秦皇岛市重点工业项目天然气应用探讨

秦皇岛市重点工业项目天然气应用探讨对工业企业供气，使用天然气后可以显著提高产品质量、改善劳动条件、方便管理、减少环境污染，但价格偏高。秦皇岛市重点工业项目主要为玻璃行业、陶瓷行业及金属压延行业。本文试图从上述三大行业着手，研究秦皇岛市工业项目天然气应用前景。天然气作为工业燃料从企业经济效益分析，受两个因素制约：一是气价承受能力，二是技改成本。本文仅探讨工业企业气价承受能力。本文主要讨论以天然气替代重油的可行性。文中重油低热值38560kJ/kg，天然气低热值33854kJ/Nm3。玻璃行业玻璃行业主要由玻璃器皿工业及平板玻璃工业构成，而多数企业采用以重油为主要燃料。玻璃器皿根据相关资料，玻璃器皿单位制品能耗为重油258kg/t玻璃制品。烧重油窑改烧天然气后，天然气用量为325Nm3/t玻璃制品。平板玻璃以两种炉型为例。30马蹄窑使用重油时能耗0.16～0.18kg/kg玻璃液，改烧天然气后，天然气用量为0.24Nm3/kg玻璃液；300横火窑使用重油时能耗0.18～0.20kg/kg玻璃液，改烧天然气后，天然气用量为0.29Nm3/kg玻璃液。玻璃行业使用天然气与使用重油能耗对比统计数字表明，无论是玻璃器皿还是平板玻璃，窑型是马蹄窑还是横火窑，烧油改烧天然气后，从直接加热角度来看并不节能，反而要增加5%~10%的能耗。烧天然气直接加热能耗增高的原因主要是因为两点：一是烟气量增加，同热值情况下，燃天然气相比燃重油烟气量增加约10％；第二点是烟气温度升高带来热量损失，由于辐射换热量的降低和火焰长度等其他因素的影响，天然气烟气温度较之重油，在炉膛出口处会升高100～170℃，这也导致了热量损失的增加。但烧油时需要的辅助能源及电力等设施因改烧天然气而被取消，综合能耗还要降低5％～8％。陶瓷行业陶瓷行业所消耗的能源，大部分用于烧成和干燥工序，二者的能耗约占80％以上。据报导，陶瓷工业的能耗中约61％用于烧成工序，干燥工序能耗约占20％，而较先进的干燥工序利用烧成窑的余热即可完成。因此本文仅讨论烧成工序。陶瓷炉窑烧成方式主要有：明焰钵装、隔焰裸装、明焰裸装。明焰钵装采用传统的煤作为燃料，由于匣体的加入占用了大量的有效空间，热稳定性差、能耗大、烧成周期长；隔焰裸装采用重油为燃料，由于火焰产生的热不能直接与制品作用，以致窑内温度不均匀，能耗高；而明焰裸装是最合理、也是最先进的烧成方式，因为明焰裸烧不用匣体或隔焰板，最大限度地简化了传热和传质过程，使热气体和制品之间直接传热、传质。明焰裸装可采用天然气为燃料。以隧道窑为例，根据热平衡测定，明焰裸装单位产品热耗最低，为4000～15500kJ/kg产品；其次是隔焰裸装，为19800～76700kJ/kg产品；而明焰钵装单位产品热耗最高，为50000～103600kJ/kg产品。因此可得出结论，仅从陶瓷烧成方式方面考虑，陶瓷行业使用的燃料应以天然气替代重油或煤。金属压延行业以渤海铝业有限公司及秦皇岛首钢板材有限公司为代表，构成了秦皇岛市的金属压延行业主体。由于秦皇岛首钢板材有限公司项目副产品煤气中缺乏高热值煤气，主要使用天然气的部位有：炼钢、连铸切割、套筒（与转炉煤气混合后）使用、高炉喷煤加热炉伴烧、锅炉伴烧、煤解冻库伴烧、烟囱点火等。对该项目应用天然气，本文不作进一步讨论。铝业公司的主要耗能设备有化铝炉、保温炉、加热炉及热处理炉等。其中化铝炉、保温炉多采用重油为燃料，加热炉及热处理炉用电。根据相关资料，化铝炉燃油耗量约为58～85kg/t铝液。如果化铝炉、保温炉采用天然气取代重油为燃料，根据类似玻璃行业的分析，综合能耗降低5％～8％；而根据相关报导，郑州铝业股份有限公司原来是用油做燃料，在改用天然气后，比较从前可节省1/3以上的燃料费。各企业气价承受能力分析燃料重油按3560元/吨(华南180cst过驳价,2007.7.12)，天然气价格按2.4元/Nm3。则各行业采用重油或天然气的能源成本对比如下表：行业单位产品能耗单位产品能耗（天然气)使用天然气后燃料费用降低备注玻璃器皿258kg/t玻璃制品325Nm3/t玻璃制品15%平板玻璃0.19kg/kg玻璃液0.29Nm3/kg玻璃液-3%300横火窑陶瓷30000kJ/kg产品10000kJ/kg产品74%铝业15%参照玻璃行业综上所述，天然气应用于玻璃行业、陶瓷行业及金属压延行业，仅从价格方面，具备竞争优势。如果考虑到烧油时需要的辅助能源及电力等设施因改烧天然气而被取消，在运行费用方面会有很大降低，则天然气更具优势。各企业天然气用气量分析秦皇岛潜在的天然气工业用户情况如下表：产品规模单位产品天然气耗量计算天然气耗量天然气耗量1渤海铝业有限公司25万吨/年（2005年）75Nm3/t铝（化铝炉）1875万米3/年4700万米3/年秦皇岛华玉陶瓷有限责任公司1900余万件/年250万米3/年秦皇岛奥格集团有限公司浮法玻璃252万重箱/年20.29Nm3/kg玻璃液3654万米3/年211万米3/年北方明晶玻璃有限公司平板玻璃120万重箱/年0.29Nm3/kg玻璃液1740万米3/年40万米3/年秦皇岛海燕安全玻璃有限公司70万辆整车配套玻璃/年46万米3/年注：1、数据来源《秦皇岛市天