崔志平 張國(guó)芹 （天津重鋼機(jī)械裝備股份有限公司 天津300459）

燃?xì)夤?jié)能改造項(xiàng)目技術(shù)研究

崔志平 張國(guó)芹 （天津重鋼機(jī)械裝備股份有限公司 天津300459）

為響應(yīng)我國(guó)政府“企業(yè)節(jié)能減排”的號(hào)召，從目前本企業(yè)燃?xì)馐褂弥写嬖诘膯栴}和經(jīng)濟(jì)性入手，介紹了節(jié)能工業(yè)燃?xì)獾娜紵砗吞攸c(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)燃?xì)飧脑爝M(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性估算，分析了進(jìn)行燃?xì)飧脑斓目尚行?，結(jié)果證明用節(jié)能工業(yè)燃?xì)馓娲鷬W博氣是一項(xiàng)成功的節(jié)能技術(shù)改造。

節(jié)能減排 節(jié)能工業(yè)燃?xì)?經(jīng)濟(jì)性 設(shè)備改造

天津重鋼機(jī)械裝備股份有限公司是一家年產(chǎn)量2.5萬噸的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)，年消耗燃?xì)饨? 000瓶。為認(rèn)真貫徹落實(shí)《國(guó)務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的決定》，實(shí)現(xiàn)“到2010年，單位GDP能耗比2005年下降20%”的目標(biāo)，今年我公司將對(duì)下料車間和加工車間進(jìn)行燃?xì)饧夹g(shù)改造。[1]用節(jié)能工業(yè)燃?xì)馓娲壳笆褂玫膴W博氣，節(jié)能工業(yè)燃?xì)饩C合使用成本比奧博氣降低40%～50%，每年可節(jié)省開支53.2萬元。節(jié)能工業(yè)燃?xì)獠僮靼踩瑢?duì)空氣無污染，是一種理想的節(jié)能替代產(chǎn)品。

1 現(xiàn)有燃?xì)獯嬖诘膯栴}和不足

1.1 安全性

現(xiàn)有燃?xì)鉃閵W博氣，其主要成分為乙炔、丙烷、丙炔等。在切割和焊接過程中容易發(fā)生回火和爆鳴，乙炔在空氣中爆炸極限為2.3%～72.3%。[2]奧博氣在液態(tài)和固態(tài)下或在氣態(tài)和一定壓力下有猛烈爆炸的危險(xiǎn)。此外，受熱、震動(dòng)、電火花等因素影響都可以引發(fā)爆炸。

1.2 經(jīng)濟(jì)性

在生產(chǎn)過程中，現(xiàn)有的乙炔或丙烷氣體預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)，切割速度較慢。乙炔需要?dú)馄績(jī)?chǔ)存運(yùn)輸，作業(yè)時(shí)還需頻繁更換氣瓶，無形中延長(zhǎng)了工作周期，浪費(fèi)了勞動(dòng)力，間接影響經(jīng)濟(jì)效益。

2 節(jié)能工業(yè)燃?xì)獾娜紵?/h2>

節(jié)能工業(yè)燃?xì)馐侵腹?jié)能工業(yè)添加劑與天然氣混合后形成的工業(yè)燃?xì)?。?jié)能工業(yè)添加劑是依據(jù)活化催化燃燒的化學(xué)原理，充分發(fā)揮添加劑分子的親和及催化作用，引入燃燒時(shí)能產(chǎn)生初生態(tài)活性的添加劑原子，激活氧化-還原反應(yīng)，使添加劑與主體介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)聚集能量，以在燃燒時(shí)釋放高熱能，提高火焰溫度，消除污染。當(dāng)節(jié)能工業(yè)添加劑與天然氣接觸后，由于添加劑分子具有良好的活性，降低了天然氣分子的活化能，增加了天然氣活化分子的數(shù)量，以此來提高燃燒速度，從而使火焰釋放熱量更集中，達(dá)到提高火焰溫度的目的。節(jié)能工業(yè)添加劑與基料混合后，火焰溫度可達(dá)到3 100～3 200°，其物理性質(zhì)如表1所示。

表1 節(jié)能工業(yè)添加劑的物理性質(zhì)

3 節(jié)能工業(yè)燃?xì)馓攸c(diǎn)分析

3.1 安全

節(jié)能工業(yè)燃?xì)馐褂眠^程中不回火，不爆鳴，在空氣中的爆炸范圍較窄，與基料的爆炸范圍相同（天然氣爆炸范圍5.3%～15%），只有乙炔的1/8。節(jié)能工業(yè)添加劑與天然氣混合后，由于天然氣只需攜帶很少量的添加劑就可達(dá)到效果，所以節(jié)能工業(yè)燃?xì)獾拿芏扰c基料密度相比變化不大，而且要比空氣密度小。因此，輕微的氣體泄露很快便在空氣中揮發(fā)掉，不會(huì)沉淀在工作車間底部造成安全隱患。

3.2 環(huán)保

節(jié)能工業(yè)燃?xì)馊紵蟛划a(chǎn)生任何有毒有害物質(zhì)，無黑煙，對(duì)空氣無污染，對(duì)操作工人無毒害，操作簡(jiǎn)單，安全。

3.3 節(jié)能

節(jié)能工業(yè)氣各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)與乙炔相當(dāng)或者略高，其預(yù)熱時(shí)間比乙炔、丙烷短，切割速度比乙炔、丙烷快，經(jīng)濟(jì)效益比乙炔和丙烷都要明顯，實(shí)際操作的數(shù)據(jù)見表2。

表2 節(jié)能工業(yè)燃?xì)膺M(jìn)行切割時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)

在火焰切割過程中，絕大部分的熱量來自金屬燃燒釋放的熱量，而燃?xì)馊紵臒崃恐徽己苌僖徊糠?。由于采用?jié)能工業(yè)燃?xì)膺M(jìn)行切割，其火焰溫度、預(yù)熱速度、切割速度都不比乙炔差，因此耗氣量并不是完全按照熱值進(jìn)行轉(zhuǎn)化，只是在預(yù)熱階段稍有影響，其氣體流量略比乙炔高。同時(shí)，在用天然氣替換乙炔后，減少了鋼瓶運(yùn)輸、更換的時(shí)間和費(fèi)用，也節(jié)省了人力資本，綜合考慮可比乙炔節(jié)省40%以上。

3.4 功能廣泛

節(jié)能工業(yè)燃?xì)饩邆湟胰矚獾那懈?、烤校、熱處理等功能，可進(jìn)行切割、打孔、翻邊、開坡口、烘焙、矯正等操作。

3.5 工藝簡(jiǎn)單

節(jié)能工業(yè)添加劑混合設(shè)備可以滿足各類工廠使用，不僅可以安裝在主管道上，也可以安裝在終端使用，搬運(yùn)方便，操作簡(jiǎn)單，使用靈活。

3.6 切割質(zhì)量

節(jié)能工業(yè)燃?xì)馇懈钇秸鉂嵍雀?，割件不掛渣或者掛渣很少，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，在業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

4 燃?xì)飧脑旌蟮慕?jīng)濟(jì)性估算

4.1 節(jié)能工業(yè)燃?xì)夂蛫W博氣耗氣量的確定

奧博氣主要成分為丙烷、丙烯，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及使用測(cè)量所得的數(shù)據(jù)，如表3所示。每1.3 m3節(jié)能工業(yè)燃?xì)饧s相當(dāng)于1 kg奧博氣，則每瓶24 kg的奧博氣工作量同等需要31.2 m3節(jié)能工業(yè)燃?xì)猓≌麛?shù)為32 m3。每方天然氣攜帶添加劑約12 g，則替代每瓶奧博氣所需的天然氣攜帶了約384 g添加劑。

考慮到天然氣與奧博氣（C3、C4）燃燒耗氧量對(duì)比關(guān)系：每公斤天然氣燃燒耗氧4 kg，則每方天然氣耗氧2.9 kg；每公斤丙烷耗氧燃燒3.6 kg。按照高壓氧比例相同，則奧博氣切割耗氧要比節(jié)能工業(yè)燃?xì)飧摺?/p>

表3 節(jié)能工業(yè)燃?xì)馀c奧博氣的耗氣量對(duì)比

4.2 節(jié)能工業(yè)燃?xì)夂蛫W博氣基礎(chǔ)費(fèi)用對(duì)比

目前，我廠主廠區(qū)內(nèi)主要有兩個(gè)車間在使用切割氣：下料車間每周用奧博氣36瓶，加工車間每周用奧博氣15瓶，各種消耗品的單價(jià)見表4。

表4 各種消耗品價(jià)格

使用節(jié)能工業(yè)燃?xì)馓娲鷬W博氣后，可以使生產(chǎn)成本降低，兩種氣體在耗氧量上相差不大，節(jié)能工業(yè)燃?xì)饴愿咝?，綜合對(duì)比耗氧量基本持平，經(jīng)濟(jì)性估算只對(duì)比燃?xì)庀牧考坝纱水a(chǎn)生的成本價(jià)格。兩種氣體的費(fèi)用對(duì)比見表5。

表5 節(jié)能工業(yè)燃?xì)馀c奧博氣的費(fèi)用對(duì)比（元）

4.3 其他改造費(fèi)用

節(jié)能工業(yè)燃?xì)馀c奧博氣的燃燒方式和供氣方式不同，需對(duì)車間進(jìn)行設(shè)備改造。其施工預(yù)算費(fèi)用如表6。

表6 施工圖預(yù)算計(jì)價(jià)匯總表 （金額單價(jià)：元）

因此，采用瓶組形式供氣改造兩個(gè)車間，每月節(jié)省費(fèi)用為：（400-175.5）×51×4=45 798 元

則投資回收期為：431 293/45 798=9.42（約為10個(gè)月）

由此可見，不到一年即可收回成本，采用節(jié)能工業(yè)燃?xì)馓娲鷬W博氣是可行的。

5 結(jié)論

與奧博氣相比，節(jié)能工業(yè)燃?xì)飧黜?xiàng)技術(shù)指標(biāo)與乙炔相當(dāng)或略高，其預(yù)熱時(shí)間比乙炔、丙烷短，切割速度比乙炔、丙烷快，節(jié)能工業(yè)燃?xì)饩邆湟胰矚獾那懈睢⒖拘?、熱處理等功能，可進(jìn)行切割、打孔、翻邊等操作。節(jié)能工業(yè)燃?xì)馇懈钇秸?，光潔度高，割件不掛渣或者掛渣很少，勞?dòng)強(qiáng)度因而大為減少。

節(jié)能工業(yè)燃?xì)饩C合使用成本比乙炔降低40%～60%，比丙烷降低15%～30%；經(jīng)濟(jì)效益比乙炔、丙烷明顯。

對(duì)下料車間和加工車間改造需要費(fèi)用約431 293元，按每月可節(jié)省費(fèi)用457 98元計(jì)算，10個(gè)月即可收回投資，顯然這是一項(xiàng)成功的節(jié)能技術(shù)改造。■

[1]趙媛，孔大為.節(jié)能減排技術(shù)研發(fā)及推廣應(yīng)用[J].天津科技，2009，288（5）：9-10.

[2]田貫三，于暢，李興泉.燃?xì)獗O限計(jì)算方法的研究[J].燃?xì)馀c動(dòng)力，2006，26（3）：29-33.

2011-09-06