王玉杰 衛(wèi)金川 金煥學(xué) 原麗麗

摘 要：本文介紹了將天然氣進(jìn)行切割溫度增益后用于鋼材火焰切割，與使用丙烷氣體進(jìn)行鋼材火焰切割的成本比較，得出利用天然氣進(jìn)行火焰切割能極大節(jié)約切割成本，為企業(yè)帶來(lái)更多利潤(rùn)。隨著增益劑價(jià)格的降低及技術(shù)的成熟，用增益天然氣代替丙烷切割將成為一種趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：天然氣；丙烷氣體；增益天然氣；火焰切割；成本分析

中圖分類號(hào)：TG48 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）02-0075-02

Use of Gain Natural Gas Instead of Propane Gas for Flame

Cutting Cost Analysis

WANG Yujie WEI Jinchuan JIN Huanxue YUAN Lili

（Zhengzhou Siwei Mechanical and Electrical Equipment Manufacturing Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450100）

Abstract： This paper introduced the gas cutting temperature gain for flame cutting of steel， and steel using propane gas flame cutting cost， the use of natural gas flame cutting can greatly save cutting costs， bring more profits for the enterprise. With the decrease of the gain agent price and the maturity of the technology， it will become a trend to replace propane with gain natural gas.

Keywords： natural gas；propane gas；gain natural gas；flame cutting；cost analysis

1 研究背景

目前，工廠在進(jìn)行鋼板火焰切割下料時(shí)，大多采用丙烷氣體+氧氣火焰的方式，但丙烷氣體價(jià)格較貴，切割成本高。天然氣價(jià)格雖然較低，但正常燃燒溫度只有2 200℃，無(wú)法用于火焰切割，但應(yīng)用增效技術(shù)可以解決溫度的問(wèn)題。增效技術(shù)是通過(guò)向普通天然氣里添加增益劑（含稀土元素），進(jìn)而使其轉(zhuǎn)變成適應(yīng)于高效節(jié)能環(huán)保的工業(yè)燃?xì)?。增效劑進(jìn)入氣體后均勻擴(kuò)散，形成特定的氫氧原子團(tuán)，在燃燒過(guò)程中發(fā)生裂變，對(duì)燃?xì)庥袃?yōu)化重組的作用，產(chǎn)生二次燃燒改善燃?xì)獾娜紵阅?，使燃?xì)獾靡猿浞朱F化完全燃燒，從而提高熱效率，增加火焰溫度。增效后天然氣火焰溫度最高可達(dá)到3 300℃，可以滿足火焰切割的要求。運(yùn)用天然氣代替丙烷氣體進(jìn)行火焰切割能降低切割成本[1]。

2 相關(guān)燃?xì)忸愋偷膮?shù)

天然氣和丙烷的基本性能參數(shù)如表1所示。

從表1中的參數(shù)值可以看出，在消耗相同體積兩類燃?xì)獾那闆r下，其消耗的氧氣是不同的，散發(fā)出來(lái)的熱也不相等。從體積熱值來(lái)看，丙烷的體積熱值較高；而從質(zhì)量熱值方面來(lái)看，天然氣的重量熱值較高。此外，天然氣相對(duì)丙烷氣體燃點(diǎn)高，不易爆炸，使用相對(duì)安全一些[2]。

幾種物質(zhì)的成本數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

另外，已知增益天然氣參數(shù)為：增益天然氣中每立方米天然氣添加增益劑7g，增益天然氣熱值：N=106MJ/m3。

3 兩種氣體組分每立方米價(jià)格比較

鋼板實(shí)際切割過(guò)程中，增益天然氣中天然氣與氧氣的體積比例為1∶1.2，丙烷與氧氣的體積比例為1∶5，計(jì)算得出兩種氣體組分每立方米的價(jià)格如表3所示[3]。

從表3可以看出，每立方米兩種氣體組分價(jià)格差別不大，主要原因是增益劑價(jià)格較高。

4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

分別運(yùn)用兩種氣體組分進(jìn)行鋼板下料切割，記錄的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下。

①增益天然氣+氧氣火焰切割。切割材質(zhì)為Q690，厚度為25mm、長(zhǎng)度為9 370mm的鋼板，用增益天然氣氣量為0.434 2m3。

②丙烷+氧氣火焰切割。割材質(zhì)為Q460，厚度為25mm、長(zhǎng)度為27 150mm的鋼板，用丙烷氣量為1.5kg。

5 切割成本分析

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出兩種氣體組分切割每米鋼板成本，見(jiàn)表4。

從表4可以看出，運(yùn)用增益天然氣+氧氣組分氣體的切割成本更低，比用丙烷+氧氣組分氣體切割節(jié)約成本的比例：（0.696-0.375）/0.696=46%。

但不足之處是，用增益天然氣切割需增加燃?xì)庠鲆嫫?，如每小時(shí)可處理混合氣300m3的每套增益器價(jià)格約12萬(wàn)元，這需要企業(yè)增加設(shè)備投入。但是，對(duì)用氣量較大的大中型企業(yè)來(lái)說(shuō)，增益器的占用成本基本可以忽略不計(jì)。

6 結(jié)論

用增益天然氣比較安全、清潔環(huán)保，符合國(guó)家節(jié)能減排的發(fā)展政策。雖然目前增益劑價(jià)格較高，但隨著增益劑供應(yīng)商的增多，增益劑價(jià)格會(huì)逐漸降低，技術(shù)也會(huì)越來(lái)越成熟，用增益天然氣代替丙烷切割將是一種趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王國(guó)法.液壓支架技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1999.

[2]數(shù)字化手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].新編軟件版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[3]中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì).焊接手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.