发生炉煤气与lng作为工业燃料气源的比较.docx

最【精品】范文 参考文献 专业论文发生炉煤气与 LNG 作为工业燃料气源的比较发生炉煤气与LNG 作为工业燃料气源的比较摘要：该文探讨了发生炉煤气与 LNG 作为某工厂气源的优缺点， 解读了国家的相关政策，从技术性和经济性上对两者做了具体的比 较，包括燃料的来源、工艺优越性、安全性及操作性等，比较结果说明LNG 更适合作为工业燃料气源。关键词： 发生炉煤气、液化自然气、技术经济性、能源政策中图分类号： TE 文献标识码： A 文章编号：某工厂位于四川东北部地区，需使用气体燃料作为工业燃料。依据生产规划，近期自然气需求量约为35000m3/d，由于该厂距离自然气输气干线较远，建设自然气管道投资过大，且临时无法取得足够的自然气用气指标，因此临时无法利用管输自然气。该厂的地理位置比较偏僻，而耗气量比较大，厂房经过调研，打算从承受自建发生炉煤气站和建设LNG 气化站通过LNG 槽车供气两种方案中选择一个。本文从国家政策导向、经济性和技术性三个方面对这两种方案供气方案进展比照，以选出最优的建设方案。1 供气规模及建站规模该厂三班制生产，近期折合日自然气消耗量为 35000m3， 依据用气量可确定发生炉煤气站和LNG 气化站的建站规模。（1） 发生炉煤气站假设选用发生炉煤气站，可选用 3.6m 冷煤气站，其气化强度为200300kg/m2h，干煤气化率为 3.13.5m3/kg干煤1；最大煤气产量为 1000012500Nm3/h。按热值折算，日产折合 3.5 万立方米自然气的煤气，日煤气产量约为 21 万立方，24 小时运行，年耗煤量3.65 万吨。（2） LNG 气化站假设选用LNG 气化站，由于 LNG 气化站的供气规模并不与其投资成正比，因此可以适当提高供气力量，而投资不会增大太多。主要设备和供气力量选择如下：LNG 储罐水容积：200m3100m2×2，可储存自然气约 12 万方，空温式气化器气化力量：2023Nm3/h两台，一用一备，供气缺乏时可全开，供气力量可达 4000 Nm3/h，日最大供气力量为 9.6 万方，24 小时连续运行。2 能源政策比较2.1 国家对发生炉煤气的政策由于技术工艺、设计制造、安装调试、日常维护和操作治理等缘由，近几年，发生炉煤气站在安全生产和环境保护方面事故频发，给应用企业带来严峻的经济损失，也使政府安监和环境部门感到麻烦， 随之而来的则是一系列相关的限制政策。国家关于进一步加强产业政策和信贷协调协作掌握信贷风险有关问题通知发改产业2023 746 号2中明确提出，一段式固定煤气发生炉不含粉煤气气化炉属于限制类，不允许建；国家产业构造调整指导名目2023 年本和 2023 年本3两度将一段式固定煤气发生炉工程不含粉煤气气化炉列为限制类工程，2023 年本更是将“没有配套建设吹风气余热回收、造气炉渣综合利用装置的固定层间歇式煤气扮装置”、“一段式固定煤气发生炉工程不含粉煤气气化炉”列为淘汰类4。国家当前局部行业制止低水平重复建设名目2023 年也将一段式固定煤气发生炉工程不含粉煤气气化炉列为限制类工程； 国家发改委 2023 年公布的第 52 号文件平板玻璃行业准入条件规定：建或改建平板玻璃工程，鼓舞使用自然气作为燃料，严格限制发生炉煤气为燃料。2.2 国家对自然气的政策自然气是清洁、高效、便利的能源，自然气低位发热值高，一般是发生炉煤气热值的 5.56.2 倍。压力高，可进展远距离管道输送， 简洁燃烧；关心设备简洁、占地面积小、建设快、操作便利、生产稳定、简洁调整、输配和燃烧可以广泛地承受自动化，可以极大地改善工人操作条件；热效率高，便于改进生产工艺和生产设备，能有效地提高燃料热能利用率，可降低产品生产本钱；削减城市环境污染，改善工作、生活条件。气态自然气液化后体积缩小 625 倍，即 1m3 液化自然气相当于625m3 标准状况下的自然气。由于LNG 力量密度大，因此常作为运输和储存的手段。国家产业构造调整指导名目2023 年本明确将“液化自然气技术开发与应用”、“原油、自然气、液化自然气、成品油的储运和管道输送设施及网络建设”列为“鼓舞类”。3 技术性比较3.1 气源比较1） 发生炉煤气站：煤气站的原料是符合发生炉要求的煤炭。我国煤炭资源丰富，购置便利，但仍需与供方签订稳定的供货协议，以保证连续生产。2） LNG 气化站：LNG 气化站的气源为LNG，需从LNG 工厂购置， 目前我国沿海和内地都建设了很多的LNG 接收码头和LNG 液化工厂。其中四川及其周边省市有多个较大规模的LNG 液化工厂，表 1 列出了局部LNG 工厂地点。LNG 在冬季供给较为紧急，因此用户需要和液化工厂签订稳定的供气协议，保证LNG 的供给。表 1 周边局部LNG 液化厂生产力量3.2 工艺性能比较1） 加热效果的比较发生炉煤气属于低热值煤气，煤气组分见表 26，两段炉下煤气热值约为 5.4MJ/m3，上煤气热值约为 7.6MJ/m3；LNG 气化后与自然气根本无差异，其热值约为36MJ/m3气态，约为发生炉煤气的6倍。发生炉煤气的理论燃烧温度为 1700，自然气的理论燃烧温度为 2100。在工业加热时，由于自然气的燃烧温度高，燃烧效率高， 可获得更好的工艺效果。表 2 典型LNG 和发生炉煤气的成分及热值发生炉煤气发热值较低，燃烧过程不稳定，燃烧器及炉内结焦、结渣严峻，空燃比不易调整，炉温不均匀，气氛不能掌握，能源消耗大、燃料利用率低。自然气发热值较高，燃烧稳定，火焰清洁，燃烧器没有结渣、结焦问题，简洁实现自动点火和火焰监测，并且空燃比简洁调整，炉温均匀性好，自动化程度高，可大幅提高加热产品质量。2） 燃料储藏的比较由于没有储气设施，发生炉煤气站只能通过煤气产量来匹配用气量，假设多生产，则多出的煤气需燃烧排放，假设少生产，则工业窑炉供气缺乏，热负荷达不到要求。煤气站需要储存煤作为燃料储藏。LNG 气化站中，自然气储存在液态储罐中，可依据用气量的需求气化，气化量与用气量完全匹配。3.3 环保性能比较LNG 气化站仅在检修时需排放少量自然气，主要成分为甲烷，对大气质量无影响。自然气燃烧后产生的 SO2 极少，几乎不对大气大气质量产生影响，也不存在废水和废渣排放。LNG 气化站运行过程中根本无噪声产生7。而发生炉煤气站则属于对环境影响较大的建设工程，必需要经过环境影响评价方能建设，发生炉煤气站的环境影响包括以下几个方面1：1） 污水发生炉煤气站的污水主要包括煤气冷凝含酚污水和设备水封用 水。煤气冷凝含酚污水即通常所说的煤气站酚水，为煤气站的主要污染源，始终是困扰发生炉煤气站进展的环保难题。尽管已经开发了多种针对含酚污水的处理方法，但仍旧难以彻底治理。对于设备水封用水，一般承受集中收集、循环应用的方法进展治理。但循环应用后杂质浓度较大的废水，仍旧存在较大的处理难度。2） 空气污染发生炉煤气站的空气污染源，除煤气发生炉烘炉、点炉送气时需向外排放废气的污染外，还包括焦油、废水向空气中溢出的臭味。煤气排放一般承受点火燃烧处理，煤气站焦油、废水向空气中溢出臭味、污染站区空气环境的问题，仍旧处于探讨性解决阶段。发生炉煤气虽经脱硫，但仍含有少量硫化氢，经燃烧后会产生SO2 排放，会对大气环境造成肯定的污染。3） 废渣及煤尘污染发生炉煤气站在煤的筛选过程中，会产生煤尘污染。煤的运输、储存及煤渣去除过程中都会产生固体废弃物。4） 噪声污染鼓风机等动力设备会产生高分贝噪音，即便实行一些噪声防治措施，仍旧会使工作人员长期处于噪声环境中。3.4 安全性比较LNG 气化站中，液态自然气和气态自然气都存在，自然气是易燃易爆气体，液态自然气假设泄漏还可能存在低温危害。自然气的主要成分是甲烷，含有少量的乙烷、丙烷等物质，但不含有CO，几乎不含H2S，即自然气中不含有有毒气体7。发生炉煤气的主要成分是CO、H2 和N2，含有少量的甲烷，少量的H2S。发生炉煤气中除含有易燃易爆气体外，还含有剧毒气体，极少量的CO 泄漏就会导致人员中毒死亡。CO 中毒是发生炉煤气站主要的危害之一。由此可见，自然气相比发生炉煤气站要安全得多。3.5 操作性比较发生炉煤气站运转设备多，装置简单，操作简单，系统运行不稳定，产气与用气需要相互协作，易发生操作不当而导致的安全事故和工艺事故。同时发生炉煤气站员工劳动强度大，发生职业病的几率高。LNG 气化站运转设备很少，装置较为简洁，操作格外简洁，可实现全自动化操作，不易消灭操作导致的事故，同时员工劳动强度格外低。4 经济性比较4.1 原料经济性比较依据城镇燃气设计标准GB50028-2023，两段式发生炉产气率见表 3 所示，1 吨烟煤约能产生 2100m3 发生炉煤气，煤价按 1100 元/吨计算，则每1m3 煤气的原料本钱为 0.53 元，按热值折算，约每6 立方煤气可折合 1 立方自然气，则按发热量折算成自然气的本钱为3.14 元/m3。表 3 气化炉煤气产气率指标LNG 到站本钱由运输距离和LNG 出厂价打算，典型的LNG 价格见表 2。由此可见，按热值计算，LNG 的原料本钱略高于发生炉煤气。4.2 运行本钱的比较1） 耗电费用发生炉煤气站生产过程中鼓风机、煤气增压机都需要消耗大量电能。而LNG 气化站则没有耗电动力设备。依据某正运行中的 3.0m 两段式发生炉煤气站实际年度耗电量统计，按耗煤量折算至本煤气站设计规模，每年耗电约为5.84×106kwh， 工业用电每度按 0.6 元计算，年耗电费用为 351 万元；LNG 气化站根本无用电动力设备消防水泵等动力设备不常开，只电气照明、自控系统用电，年用电费仅需 10 万元。2） 年度耗水费用：发生炉煤气站：估量年用水量约为 31000 吨；工业用水按 1 元/ 吨，计算，年耗水费用为 3.1 万元；LNG 气化站：根本不耗水，可无视不计。3污水处理系统运行费用发生炉煤气站需承受燃烧法处理含酚污水，处理费用约 2023 元/ 吨污水估算，污水产生量按 70kg/吨煤计算，该煤气发生站年耗煤量约为：3.65 万吨每天耗煤100 吨，则每年污水产生量为2500吨，则每年的污水处理运行费用约为 500 万元；LNG 气化站无污水产生，没有污水处理费用。4人员工资发生炉煤气站：劳动强度格外大，需 4 班 3 运转，需要 33 人； 每年工资总额约为 138.6 万元按人均月工资 3500 计算LNG 气化站：劳动强度格外低，可3 班 2 运转，需要 9 人；每年工资总额约为 37.8 万元按人均月工资 3500 计算。5副产品收入：煤气发生站：煤焦油：按1800 元/吨计算，焦油回收率按 3计算，则每年可回收 1095 吨，计：197 万元；煤渣：按耗煤量的 20% 计算，每吨煤渣按20 元计算，则每年可回收14.6 万元。副产品总计回收金额为 211.6 万元。LNG 站：可利用冷能，冷能可用于发电、冷藏、轮胎裂开等，但需要另外增加投资，需要进一步论证，暂不计算副产品收入。综上所述，发生炉煤气站的年运行费用扣除副产品收入为： 781 万元，按折合成日产 3.5 万方自然气热值的煤气计算，每方自然气的运行费用约为：0.61 元/方自然气；而LNG 气化站的年运行费用约为：47.8 万元，折合成每立方自然气的运行本钱为：0.04 元。4.3 工程初期投资1） LNG 气化站的投资估算不含征地 表 4LNG 气化站主要工程量及其造价备注：不含征地费，为与煤气站所列工程一样，未包含消防设施的造价2） 煤气站的投资估算不含征地 表 5 煤气站主要工程量及其造价3） 征地面积的比较为了安全考虑，煤气发生站距离站外建筑距离不小于40 米，占地面积不小于 0.7 公顷，约 10 亩。而依据城镇燃气设计标准和建筑防火设计标准，储罐水容积为 200m3 时，储罐距离站外民用建筑的距离要求是 50 米，距离站外厂房距离要求是 30 米。与站内明火、散发火花地点的距离为50 米，与站内办公建筑的距离为 30 米。该站场处于工厂内部掌握区域， 气化站面积约 0.4 公顷即可，即 6 亩。5 结语综上所述，可以得出以下几点结论：1） 发生炉煤气和LNG 按热值计算，原料本钱LNG 略高。但发生炉煤气站运行费用远远高于LNG 气化站，初期投资也大于LNG 气化站。总体而言，发生炉煤气的经济性不如LNG。2） 发生炉煤气属于国家限制或淘汰的落后技术，而LNG 气化站则属于国家鼓舞进展的先进能源技术。3） 发生炉煤气站安全性远低于LNG 气化站。4） 发生炉煤气站对环境污染程度高，而LNG 气化站则对环境几乎没有污染，同时发生炉煤气站作为燃料的质量低于自然气，工艺效果低于自然气。5） 发生炉煤气站产量调整困难，而LNG 气化站则调整简洁。发生炉煤气站操作简单，劳动强度大，而LNG 气化站操作简洁，自动化程度高，劳动强度小。6） 发生炉煤气站的原料来源丰富，而LNG 气化站的原料来源则有肯定的限制，必需事先和 LNG 液化工厂签订供气协议，保障足量准时的LNG 供给。参考文献1 高福烨. 燃气制造工艺学M.北京：中国建筑工业出版社，19952 国家进展与改革委员会. 关于进一步加强产业政策和信贷协调协作掌握信贷风险有关问题的通知. :/ 8.htm3 国家进展与改革委员会. 产业构造调整指导名目 2023. :/ .htm4 国家进展与改革委员会.产业构造调整指导名目2023 年本 解读能源领域. :/5 国家进展与改革委员会. 平板玻璃行业准入条件. :/ 8396.htm6 段常贵. 燃气输配第四版. 北京：中国建筑工业出版社，20237 顾安忠.液化自然气技术M. 北京：机械工业出版社，2023作者简介：杨茂华，女，1979 年 4 月生，大学本科学历，工程师，重庆燃气设计争论院规划室副主任，主要从事燃气工程的规划设计工作。-最【精品】范文