随着山西焦化集团有限公司产业链的不断延伸和产品规模的不断扩大,蒸汽用量越来越大,将达到213. 31t/h。而现供汽装置是3台35t/h锅炉,2开1备,产汽70 t/h,已无法满足生产的需要,拟新建2 台75t/h锅炉,以满足日益增加的用汽需求。干熄焦装置是吸收红焦的显热产生蒸汽。综合用汽、资金、环保、效益、技术等因素,结合我公司的实际,本文重点对干熄焦装置产汽和蒸汽锅炉产汽了比较,现介绍于后。
1 干熄焦装置的技术和经济分析
(1)干熄焦装置的产汽率。理论上每吨干熄焦可产3. 9MPa、450℃的蒸汽0.45~0.48t,宝钢在1996~2004年间,平均吨焦产蒸汽0. 5687 t。若我公司3、4号焦炉(年产焦炭130万t)建设配套的干熄焦装置,按吨焦产汽0. 53 t计,每年可产蒸汽68. 9万t,小时产汽量为78. 65t。同样,5、 6号焦炉的干熄焦装置也可产蒸汽78. 65t/h,合计为157. 3t/h,加上现有70 t/h的锅炉产汽量,总计是227. 3t/h,完全可满足将来的规划用汽量。
(2) 配煤降低的成本。若采用干熄焦装置熄焦和使用现有的配煤方案,可使焦炭的M40提高3%以上。首钢焦化厂采用干熄焦装置后,焦炭的M40提高了4. 8%,马钢焦化厂提高了3. 1%。若保持焦炭质量不变,则可多配15%的弱粘结性煤,弱粘煤和粘结煤的价差按100元/t计算,对年产130万吨焦炭的焦化厂,每年可降低配煤成本130×15%×100=1950万元。
(3)节水量。宝钢2003年采用干熄焦时吨焦节水0. 443t,采用湿熄焦时吨焦耗水0. 45 t。若按干熄焦吨焦节水0. 40 t、吨水价格0. 95元计算,对年产130万吨焦炭的焦化厂,其年节水效益是0. 4×130×0. 95=49. 4万元。
(4)减少排污费。采用湿熄焦时,装煤、推焦和熄焦操作过程中排放的污染物占污染物总量的80%。采用干熄焦后,可基本消除推焦粉尘和熄焦污染,减少了排污费用。我公司每年支付的排污费用是吨焦18元,采用干熄焦装置后就可减少此项费用,减少的排污费按吨焦2元(可能比实际高些)计算,对年产130万吨焦炭的焦化厂,年经济效益是260万元。
(5)延伸效益。由于焦炭质量的提高和水分的减少,干熄焦还可为炼铁降低成本约22. 56元,此项延伸效益极有利于焦化厂焦炭的销售。
(6)干熄焦电耗高于湿法熄焦。干法熄焦的吨焦耗电是26 kWh,而湿法熄焦仅为2kWh。按年产130万吨焦炭、电价0. 36元/kWh计算,干熄焦每年所增加的成本是(26-2)×0. 36×130=1123. 2万元。另外,干熄焦所需的惰性气体可用甲醇工艺的氮气,由于惰性气体是循环使用,消耗量不太大。
(7)投资情况。干熄焦装置使用国产设备后,吨焦投资为130~140元,不含发电和除盐水系统的吨焦投资是100~120元。若我厂3、4号焦炉(130万吨焦炭)配套建设干熄焦装置,其投资是1. 3~1. 56亿元(不含发电和除盐水系统)。在计算中,按固定资产投资1. 5亿元计算。
2 建设2台75t/h蒸汽锅炉的经济分析
(1)投资。若新建2台75t/h的蒸汽锅炉,包括征地、循环水系统、煤场等配套设施在内的总投资约为1. 1亿元,不包括征地、循环水系统、煤场等配套设施的锅炉装置的固定资产投资是0. 5亿元。
(2)产汽与燃煤、燃气的消耗。2 台75t/h的蒸汽锅炉的产汽量与干熄焦装置的产汽量基本相当。每吨蒸汽耗煤约115kg。按我公司以往生产蒸汽的燃煤和燃气消耗计算,吨汽的最低消耗是35. 23元,最高是79. 7元。若取50元进行计算,则年产蒸汽68.9万t的燃煤、燃气消耗是50×68. 9=3445万元。
(3)电耗。按吨蒸汽耗电18kWh计算,年产蒸汽68. 9万吨的电耗是:18×0. 36×68. 9=446. 47万元。
(4)锅炉的建设与运行。锅炉装置生产蒸汽是成熟的工艺,其建设、运行、生产都有成熟、可靠的技术。
3 干熄焦产汽与锅炉产汽的经济比较
(1)固定资产投资的比较。干熄焦装置的固定资产投资1. 5亿元,蒸汽锅炉装置的固定资产投资0. 5亿元。相应的设备折旧按提取残值4%后,15年折旧。维修费用按固定资产的10%计算。干熄焦装置的投资、折旧、维修费用等均高于蒸汽锅炉装置的费用。
(2)人工和管理费用的比较。人工费用按目前我公司人均2万元/a,管理费用按人均5000元/a计算。干熄焦装置需20人,锅炉装置需70人。干熄焦装置的人工费用和管理费用远低于蒸汽锅炉装置。
(3)干熄焦产汽与蒸汽锅炉产汽的经济比较。按年产68. 9万吨蒸汽计算,在不对比水系统与其他消耗的情况下,对干熄焦产汽与蒸汽锅炉产汽的经济估算见表1。
表1 干熄焦产汽与蒸汽锅炉产汽的经济估算 (万元)
干熄焦装置 |
蒸汽锅炉装置 |
多配弱粘煤降低成本 |
-1950 |
吨蒸汽耗电18kWh |
446.47 |
节水降低成本 |
-49.4 |
燃气燃煤消耗 |
3445 |
增加电耗 |
1123.2 |
|
|
减少排污费 |
-260 |
|
|
设备折旧 |
960 |
设备折旧 |
320 |
维修费用 |
1000 |
维修费用 |
333.33 |
财务费用 |
90 |
财务费用 |
30 |
人工费用 |
40 |
人工费用 |
140 |
管理费用 |
10 |
管理费用 |
70 |
合计 |
963.8 |
合计 |
4784.8 |
4 结论和建议
(1)从蒸汽产量上看,与3~6号焦炉配套建设的干熄焦装置可产蒸汽量完全可以代替2台 75t/h蒸汽锅炉的产汽量,所产蒸汽能够满足我公司的规划用汽。
(2)从技术上分析,蒸汽锅炉产汽技术稳定可靠,目前我们对干熄焦技术的整体运行还存在一些疑问,需调查论证。但随着我公司的建设和发展,蒸汽用量将会逐步增加,在有其他供汽装置的情况下,在建和新建焦炉配套建设干熄焦装置产汽用于发电,完全可以代替蒸汽锅炉装置。
(3)在不对比蒸汽锅炉水系统消耗的情况下,与3、4号焦炉配套建设干熄焦装置可年产蒸汽68.9万t,其可比成本是963.8万元。而同样产汽量的蒸汽锅炉按现行锅炉的燃煤、燃气价格计算,运行可比成本高达4784.8万元/a。与干熄焦相比,差价是3821万元/a。随着能源价格的不断上涨,其可比成本的差价将继续上涨,而且随着循环经济的推进,焦炉配套建设干熄焦装置是今后焦炉建设的发展方向。
(4)虽然干熄焦投资高,电耗高,但从需求蒸汽来看,与湿法熄焦相比,4年就可将投资收回,其经济效益和社会效益都非常明显。因此,建议我公司应尽快建设干熄焦装置。