某鋼鐵廠(chǎng)高爐煤氣發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性分析

王斌

摘 要：對(duì)國(guó)內(nèi)某鋼鐵廠(chǎng)高爐煤氣發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，對(duì)國(guó)產(chǎn)超高壓135MW機(jī)組，和引進(jìn)型180MW聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行比較，指出采用國(guó)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組，投資回收期更短。更有利于鋼鐵企業(yè)降本增效的快速提升。

關(guān)鍵詞：靜態(tài)投資回收期 超高壓機(jī)組 聯(lián)合循環(huán)機(jī)組

前言

鋼鐵廠(chǎng)一方面是能源消耗大戶(hù)，低熱值高爐煤氣仍然大量放散，另一方面鋼鐵廠(chǎng)是耗電大戶(hù)，噸鋼耗電在500KW左右，需要從外部電網(wǎng)上大量購(gòu)電。鋼鐵廠(chǎng)的電力成本相當(dāng)高。2014年全國(guó)高爐煤氣散放量達(dá)到614億m3。若能夠?qū)⒏郀t煤氣中的50%用于發(fā)電，總量將達(dá)50-61億kWh（約相當(dāng)于全國(guó)鋼鐵企業(yè)總電耗的5%）每年SO2、NOx和煙塵排放量可減少4.5萬(wàn)噸、2.7萬(wàn)噸和0.6萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)可以減少環(huán)境損失3億元以上，目前煤氣回收利用再發(fā)電技術(shù)已經(jīng)得到足夠的重視，鋼廠(chǎng)普遍采用熱電聯(lián)產(chǎn)解決煤氣的大量放散，同時(shí)可以提供企業(yè)自用電，還可以動(dòng)態(tài)平衡鋼廠(chǎng)的蒸汽需求。

常規(guī)國(guó)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組，即燃?xì)忮仩t加汽輪發(fā)電機(jī)，這一設(shè)備制造技術(shù)已經(jīng)非常成熟，本文以國(guó)內(nèi)現(xiàn)在正成為主流的135MW發(fā)電機(jī)組為典型，若考慮提高效率，聯(lián)合循環(huán)機(jī)組（燃?xì)廨啓C(jī)+余熱鍋爐+汽輪機(jī)）是首選，但需要國(guó)外引進(jìn)，兩種發(fā)電機(jī)組近年來(lái)在鋼鐵企業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，兩種發(fā)電裝置都可以消化煤氣，提供企業(yè)自用電，還可以提供蒸汽（靠鍋爐產(chǎn)汽或汽輪機(jī)抽氣）滿(mǎn)足鋼鐵企業(yè)蒸汽平衡。

1、項(xiàng)目概況

以國(guó)內(nèi)華東某鋼鐵廠(chǎng)高爐煤氣為例，扣除生產(chǎn)自用后，煤氣富余量如下表：

該鋼廠(chǎng)剩余高爐煤氣約40萬(wàn)Nm3/h左右，擬選擇引進(jìn)180MW聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，和國(guó)產(chǎn)超高壓135MW發(fā)電機(jī)組進(jìn)行比較。

2、建設(shè)成本

受制于技術(shù)限制，100MW級(jí)別以上聯(lián)合循環(huán)機(jī)組需要國(guó)外進(jìn)口，而且國(guó)外也僅有少數(shù)幾個(gè)廠(chǎng)家可以生產(chǎn)，導(dǎo)致設(shè)備成本非常高， 180MW聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的建設(shè)成本約為9.8個(gè)億，折算發(fā)電成本每KW 5444元；國(guó)產(chǎn)135MW機(jī)組建設(shè)成本約為4.0個(gè)億，折算發(fā)電成本每KW 2962元，從建設(shè)成本上看，國(guó)產(chǎn)機(jī)組優(yōu)勢(shì)明顯，建設(shè)成本約為引進(jìn)機(jī)組的54.4%。

3、發(fā)電效益及自用電

180MW聯(lián)合循環(huán)機(jī)組效率為46%，扣除廠(chǎng)用電效率3.2%，供電效率為42.8%；國(guó)產(chǎn)135MW機(jī)組效率37.7%，扣除廠(chǎng)用電效率6.5%，供電效率為31.2%。從機(jī)組效率角度看，國(guó)產(chǎn)機(jī)組低于進(jìn)口機(jī)組11.6個(gè)百分點(diǎn)。需要指出的是，以上效率比較是在標(biāo)準(zhǔn)工況下進(jìn)行，若是氣候變化，聯(lián)合循環(huán)機(jī)組效率下降比較明顯，特別在夏天，實(shí)際出力可能比銘牌出力少10%以上，而國(guó)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組一年四季對(duì)效率影響相對(duì)較小，對(duì)出力影響不大。而當(dāng)環(huán)境和負(fù)荷同時(shí)下降的時(shí)候，進(jìn)口聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的效率約下降10-12%，國(guó)產(chǎn)機(jī)組在這一情況下效率約下降4%-5%。

4、發(fā)電成本及其他

高爐煤氣原被鋼鐵廠(chǎng)放散掉，按照熱值折算計(jì)入成本價(jià)約為0.1-0.15元/m3，兩者消耗的煤氣價(jià)格為同一值，聯(lián)合循環(huán)進(jìn)口機(jī)組備件需要從國(guó)外進(jìn)口，備件價(jià)格約是國(guó)產(chǎn)機(jī)組的5-6倍，且都為單一廠(chǎng)家獨(dú)供，面臨無(wú)替代風(fēng)險(xiǎn)，另外，機(jī)組每隔3-8年不等要進(jìn)行中修大修，核心技術(shù)掌握在外商手中，目前大修更換成本約是國(guó)產(chǎn)機(jī)組的5-6倍。部分壟斷型國(guó)外機(jī)組備件費(fèi)用更高，和國(guó)產(chǎn)機(jī)組備件差別更大。國(guó)產(chǎn)機(jī)組大修和事故狀態(tài)廠(chǎng)家響應(yīng)快速，且備件價(jià)格可以提前鎖定，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)備件成本低。

5、項(xiàng)目建設(shè)周期

項(xiàng)目建設(shè)周期主要受限于核心設(shè)備的供貨周期，進(jìn)口聯(lián)合循環(huán)機(jī)組主機(jī)設(shè)備制造周期約為9-12個(gè)月，國(guó)產(chǎn)機(jī)組約為7-9個(gè)月，考慮設(shè)備談判等其他綜合因數(shù)，國(guó)產(chǎn)機(jī)組建設(shè)周期比進(jìn)口機(jī)組約短4-8個(gè)月左右。

6、經(jīng)濟(jì)比較匯總表

7、結(jié)論

1.在目前鋼鐵行業(yè)普遍降本增效的情況下，選擇國(guó)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組投資回收期更短。

2.聯(lián)合循環(huán)機(jī)組能源利用效率更高，但受制于投資成本高，長(zhǎng)期看聯(lián)合循環(huán)機(jī)組國(guó)產(chǎn)化將大大降低成本，是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

3.國(guó)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組投資少，建設(shè)周期短，業(yè)主投資回收年限較進(jìn)口聯(lián)合循環(huán)機(jī)組短，有利于業(yè)主投資積極性。

4.對(duì)于調(diào)節(jié)負(fù)荷和平衡煤氣為主的鋼鐵企業(yè)，國(guó)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組在適應(yīng)鋼鐵廠(chǎng)煤氣波動(dòng)性上較聯(lián)合循環(huán)機(jī)組更具靈活性。

5.無(wú)論采取哪種機(jī)組，鋼鐵廠(chǎng)高爐煤氣綜合利用，都具有環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性的雙重利好，高爐煤氣用于發(fā)電自用已是各鋼鐵企業(yè)的首選。

（作者單位：中冶賽迪上海工程技術(shù)有限公司項(xiàng)目管理部

上海市 200940）