煤气发生炉经济性分析.doc

煤气发生炉煤气和天然气
的经济性分析

**港华燃气有限公司

一、总论
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，人们对环境质量的要求也进一步提高。鼓励使用清洁能源。在国家产业政策指导下，使用清洁的天然气作为燃料是大势所趋和势在必行的。
取缔“高耗能、高污染”的一个重要原因就是以煤为直接燃料而造成的成本的浪费和治理的困难。煤的热能利用率低和燃烧产物的复杂性是造成这种现象的根本之所在。
煤气中硫的含量相当的高，硫对产品和人体的危害很大。煤气成分的不确定也造成了其热值的波动，从而给温度控制和产品质量造成了一定的影响。
天然气以其组成稳定、热值高、其产物对环境没有危害，而被称为最洁净的能源之一。
天然气素有绿色能源之称，是清洁高效的优质燃料。工业使用天然气作为燃料，可以减少对城市的环境污染，提高城市的整体水平。为了减少环境污染，国家相关部委颁布了许多鼓励使用天然气的政策，制定了发展天然气事业的规划。
二、天然气和发生炉煤气的宏观比较
天然气和发生炉煤气都可作为锅炉、窑炉的燃料，但两者在性能上是有一定差别的，仅从以下几点予以比较：
1、 物化性质比较
1）热值
天然气的热值为8854kcal/m3（西气东输气质，后附气质报告）；
煤气发生炉煤气热值约为1400kcal/m3。即1m3天然气相当于6.32m3发生炉煤气。
2） 毒性
天然气的主要成分为CH4（93%以上），CH4无毒，对人体没有危害，而且密度比空气小得多，极易向上扩散。即使发生泄漏也不易聚集、发生危险。而发生炉煤气的主要成分发是CO、H2、N2,其中CO的毒性很大，而且无色无味，不易扩散。达到一定浓度后，人一旦吸入，轻者发生头痛、反应迟钝、昏厥，重者有发生窒息的危险。并且其平均密度和空气很相近，极易发生聚集达到爆炸极限而发生爆炸。
由于煤中硫的含量相当的高，其生成的煤气中必然含有一定量的含硫化合物如H2S、SO２等，对长期从事发生炉操作的工人的健康有相当大的危害。另外煤中大分子有机化合物含量较高，在制气的同时会挥发出如笨、甲苯、萘、蒽等一系列致癌物质，对长期在其环境下的工人的健康有很大危害。
３）安全
可燃气体与空气混合后遇明火能发生爆炸的浓度范围，称为燃气的爆炸极限。燃气在空气中的含量低到不能发生爆炸的限度，称为爆炸下限，燃气在空气中的含量高到不能发生爆炸的限度则称为爆炸上限。
各种燃气的爆炸极限如下：
燃气类别
爆炸下限（%）
爆炸上限（%）
天然气
5
15
人工煤气
5—20.7
31—73
有上表可知天然气和煤气相比爆炸极限要小的多，故不易发生危险。
4）对工艺的影响
煤由煤气发生炉制成煤气，其含有的各种杂质也发生变化进入煤气。主要有害成分有H2S、SO２等。其中含硫化合物对产品的质量（尤其是冶金、冶炼、铸造、机械加工、陶瓷等行业的产品）造成恶劣影响。
其中主要可燃成分CO和H2会因操作条件的变化，其相对含量发生变化。从而造成火炉温度的改变。
天然气主要成分为CH4（大于９3％），杂质已在调压站前完全过滤。燃烧放出的热量稳定，不会造成火炉温度的波动。燃烧生成的产物为CO2和H2O，对产品没有任何危害。
5）污染
煤中的硫份经气化、燃烧生成SO2，如果不经处理排入大气，会造成一系列的污染，而且很难消除。
从气化炉出来的煤气如果不经过滤直接燃烧，将带来大量的粉尘污染空气。
煤在进入气化炉前，需要进行筛分，也将造成大量粉尘，如果不经处理也会将造成大量污染。
天然气在这方面有很大优势，其燃烧只生成的CO2和H2O，对环境没有任何污染。因此也被誉为“清洁能源、绿色能源”。这一点也是国家近年来大力推行天然气的主要原因。
2、 运营
1）操作与管理
发生炉煤气需要专业操作工操作煤气发生炉。煤气发生炉属于二类设备，国家对这类设备有相当高的安全要求。所以企业对这类设备和相关人员的管理难度要大得多。
不连续供气的煤气发生炉在使用前需要预先点燃，使用完毕后炉膛的温度需要自然冷却，所产生煤气的需要放空处理或者点燃。这就造成了能源的浪费和环境的污染。
对于天然气并不存在这样的问题。
其一，天然气有天然气公司直接供气，经公司的调压站调压后可直接通入火炉燃烧，不需要二次加工，而且随用随开，随关随停。
其二，企业只需对火炉工进行简单的培训即可完成操作。
其三，企业减少了很大的安全隐患，对这一方面的投入也相对减少。
2）投资
若使用煤气，需要建煤气发生炉一座，煤气过滤装置一套；而天然气仅仅只需建调压计量站一座。
三、天然气和发生炉煤气的具体经济比较
下面以煤气发生炉为例与天然气进行比较：
1.发生炉煤气的工作条件
种
类
项
目

煤气发生炉
年工作日数
300d
日工作小时数
24小时
无烟煤价格
1400元
燃料消耗量kg/h
2500
产气率m3 /t
3200
煤气产量m3/h
8000
日耗煤/T
40
设备价格/万元
150
年耗煤量/吨
12000
年产气量/m3
38400000
原煤所需资金/万元
1680
煤气热值kcal/m3
1400
2．煤气发生炉和天然气相关设备的费用的比较
1）员工配置
每台煤气发生炉配操作工15名，月薪3000元。
每年共支付资金54万元；
天然气的运行需要操作工3名（可兼职巡检员），月薪3000元。
每年共付工资10.8万元。
2）设备运营维护费用
气化炉的维修保养费用以每年5万元计算；
设备损耗费用以每年6万元计算；
煤气发生炉每年耗电151.2万元/年（发生炉设计功率为300KW，电价为0.7元/KW·h）；
每年消耗水所需费用15万元(主要以自备井水为主，每生产一吨铁球耗水金额按0.5元计，年产铁球30万吨)；
煤的预处理费用（包括筛分、储存）5万/年；
灰渣处理利润15万元/年（灰渣可出售）；
总计，煤气发生炉设备运营为221.2万元；
天然气的设备运营无需维护费用。
总计，年运行费用7.5万元。
如下表所示
燃
气
类
型
项
目

煤气发生炉
天然气
维修保养费万元/年
5
0
设备损耗费万元/年
6
0
电费元万/年
151.2
0
水费万元/年
15
0
预处理费万元/年
5
0
灰渣处理费万元/年
+15
0
工人工资万元/年
54
10.8
总计万元/年
221.2
10.8

3)运营成本分析
煤气发生炉每年耗煤12000t；每吨煤以1400元计。
煤气发生炉每年运营维护所需费用为221.2万；
煤气发生炉每年运营所需资金2111.2万元；
如下表所示
　 炉型
项目
煤气发生炉
年耗煤吨/年
12000
煤价元/吨
1400
用煤费用万元/年
1680
设备运营费用万元/年
221.2
总计万元/年
1901.2
由于没有相关储气设施和调峰设备，这就大大降低了煤气的利用效率。
煤气发生炉煤气的热值利用效率为0.75；
而天然气可以做到随用随开，随关随停。热值利用效率为0.95；
综上分析，有如下表格：
燃
气
项
目

煤气发生炉
天然气
热值kcal/m3
1400
8854
天然气/煤气
6.32
1
利用率
0.75
0.95
原价格/元
0.40
3.3
年产气量/m3
38400000
——
实际用气量/m3
28800000
——
实际价格/元
0.54
3.3
消耗天燃气量/m3
4796802
——

4）环保投资
煤炭中含有的硫经气化炉气化转化为H2S、SO2 等含硫化合物，如果直接燃烧不但对生产工艺造成恶劣影响损害产品质量，而且生成的尾气如果直接放入大气将进一步造成环境污染。
所以在工艺对燃气含硫量要求较高或环境对尾气含硫量有要求时就必须加装脱硫装置。
由于贵企业暂时未投资环保设施，环保投资未计入该分析。
3.投资分析
1）初期投资
天然气初期投资
安装费30万
管沟开挖、回填费2万
共计32万；
煤气发生炉的初期投资为150万；
2）运营成本
煤气发生炉煤气1901.2万；
天然气相对于煤气发生炉1593.74万；
从后期运营来看，天然气可以为企业节省大批开支，减小生产成本，增大了企业的利润空间，提高了企业的生存能力。
天然气和发生炉煤气投资分析汇总表
种
类
项
目

煤气发生炉
天然气
(参照煤气发生炉热值)
年产气量/m3
38400000
5853658
实际用气量/m3
28800000
4796802
年运行费用/万元
1901.20
1593.74
年产量/万吨
30
30
单位产品费用元/吨
63.37
53.12

四、结论
天然气不仅直接经济成本低于发生炉煤气，而且更重要的是在工艺和环保方面天然气的经济效益远远大于发生炉煤气，更有利于提高企业的产品质量。从长远来看天然气有着得天独厚的优势。其取代煤气也是势在必行的。
由此观之，天然气良好的社会和经济效益对企业的发展有着不可估量的作用。

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