢经济发展方式，适应北钢降低能源消耗、降低污染物排放、降低资源利用量的“三降”原则，结合炼钢厂自身生产和工艺实际，炼钢厂准备将连铸坯切割能源介质从原来的特利气改为氢氧火焰切割。目前，炼钢厂所使用的连铸坯切割能源介质为特利气（主要成分为丙烷：CH），现阶段特利气消耗成本为2.29元/吨。为近一步降低铸坯切割能源介质成本，我厂准备引进使用成本更低、更节能、更高效、更环保的氢氧火焰切割。现就氢氧火焰切割可行性做如下分析。关键词能源介质；成本；节能；可行性1从成本上分析1理阶段我厂所使用的特利气火焰切割一年消耗成本（年产量按700万吨计算）为：7000000X2.29=1603万元。1.2氢氧火焰切割成本分析（电费）氢氧切割的原理是：通过水电解氢氧焊割机将水电解，制取的氢气和氧气燃烧产生的热量加热被切割的金属到燃点，达到燃点的金属与高压氧发生剧烈的氧化反应散发大量的热量继续加热下层金属，继续与高压氧反应以保持连续燃烧，燃烧后产物在高压氧气流冲刷作用下流出，从而切断铸坯。由于水电解制取的氧气本身就满足了氢气燃烧需要，因此不需要消耗低氧压（混合氧），可以省下大量的混合氧费用，其直接使用成本只与电量有关（由于单机单台耗水量不超过6L，水费忽略）。参变量单位方坯参数板坯参数年产量（按700万吨计算）Q万吨435（—区150万吨、二区285万吨）265（—区150万吨、二区115万吨）钢坯规格（两区方坯全按150X1501250X200150X150计算）WXTmm（两区生产最常见规格）钢坯厚度Tmm150200切割定尺Lum129流数M流264平均拉速Sdm/min2.81.3电费Cu元/度0.50.5割枪配置单枪切割单枪切割每台YJ—SB12500型氢氧发生器额定功率为45千瓦.时。正常工作时，切割150X150、135X135方坯按单机供一把切割枪计算，每台每小时耗电量为28千瓦.时（一区三台4流方坯铸机，二区一台6流方坯铸机、一台8流方坯铸机，共26个流），即方坯每流每小时耗电量P方=28千瓦.时；切割200X1250（两区生产最常见规格）板坯按两机供一把割枪计算，每台每小时耗电量30千瓦.时（一区两台板坯铸机，二区一台板坯铸机、共4个流），板坯每流采用单枪切割，即板坯每流每小时耗电量P板=60千瓦.时。1.2.1项目有关的技术参数1.2.2采用氢氧气作为火焰切割燃气介质的直接成本（电费）相关计算：1.2.2.1基本数据1.2.2.1.1将两区方坯年产量（435吨）折合成铸坯总长L、：—…、，—一.一—.一T万L「=（Q.X104）/7.8XWX10-3XTX10-3=（435/104）/7.8X150X10-3X150X10-3=24786325（m）将两区板坯年产量（265吨）折合成铸坯总长L:/—、T板Lt=（Q板X104）/7.8X1250X10-3X200X10-3=（265X104）/7.8X1250X10-3X200X10-3=1358974（m）1.2.2.1.2方坯年产Q方万吨钢实际拉钢生产时间为TD方为：TD方=Lt,/（Sd.X60XM万）°万=24786325/（2.8X60X26）=5675（小时）板坯年产Q板万吨钢实际拉钢生产时间为Td板为：TdLt板/（Sd板X60XM板）、/r4=1358974/（1.3X60X4）=4356（小时）1.2.2.2氢氧火焰切割直接使用费用C（元）及吨钢成本C（元/吨）（由于氢氧切割不断火，不同定尺电费消耗相同）”1.2.2.2.1氢氧火焰切割直接使用费用CD（电费）CD、=qxp万xtd.xm.=0.50X28X5675X26=2065700（元）CDft=CuXP板f板XM板=0.50X60X4356X4=522720（元）使用氢氧火焰切割直接使用费用cd（电费）为：Cd=2065700+522720=2588420（元）1.2.2.2.2氢氧火焰切割直接吨钢成本Ct（电费）（年产量按700万吨计算）C=Cd/Q=2588420/7000000X104=0.37（元/吨）1.3氧气损耗1.3.1切割氧（高压氧）无论采用什么燃气介质，高压氧消耗都是一样的。1.3.2低压氧（混合氧）消耗丙烷（C3H8）C3H8+5O2=3CO2+4H2O氢气（H）2h+o=22ho22从上述化学方程式可知，用丙烷作燃气介质每消耗一个单位体积的丙烷需要5倍单位体积的混合氧气；而用氢氧火焰切割本身水电解的氧气就满足了氢气燃烧的需要，不需要混合氧，因而可以省下大量的混合氧费用。1.4火焰切割钢坯损耗对比由于氢气燃烧速度快（11.2m/s），故氢氧火焰挺直，集束性好，火焰形状似铅笔，其切割割缝窄、切割面平直；丙烷气类燃气燃烧速度慢（m/s）火焰发散，形状似灯笼，其切割割缝相对较宽、切割面经常出现凹陷等缺陷。采用氢氧气切割同种截面尺寸的连铸坯与采用丙烷燃气介质切割连铸坯相比，其切缝宽平均减小1.5mm左右，即每切割一次节约钢坯平均约1.5mm长。节约成本计算：折算一年炼钢厂方、板坯切割次数N：N方=Lt方/L方=24786325/12=2065527（次）N，=L；万/L「=1358974/9=150997（次）采用氢氧切割?方、板坯每年节省的钢坯重量AQ为：△万=1.5X10-3XW.XT.X7.8XN万（吨）=15X10-3X0.15X0.15X7.8x2065527=544（吨）△Q=1.5X10-3XWXTX7.8XN=1..5X10-3X1.25X0.2X7.8X150997=（442吨）故采用氢氧切割方、板坯由于切缝窄每年节省成本（钢坯价格按3200吨计算）:（△Q方十^Q板）X3200=（544+442）X3200=3155200（元）每年备件消耗费用：方坯每流10000元，共计260000元；板坯每流20000元，共计80000元。方、板坯每年备件费为340000元。综上：采用氢氧气切割每年总成本为：2588420+340000=2928420（元）采用氢氧气切割比目前特利气切割每年节约成本（含氢氧切割切缝小节约成本）:16030000+3155200-2928420=16246780（元）2对钢坯成品的影响由于其它燃气介质都含有碳元素，Fe+C-FeC,因此在连铸坯切割后挂渣多且发粘，不易清理。而氢氧气切割同种连铸坯挂渣少，且由于氢脆现象挂渣易清理。同时，由于氢氧气火焰挺直度好，切割断面平整。3从安全、环保方面分析3.1丙烷气丙烷气属饱和型碳氢化合物，着火温度515一543°C，与空气混合的爆炸范围较窄，极限是3%—9.5%。由于其燃烧速度慢，不易回火。接触较高浓度丙烷可出现头晕、头疼、兴奋或嗜睡、恶心、呕吐，血压较低、脉搏慢、神经生理反射减弱，但不出现病理反射。严重者可出现麻醉状态，甚至意识障碍。长期接触浓度的100—300g/m3的丙烷者，出现头晕、头疼、睡眠障碍、易疲倦、情绪不稳定及多汗、脉搏不稳，并有发生肢体远端感觉减退者。2氢氧气氢氧气价格低廉，无污染，着火温度580—590C，与空气混合的爆炸极限是4%—74.2%。水电解氢氧发生器工作压力低，不储存，随产随用，且氢气比重小，及时泄漏也不会聚集，不会发生燃气站爆炸等恶性事故。同时氢氧气无毒不会损害现场人员的健康，燃烧后无废物排出，不污染环境，符合环保要求。经过上述对比可知采用氢氧气应用于连铸坯火焰切割，可以为企业带来显著的经济、社会效益。节能减排是一项长