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1、第十七届全国造气技术年会论文集 煤气炉烧型煤经济效益分析 樊宇红 ( 河南中国铝业中州分公司焦作4 5 4 1 7 4 ) 2 4 9 0 前言 中国铝业中州分公司氧化铝厂煤气站现有T G 3 M I 型煤气炉2 4 台其中2 2 台炉生产， 2 台备用，每年消耗无烟块煤2 6 0k t ，随着煤炭供应的日益紧张，各种煤的涨价幅度不断加 大，特别是煤气站用小块煤含税价达到9 6 0 元t ，而块煤中筛下的无烟粉煤价格在6 5 0 元t ， 总体与块煤保持3 0 0 元t 以上差价。目前，我厂的煤气煤筛下粉煤，全部作为生料煤使用， 以块煤价格买进的粉煤，作为生料煤使用是一个很大的浪费。同时由于煤
2、炭采购困难，对于 进厂块煤中的粉煤验收标准，放宽到1 5 2 0 ，进一步加大粉煤的产出。为了降低生产成 本，根据分公司的安排，煤气站于5 月1 4 日5 月1 9 日，在1 2 。煤气炉进行型煤全烧试验， 根据试验测得数据。对型煤生产煤气经济效益进行了分析。 1 经济效益对比 1 1 型煤气化率为3 2 7m 3 l ( g 设1 蝇型煤气化生成煤气量V m 3 ( 1 ) 原料煤中固定碳含量 表l 型煤质量指标 2 4 5 0 6 51 8l 2 16 47 0O 4 9 l 2 6 5 I 则1k g 型煤煤中固定碳含量 C l = l 7 0 = 0 7 ( k g ) ( 2 ) 型
3、煤所产煤气中同定碳含量 表2 型煤所产煤气质量指标 QC 0 20 2 c o H 2C H 4 f N 2I 含碳量c ( ) l J 5 4 17 5 0 2 4 2 2 2 41 6 22 35 1 32 8 5 则l 岖型煤所产煤气中周定碳含量： C c 0 2 ( V 7 5 ) ( 1 2 - 2 2 4 ) = 0 0 4 0 1 9V ( k g ) C c o = ( V 2 2 2 4 ) X ( 1 2 - 2 2 4 ) = 0 1 1 9 1 4V ( k g ) C c H 4 = ( V X2 3 ) X ( 1 2 - 2 2 4 ) = O 0 1 2 3 2
4、V ( k g ) 煤气中固定碳含量( C 2 ) = ( O 0 4 0 1 9 + 0 1 1 9 1 4 + 0 0 1 2 3 2 ) V = 0 1 7 1 6 5V ( k g ) ( 3 ) 焦油中同定碳含量 应用杜勃罗霍托夫经验系数确定焦油中碳含量，焦油中的碳量等于燃料中的氢量，一般 无烟煤中的氢含量不超过4 ，取型煤中氢含量2 ，则焦油中含碳量为： C 3 = 1X 2 = 0 0 2 ( k g ) ( 4 ) 带出物固定碳含量 假设煤气带出物料量按5 计算 一 第十七届全国造气技术年会论丈集 则带出物中固定碳含量为： C 4 = ( 1X5 ) X 7 0 = O 0 3
5、 5 ( k g ) ( 5 ) 灰渣中损失固定碳 煤气炉产灰量= 1X 2 1 = 0 2 1 ( k g ) 则灰渣中固定碳含量 C 。= ( 0 2 l 2 8 5 ) ( 1 2 8 5 ) = 0 0 8 3 7 l ( k g ) ( 6 ) 型煤气化率 根据碳平衡 C 1 = C 2 + C 3 + C 4 + C 5 0 7 = 0 1 7 1 6 5 V + 0 0 2 + 0 0 3 5 + O 0 8 3 7 1 V = 3 2 7m 3 则型煤的气化率为3 2 7m 3 l ( g 1 2 块煤气化率为3 4 1k m 3 瓜g l - - - - 4 月煤气站共生产煤
6、气： 9 6 6 4 3 + 1 0 0 2 0 3 + 9 6 7 2 1 + 9 2 0 8 6 = 3 8 5 6 5 3 ( k m 3 ) l 4 月份焙烧炉停、吹扫等原因放散煤气按1 计算，则煤气炉共产煤气： 3 8 5 6 5 3 + 3 8 5 6 = 3 8 9 5 0 9 ( k m 3 ) 1 4 月份煤气炉耗煤量： 2 9 6 4 8 + 2 9 0 6 l + 2 8 5 3 8 + 2 7 0 5 9 = l1 4 3 0 6 ( t ) 块煤气化率为： 3 8 9 5 0 9 - - 11 4 3 0 6 = 3 4 1 ( k r n 3 k g ) 1 3 焙
7、烧相同数量的氧化铝，型煤消耗量是块煤消耗量1 1 4 倍 型煤气化率：3 2 7m 3 k ，所产煤气热值：5 4M J N m 块煤气化率：3 4 1m 3 l ( g ，所产煤气热值：5 9M J N m 则消耗1t 块煤焙烧A O ，需要消耗型煤X 吨 X = ( 1X 3 4 lX 5 9 ) ( 3 2 7 5 4 ) = 1 1 4 ( t ) 1 4 每消耗1t 型煤比使用块煤节约原料费1 1 2 元 煤气块煤价格：9 6 0 元t 筛下粉煤每吨价格6 5 0 元t ( 三车间用) 筛下粉煤加工成型煤加工费8 0 元t 在不包括设备投资情况下。型煤制造价格： 6 5 0 + 8
8、0 = 7 3 0 元t 。 则消耗1 1 4t 型煤原料价为： 1 1 4 7 3 0 = 8 3 2t 焙烧相同氧化铝每吨块煤比使用型煤多支出原料费： 9 6 0 8 3 2 = 1 2 8 元。 即每消耗1 吨型煤比使用块煤节约原料费： 1 2 8 1 1 4 = 1 1 2 元。 2 烧型煤时煤气炉生产台数及效益 2 1 最佳使用效果为3 台煤气炉烧型煤 第十七届全国造气技术年会论文集 1 4 月份煤气炉设备运转情况为每月2 2 台炉生产，设备运转率9 0 ，相当于2 0 台炉 满负荷生产。 1 4 月焙烧氧化铝共用煤气： 9 6 6 4 3 , 1 , 1 0 0 2 0 3 1 9
9、 6 7 2 1 1 9 2 0 8 6 = 3 8 5 6 5 3 ( k m 3 ) l 4 月份共焙烧氧化铝： 1 6 3 5 0 2 + 1 6 2 9 7 9 - t - 1 6 5 5 2 8 + 1 6 3 18 7 = 6 5 5 1 9 6 ( t ) 烧块煤每吨氧化铝消耗煤气量： 3 8 5 6 5 3 - - 6 5 5 1 9 6 = 0 5 9k m 3 t 烧型煤每吨氧化铝消耗煤气量： 5 9 0 5 9 5 4 = 0 6 4k m 3 t 3 台排送机同时开，煤气输送量最大1 5 0k m 3 h 3 台排送机每月最大输送煤气量( 按3 0d 计) ： 1 5
10、0 2 4 3 0 = 1 0 8 0 0 0 ( k m 3 ) 年焙烧氧化铝2 0 0 0k t ，每月需焙烧氧化铝16 6 7k t 全烧块煤时，每月消耗煤气： 1 6 6 7 O 5 9 1 0 4 = 9 8 3 5 3 ( k m 3 ) 2 0 台炉满负荷生产，每台炉的产气量为： 9 8 3 5 3 ( 2 0 3 0 2 4 ) = 6 8 ( k i n 3 h ) 假设有3 台煤气炉用型煤。每小时耗煤量1 5t ，则每台炉产气量为： 1 5 3 2 7 = 5 ( k m 3 h ) 每月产煤气： 2 4 X 3 5 X 3 0 = 1 0 8 0 0 ( k m 3 )
11、每月可焙烧氧化铝 1 0 8 0 0 0 6 4 = 1 6 8 7 5 ( t ) 每月块煤生产煤气量为： ( 1 6 6 7 1 6 9 ) 0 5 9 1 0 4 = 8 8 3 8 2 ( k m 3 ) 每月有2 0 台炉满负荷生产。块煤作原料每台煤气炉产气量： 8 8 3 8 2 - - ( 2 0 3 ) ( 3 0 X 2 4 ) = 7 2 ( k m 3 h ) 焙烧1 6 7k t ，所需煤气量： 1 0 8 0 0 + 8 8 3 8 2 = 9 9 1 8 2 ( k m 3 ) 采用以上方法可以分别计算出使用型煤时，不同数量煤气炉的产气量，具体数值见表3 。 由表3
12、 可以看出，5 台煤气炉使用型煤时，其它使用块煤煤气炉产气量为7 6k m 3 h ，超 过设计标准最高值7 5l ( I n 3 h ，采用4 台煤气炉使用型煤时，其它炉子产气量为7 4k m 3 h ， 接近最高值，因此我们认为3 台煤气炉采用型煤生产比较合适。 2 23 台煤气炉采用型煤造气，每年产生效益4 3 5 万元 每台煤气炉每小时耗煤量1 5t 。3 台炉每月可以消耗型煤： 1 5 2 4 3 3 0 - - - - 3 2 4 0 ( t ) 烧lt 型煤可节约l1 2 元，每年烧型煤产生经济效益： 3 2 4 0 1 1 2 1 2 = 4 3 5 ( 万元) 。 建一条型煤
13、生产线5 0 0 万元左右。1 年就可收回投资。( 下转第2 5 3 页) 第十七届全国造气技术年会论文集 4 问题及处理 ( 1 ) 蒸汽过热器爆管 锅炉运行5 个月后，陆续出现蒸汽过热器低温段爆管现象。最初考虑有超温现象。翻查 微机记录，超温现象排除。为了不影响生产，只好从上集箱处盲住。查阅我国火力发电机 组及蒸汽动力设备水汽质量G B 1 2 1 4 5 1 9 9 9 。汽包炉3 8 5 8M P a 的蒸汽标准：钠含量( 1 5u k g ，磷酸盐处理) 、二氧化硅含量1 5u g k g 。锅炉给水质量标准：硬度2 0u m o l L ， 溶解氧1 5u g L ，二氧化硅含量应
14、保证蒸汽二氧化硅符合标准。随机资料中没有明确对锅 炉用水做说明，我公司水源为反渗透纯净水，炉水成分按操作规程控制。炉水情况：硬度 0 0 2u m o l L ，溶解氧1 5u g r L 。蒸汽情况：饱和蒸汽中二氧化硅含量5 0 0 7 0 0u g k g ，过热 蒸汽中二氧化硅含量1 0 2 0u g k g 。给水情况：二氧化硅含量7 0 0 9 0 0u g k g 。停车检修 时对过热器拆检，做断面检查，内壁有少量白色晶体，晶体物厚度在0 2 0 7m m ( 列管底 部严重) 。走访兄弟单位，发现过热器列管爆管是普遍现象。尤其是使用反渗透水。我公司 拟增上混床装置解决此问题。 (
15、 2 ) 炉内水冷件上集箱 该炉水冷件上集箱外露在整个烟气高温区，在运行中多次出现爆管，爆管位置均在无列 管部位。分析为气阻所致。与正大热能研究所联系，并结合实际。在上集箱接8 根5 7 X 4 5 导气管，并对上集箱作埋管处理。此问题得以解决。 ( 3 ) 引风机振动 引风机振动一直是困扰运行的难题也是普遍存在的。引风机的震动是风机叶轮粘附过多 尘垢造成叶轮不平衡所致。振动严重只能停炉冲洗叶轮，此问题待解决。 5 结束语 三废流化混燃炉充分利用了造气废渣、吹风气和提氢气，降低了生产成本，减轻了空气 污染。达到废物再利用，起到节能降耗、清洁生产的目的。收到了良好的经济和社会效益。 ( 上接第2 5 l 页) 表3 煤气炉数量全月煤气炉产气单台煤气炉产气量全月煤气输送量单台煤气炉产气 ( 型煤)量( k m 3 )( 块煤) ( k m 3 h )标准( k m 3 )量标准( 块煤) 1 台 9 8 6 4 96 9 2 台 9 8 8 8 67 1 3 台 9 9 1 8 27 2 1 0 8 X1 0 45 5 - - 7 5k m 3 h 4 台 9 9 4 7 87 4 5 台 9 9 7 7 4 7 6 ( 超标) 3结论 ( 1 ) lt 块煤产煤气量和1 1 4t 型煤所产煤气量焙烧的氧化铝数量
