热连轧机加热炉用燃气成本分析

1. 3352mm热连轧机加热炉用燃气成本分析

番禺珠江钢管(连云港)有限公司

2012年7月25日

由于我公司全流程钢铁项目优先建设3352mm热连轧机，在炼铁、炼钢投产前，3352mm热连轧机所需板坯需要全部外购，且只能以冷坯入加热炉的方式组织生产。此阶段加热炉用气的选择对于建设投资和用气成本影响较大。经多方考察和认真讨论，现做出如下对比分析和建议。

1.1. 一．加热炉燃气成本比较

按单座加热炉生产能力280吨/小时，两座加热炉同时运行，年消耗220万吨钢坯，吨钢坯需热量1.34GJ(冷坯100%)考虑，计算出吨钢坯耗燃气成本和年消耗燃气的总金额，如下表：

注：

1．清华炉水煤浆煤气化技术的数据来源：盈德气体公司及考察山西阳煤集团丰喜肥业有限公司(盈德气体投资不含煤场的部分)；

2．GE水煤浆和TPRI干煤粉煤气化技术的数据为华陆工程科技有限公司(原化六院)提供；

3．发生炉煤气数据为山东义升环保设备有限公司提供(煤价取1200元/t)；

4．天然气热值和价格为连云港新奥燃气公司提供。

1.2. 二．分析及建议

1. 我公司3352mm热连轧项目中，加热炉加热板坯所需的燃气，无论选择上面介绍的哪种煤气，均为暂时的“过渡”，待到钢铁联合项目投产后，必将改用自产的高炉煤气。

2. 国内煤气化技术经过了20多年的发展，技术是成熟的，在化工行业应用广泛，但在钢铁企业作为燃料尚无先例。虽然盈德气体作为一家投资公司，愿意投资煤气化项目，并负责建设和生产运营管理，但一次性投资太大，协议用气年限不少于十年，对于我公司来说是不可能的。如果我公司自建煤气化装置，一次投资同样很大，且过渡期后该系统用于何处尚需论证。

3. 天然气是最清洁最安全的能源，与其他燃料相比，使用天然气的制造成本会偏高，但差异不是很大，且投资是最少的。经与新奥燃气多次交流，对方已口头承诺按2.9元/m3价格为我公司供气。因此在钢铁联合项目投产前，采用天然气作为轧钢加热炉燃料也是可行的。

4. 根据上表比较可知，发生炉煤气作为加热钢坯的燃料，成本是最低的，投资也相对较低，且现今部分钢厂也在使用发生炉煤气加热钢坯。因此，应优先争取自建煤气发生炉。

综上所述，建议如下：

优先争取自建煤气发生炉，其次使用天然气，不选用煤气化煤气。

2. 附件一：与设备生产厂家和设计院技术交流的情况2.1. 与盈德气体公司关于煤制气技术交流情况

3月13日，在我公司阳光国际803会议室，与盈德气体公司就煤制气技术进行了初次接触和交流。

4月23日，在上海中冶赛迪公司501会议室，与盈德气体公司就煤制气技术进行了广泛交流。在本次交流中，盈德气体公司专门制定了比较详细的设计方案，采用第二代膜式水冷壁“清华炉”技术，该种技术已在山西丰喜肥业(集团)股份有限公司得到成功应用，建议我方选用神华1#煤种为燃料。

2.1.1. (一)设计方案

1．设计范围：

空分：配置1套36000Nm3/h的空分装置

气化：采用清华专有技术，配置2套1.5MPa、Ф3800mm清华水煤浆水冷壁气化炉

2．合成气规模：87000Nm3/h

3．合成气热值：2230kcal/Nm3

4．合成气组份：H2+CO

5．出界区压力：10kPa

6．合成气的价格：0.8~1.0元/ Nm3

2.1.2. (二)投资范围和投资额：

投资范围包括：空分、煤浆制备、清华炉气化装置、渣水处理、火炬、污水处理、循环水、界区内的低压配电站、中央控制室等辅助装置。

投资额：3.98亿元

2.1.

3. (三)下一步工作安排

本方案未涉及储煤场的规划。考虑到我公司将先行启动热轧项目，届时综合原料场尚未投用。我方请盈德气体公司按照1500吨/天的煤耗、储存期为15天来规划储煤场并报我公司，目前尚未回复，将继续联系。

2.2. 与GE公司关于煤制气技术交流情况

4月25日，在上海中冶赛迪公司701会议室，与GE公司就煤制气技术进行了广泛交流。

GE公司的煤气化装置为德士古加压水煤浆气化技术，在我国石化和化肥领域使用广泛。

2.2.1. (一)工艺技术特点

德士古加压水煤浆气化技术是由美国德士古公司开发成功的煤气化技术，是一种以水煤浆为进料、氧气为气化剂的加压气流床并流气化工艺，属于气流床湿法加料、液态排渣的加压气化技术。气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序。

2.2.1.1. 1．优点

(1)德士古加压水煤浆气化工艺要求原料水煤浆有良好的稳定性、流动性，较低的灰熔点及泵易输送等特点，气化炉为热壁炉，热效率高，投资省；

(2)气化炉内结构简单，炉内无机械传动装置，操作性能好，操作弹性大，可靠程度高；

(3)高温加压气化，气化采用1300~1500℃的高温，气化压力可达2.7~6.5MPa；

(4)碳转化率高，一次碳转化率可达96%，二次可达99.6%。单位体积产气量大，粗煤气质量好，有效气成份高，产品气中(CO+H2)可达80%左右；

(5)灰渣含碳量低；

(6)水煤浆进料与干粉进料比较，简化了干粉煤给料和加压煤仓加料，具有安全易控的特点，取消了气化前的干燥工艺，节约能量；

(7)采用半封闭供煤、湿法磨煤以及气流床气化，全过程污染轻微，无焦油等污染物，是一种先进、可靠的气化工艺。

2.2.1.2. 2．缺点

(1)受气化炉耐火砖的操作条件和使用寿命的限制，气化温度不宜过高；

(2)气化炉内耐火砖冲刷侵蚀严重，更换耐火砖费用大，增加了生产运行成本(渣口砖寿命为8000h，筒体砖为12000~15000 h，穹顶砖为20000~30000 h)；

(3)喷嘴使用周期短，必须每45~60天检查更换一次，停炉更换喷嘴对生产连续运行或高负荷运行有影响，一般需要有备用炉，增加了建设投资；

(4)水煤浆含水量高，使冷煤气效率和煤气中的有效气体成份(CO+H2)比干法