鏈回環(huán)球團(tuán)和帶式球團(tuán)成本比較分析

楊永林 尹國富

(中冶國際工程集團(tuán)有限公司，北京 100028)

0 引言

上個世紀(jì)末，鐵礦球團(tuán)(簡稱球團(tuán))技術(shù)的發(fā)展迎來鼎盛時期，球團(tuán)生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到3 億t。焙燒設(shè)備中，帶式焙燒機(jī)球團(tuán)技術(shù)(簡稱帶式球團(tuán))、鏈箅機(jī)回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)技術(shù)(簡稱鏈回環(huán)球團(tuán))各具特點(diǎn)，競相發(fā)展，但帶式焙燒機(jī)更占有優(yōu)勢，印度、伊朗等國鋼鐵業(yè)也紛紛采用帶式球團(tuán)技術(shù)。21世紀(jì)初，中國鏈回環(huán)球團(tuán)技術(shù)大發(fā)展，產(chǎn)能達(dá)到1.7 億t，球團(tuán)總規(guī)模達(dá)到2.4 億t。當(dāng)前，在鋼鐵業(yè)淘汰落后產(chǎn)能的大政策環(huán)境下，球團(tuán)具有較大發(fā)展空間。鏈回環(huán)球團(tuán)和帶式球團(tuán)工程的投資差別主要在于主機(jī)設(shè)備、主廠房土建、運(yùn)行成本三個方面，本文通過刨析兩種球團(tuán)實(shí)際案例，對成本進(jìn)行比較分析。

1 工程成本

1.1 主機(jī)設(shè)備

案例1：某公司200 萬t/a鏈回環(huán)球團(tuán)和200 萬t/a帶式球團(tuán)對比見表1。

表1 某公司200 萬t/a鏈回環(huán)球團(tuán)和200 萬t/a帶式球團(tuán)對比 /t

由表1可見，帶式球團(tuán)主機(jī)重量比鏈回環(huán)球團(tuán)低17%。主機(jī)重量約占工程設(shè)備的26%～30%。

案例2：印度烏薩120 萬t/a鏈回環(huán)球團(tuán)和某120 萬t/a帶式球團(tuán)對比見表2。

表2 印度烏薩120 萬t/a鏈箅機(jī)球團(tuán)和某120 萬t/a帶式球團(tuán)對比 /t

由表2可見，帶式球團(tuán)主機(jī)重量比鏈回環(huán)球團(tuán)低。

兩種球團(tuán)設(shè)備只是主機(jī)重量不同，其他設(shè)備重量基本相同。以上2個案例表明，由于帶式球團(tuán)設(shè)備重量低，設(shè)備投資費(fèi)用低。

1.2 土建工程

案例1：某公司200 萬t/a鏈回環(huán)球團(tuán)和200 萬t/a帶式球團(tuán)對比見表3。

表3 某公司200 萬t/a鏈回環(huán)球團(tuán)和200 萬t/a帶式球團(tuán)對比 /萬元

由3表可見，折合為同年價，帶式球團(tuán)土建費(fèi)用比鏈回環(huán)球團(tuán)低。主廠房土費(fèi)用約占工程全部土建費(fèi)用的30%～32%，工程全部土建費(fèi)用約占工程投資的25%～30%。

2 投資和運(yùn)行成本

案例1：某公司200 萬t/a鏈回環(huán)球團(tuán)和200 萬t/a帶式球團(tuán)對比見表4。

表4 某公司200 萬t/a鏈回環(huán)球團(tuán)和200 萬t/a帶式球團(tuán)對比

由表4可見，折合為同年價，帶式球團(tuán)投資較低?？紤]油、氣價格比煤價高2～5倍(按發(fā)熱值計算)，鏈回環(huán)球團(tuán)運(yùn)行成本比帶式球團(tuán)低得多。

案例2：湛江500 萬t/a鏈箅機(jī)球團(tuán)和曹妃甸400 萬t/a帶式球團(tuán)對比見表5。

表5 湛江500 萬t/a鏈箅機(jī)球團(tuán)和曹妃甸400 萬t/a帶式球團(tuán)對比

2007～2010年價格較穩(wěn)定，因此，由表5可見，折合為同年價、同規(guī)模價，帶式球團(tuán)投資比鏈回環(huán)球團(tuán)低?？紤]油、氣價格比煤價高2～5倍，鏈回環(huán)球團(tuán)運(yùn)行成本比帶式球團(tuán)低得多。

案例3：印度烏薩120 萬t/a鏈回環(huán)球團(tuán)和某120 萬t/a帶式球團(tuán)對比見表6。

表6 烏薩120 萬t/a鏈箅機(jī)球團(tuán)和某120 萬t/a帶式球團(tuán)對比

由表6可見，帶式球團(tuán)投資較低。考慮油、氣價格比煤價高2～5倍，鏈回環(huán)球團(tuán)運(yùn)行成本比帶式球團(tuán)低得多。

3 帶式球團(tuán)燃料

3.1 帶式球團(tuán)運(yùn)行成本

帶式球團(tuán)和鏈回環(huán)球團(tuán)兩者的產(chǎn)量、質(zhì)量均優(yōu)，均能滿足大高爐和直接還原的冶煉要求。帶式球團(tuán)對原料的適應(yīng)能力最強(qiáng)，各種原料皆可，鏈回環(huán)對赤鐵礦適應(yīng)較差。

兩者成本的差異主要來自燃料成本。帶式球團(tuán)用天然氣、重油和焦?fàn)t煤氣，不用煤；鏈回環(huán)球團(tuán)主要用煤，受燃料資源限制小。由于油、氣價格比煤價高2～5倍，雖然能耗、電耗高，但是總運(yùn)行成本比帶式球團(tuán)低。由此可見，燃料問題是制約帶式球團(tuán)發(fā)展的短板，如果能解決燃料問題，帶式球團(tuán)將得到更好地發(fā)展。

目前國內(nèi)煤資源豐富，將煤轉(zhuǎn)化為煤制氣，成本也較低，再配用部分重油(或者天然氣)，技術(shù)可行，投資不高，易于實(shí)施。因此 ，以年產(chǎn)量120 萬t/a帶式球團(tuán)工程為案例，就使用天然氣、焦?fàn)t煤氣、重油、煤制氣配重油等4個方案進(jìn)行對比。

3.2 帶式球團(tuán)燃料方案

3.2.1 120 萬t/a帶式球團(tuán)熱耗

球團(tuán)燃料消耗主要為帶式焙燒機(jī)和精礦干燥熱風(fēng)爐。球團(tuán)熱量消耗見表7。

表7 120 萬t/a帶式球團(tuán)熱量消耗

3.2.2 120 萬t帶式球團(tuán)燃料用量

120 萬t帶式球團(tuán)燃料用量見表8。

表8 120 萬t/a帶式球團(tuán)燃料用量

以上按磁鐵礦精礦計算，如果用赤鐵礦，用量增加15%～20%。

3.2.3 120 萬t/a帶式球團(tuán)各種燃料費(fèi)用和投資比較

120 萬t/a帶式球團(tuán)4種燃料費(fèi)用和投資比較見表9。

表9 120 萬t/a帶式球團(tuán)4種燃料費(fèi)用和投資比較

由表9可見，煤制氣配重油燃料費(fèi)用最低，雖然投資高于油、氣方案，但是運(yùn)行成本低，一年回收投資，每年節(jié)省幾千萬燃料費(fèi)用。

3.3 煤制氣配重油方案

3.3.1 煤制氣

用煙煤生產(chǎn)煤制氣，煤制氣理化指標(biāo)見表10，煙煤和煤制氣的用量見表11。

表10 煤制氣理化指標(biāo)

表11 煙煤和煤制氣的用量

3.3.2 煤氣站

120 萬t/a帶式球團(tuán)工程煤制氣需要量15 000m3/h, 煤氣站采用3臺D4m型兩段式煤氣發(fā)生爐及相配套的凈化設(shè)備。

煤制氣工藝，合格煤由電動葫蘆提升至主廠房上煤層，卸至每個發(fā)生爐的儲煤倉，儲煤倉的煤再經(jīng)自動加煤機(jī)加入爐內(nèi)，煤受到來自氣化段煤氣的加熱而干餾，干餾后的半焦下移到氣化段與氣化劑反應(yīng)生成煤氣(氣化劑由空氣、蒸汽組成)。氣化段生成的煤氣分為兩部分，一部分從兩段爐下段煤氣出口出爐，進(jìn)入旋風(fēng)除塵器后進(jìn)煤氣匯總管道；另一部分向上在干餾段生成煤氣從上段煤氣出口出爐。上段出口的煤氣先進(jìn)入電捕焦油器除焦油后與下段煤氣混合，煤制氣工藝中，電捕焦油器除掉的焦油是低溫干餾產(chǎn)物，進(jìn)入焦油池。

煤氣站投資估算為1 800 萬元，其中設(shè)備費(fèi)用1 100 萬元。

3.3.3 重油設(shè)施

重油發(fā)熱值38 MJ/kg，用量為4 378 t/a，重油設(shè)施有重油站和供油站。

重油原油由油罐車運(yùn)輸至重油站，用卸油設(shè)備卸至油罐，再用供油泵輸送至焙燒室的地下油庫，然后用油泵送至焙燒機(jī)燃燒室和精礦干燥爐使用。

重油設(shè)施投資估算為450 萬元，其中設(shè)備費(fèi)用300 萬元。

3.3.4 煤制氣重油方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

該方案是用煙煤生產(chǎn)煤制氣，與重油(或者天然氣)混合噴吹作為球團(tuán)燃料?；旌衔锏呐浔葹?0%煤制氣，20%重油。單位氣、油混合物的發(fā)熱值為12.5 MJ或3 000 kcal。

120 萬t球團(tuán)工程煤制氣重油方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表12。

表12 120 萬t/a球團(tuán)工程煤制氣重油方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

4 結(jié)語

球團(tuán)的發(fā)展符合鋼鐵產(chǎn)能結(jié)構(gòu)調(diào)整方向，也是鋼鐵業(yè)內(nèi)部淘汰落后產(chǎn)能所必需的。帶式球團(tuán)由于投資低，適應(yīng)各種原料，可能成為球團(tuán)發(fā)展的趨勢。

目前，帶式球團(tuán)使用油、氣燃料，運(yùn)行成本較高，限制了帶式球團(tuán)的發(fā)展。利用資源豐富，價格低廉的煤生產(chǎn)煤制氣，配20%的煤粉，作為帶式球團(tuán)的燃料，成本比用油、氣降低50%以上，可以彌補(bǔ)帶式球團(tuán)的短板。如果最終實(shí)現(xiàn)全部噴煤，帶式球團(tuán)必將占領(lǐng)球團(tuán)市場。