开封金地食品0530.docx
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开封金地食品0530
开封市金地食品有限公司
能源替代技术改造
项目建议书
开封新奥燃气有限公司
新奥能源服务(上海)有限公司
2012年5月
一、项目简况
开封市金地食品有限公司是家家福面粉有限公司的子公司,家家福面粉有限公司是豫中地区生产规模最大,设备最先进的面粉加工企业。
公司地处七朝古都开封市国家级经济技术开发区杏花营工业区4号路,占地面积一百亩,环境优美,交通便利。
公司拥有自动称重机6台,自动包装机2台及捆扎机,缩膜机等,年生产能力15000吨。
拥有一线工人200余人,技术人员30人,管理人员20人,产品销往全国各地,其中省外客户多达30余家,省内客户150余家。
(一)项目名称、建设地点
建设地点:
开封市金地食品有限公司
项目名称:
开封市金地食品有限公司天然气技改项目
(二)项目实施单位
新奥能源服务(上海)有限公司提供系统方案,并完成现场技术改造及调试
开封新奥燃气发展有限公司供应天然气
二、客户需求
1.使用场合:
两条U型烘房挂面烘干线
2.使用要求:
1)在规定时间内达到要求(39℃左右,时间暂未定)。
2)系统安全性,稳定性可靠,节能、环保。
3.燃料:
天然气(热值8500大卡/立方,压力20~50KPa)。
4.能耗现状:
该烘干线主要用于挂面的热风烘干,目前每条生产线采用两台自制燃煤热风炉,烘干线采用直接+间接加热的方式,单台功率约23万大卡,日消耗煤炭约2000kg,煤的热值约为7000大卡。
三、设计依据
《工业炉设计手册》机械工业出版社
《燃气燃烧与应用》中国建工出版社
《城镇燃气设计规范》GB50028-2006
《城镇燃气技术规范》GB50494-2009
四、可行性分析
4.1技术可行性
目前,烘干线热源为燃煤热风,热风炉内加热的热风较干净,直接通到烘房内,其中部分循环到锅炉内加热。
燃煤产生的热烟气通过另一管道通到烘房内,通过管道自然散热,然后排到大气中,排烟温度约50度。
烘房基本上是开放式的,没有保温措施,热量散失较大,烘干有效效率较低。
烘房控制在36-39度。
使用燃煤为主要热源,燃煤热风炉存在污染重、总体热效率低等诸多缺点,若改造为天然气热风则可以大大提高能源效率,同时无需工人操作,实现自动化生产。
本项目的改造技术路线如下:
1)拆除原燃煤热风炉;拆除烘箱内部烟气换热烟道盘管;
2)安装专用的高调节比天然气热风炉;
3)安装循环风机、新风系统;
4)安装烘干箱内送、回风管路;(需要结合目前的热风管道)
可以在项目实施后观察效果,加强炉体堵漏、保温措施,减少炉体散热损失。
(1)热风炉热源改造
由于天然气较为纯净,直燃后的烟气通过循环风机与炉内的热风混合,通过内部风管布风达到均匀指定温度。
由于目前无烘箱尺寸,仅示意如下:
图1烘干线示意图(天然气)
备注:
以上示意图只画了其中一个热风炉,两条生产线类似,需要根据现场进行布置。
另外烘干箱内的送风、回风管的布置也需要根据烘干箱的尺寸来确定,暂时未给出。
普通的热风炉效率通常在60%~75%之间,目前厂内热风炉的烟气均通过管道集中,承担烘房的部分负荷,相当于采取了有效的余热回收措施。
且最终排烟温度在50℃左右,因此实际热效率较高,取最高效率75%左右。
每条生产线对接两台燃煤热风炉,日耗煤总量2吨,相当于每台热风炉的输出负荷=2000kg×7000kcal/kg×75%÷12h÷4台=21.9万kcal/h/台
每条生产线的负荷在44万kcal/h左右,选用一台50万大卡热风炉可以满足生产需求。
(2)内部风管改造
热风系统的主机为一台组合式的热风炉,其中分为混风段、燃烧器段、过滤段和循环风机段;烘干室内送风方式采用下送上回形式,具体尺寸需根据内部结构及挂面回程数量决定。
图2风管示意图(双U形式)
备注:
当挂面为单回程时,风管为单U结构;当挂面为多回程时,风管为双U对插结构。
4.2经济可行性
改造前后的经济性对比采用总能源费用数据对比。
(均按年工作300天,每天12小时运行为计算依据)
表1改造前后直接燃料成本对比
炉型
整体效率
燃料名称
热值
(大卡)
单价
元/吨
耗量
/T面
燃料成本
/T面
燃煤热风炉
75%×(1-25%)
块煤
7000
1200
100kg
120元
导热油炉
75%×(1-35%)
块煤
7000
1200
115kg
138元
天然气直燃
热风炉
90%×(1-15%)
天然气
8500
3.17元/m3
61m3
193元
说明:
(1)燃煤热风炉与导热油炉均采取燃煤为燃料,燃烬率基本相同,主要的热效率差别体现在换热效率和排烟损失等。
(2)煤炭增值税为17%(可抵扣),未计算在表格中。
表2改造前后综合经济性对比
序号
项目
燃煤热风
天然气热风
导热油炉
一、直接费用
1.1
热源种类
燃煤
天然气
燃煤
1.2
能源价格
1200元/吨
3.17元/Nm3
1000元/吨
1.3
日用量
2000kg/天
1210Nm3/天
2300kg/天
1.4
小时用量
167kg/h
101Nm3/h
192kg/h
1.5
能源年用量
600吨
363000Nm3
690吨
1.6
年能源采购费用
72万元
115万元
82.8万元
1.7
燃煤浪费(碎渣)
7.2万元
0
0
二、间接费用
2.1
人工费用
8万元/年
0
8万元/年
2.2
煤场占地费用
1万元/年
0
1万元/年
2.3
煤渣占地、处理费用
1万元/年
0
1万元/年
2.4
电费
1.5万元/年
1.5万元/年
5.4万元/年
2.5
年检
0
0
2万元/年
2.6
维护成本
2万元/年
2万元/年
4万元/年
合计
92.7万元/年
118.5万元/年
104.2万元/年
备注:
(1)使用导热油后,原来使用燃煤的人工(4人)、占地费用基本不变,虽然四台热风炉可以归为一台120万大卡的导热油炉,但是导热油炉为压力容器、且导热油本身具有易燃等危险性,单个炉子的操作及维护工人增加、操作难度上升。
(2)对于燃煤热风炉与天然气热风炉的主要电费在于循环风机用电(5.5kW),而导热油炉的主要用电在于循环油泵的用电(20kW)。
(3)导热油炉每日需要启停,提前烘炉与停炉,造成能源浪费。
表3三种炉型的主要区别
炉型
燃煤热风炉
导热油炉
天然气热风炉
工艺流程
热风直接烘干
+烟气回收间接烘干
导热油间接烘干
+烟气回收间接烘干
天然气直接燃烧
掺混冷风直接烘干
是否压力容器
否
是
否
主要烘干方式
弱对流,效率一般
辐射,效率低
强对流,效率高
热风循环
小部分循环
不循环
大部分循环
危险性
低
高
低
自动控制
基本手动
可选
全自动燃气调节
4.3导热油炉分析
在工业项目中,导热油炉的使用比较常见,但其利用有一定的限制条件,针对本项目并不适用,分析如下:
(1)导热油炉操作强度大:
导热油炉作为压力容器,在启、停炉时均需要有严格的操作规程,不能快速升温或者降温,不应该频繁启停,尤其适用于全天候无间断的稳定生产。
本项目实际每日的工厂生产时间在12~16h,因此每日无法避免短时间停炉或者压火。
工人需要在正式生产开始前至少提前一个小时启炉、生产结束后又需要一个小时停炉,无法做到随需随开、停需停供。
在启炉或停炉过程中,导热油的热量无法得到有效利用,无端散发在空气中;压炉时需要消耗多余的燃料、同时循环泵的使用不能停止浪费电力;
(2)导热油炉适用温度高:
对于间接加热而言,蒸汽的潜热量大于导热油携带的热量,因此常见的中低温区间间接加热场合使用蒸汽加热还是占据多数(<120℃)。
随着温度的升高,蒸汽的压力增大,危险性增加,在该情况下才选择使用导热油加热(<350℃)。
而本项目的烘干温度为36~39℃,利用导热油加热属于高质低用,大量的热量散失浪费至环境中;
(3)导热油炉危险性高:
导热油炉属于压力容器,在初期安装时需要报检,通过当地特种设备管理部门的审核方可安装、使用;在日后运行的过程中,需要接受特种设备管理部门的安全监察,实行强制年检;导热油本身具有易燃性,对于操作工人的要求比较高,从安全角度考虑需要持证上岗;
(4)导热油炉维护成本高:
导热油的使用寿命具有一定的限制,通常需要定期检测油品参数,在无法达到使用要求后需要进行补充或者更换;新油使用需要注意脱水、脱气等处理;循环系统维护(含油泵);
五、工程实施内容
5.1工程实施
本项目共涉及2条挂面烘干线的天然气热风系统改造,其中新奥能源服务(上海)有限公司作为项目主体,负责整体改造方案的制订和实施等主要工作,开封新奥燃气有限公司负责天然气的供应及厂区管网的建设等工作。
5.1.1供气工程
开封新奥燃气有限公司负责厂区天然气管网的建设及天然气的供应。
5.1.2工程实施条件与轮廓进度
本工程施工场地位于金地食品厂区内,所有设备均通过公路运输至厂区施工现场,工程实施过程中金地食品需提供必须的电、设备存放场地等实施条件。
本工程实施轮廓进度安排如下:
工程实施:
总计90天(实施过程中逐条实施)
设备订货总周期:
60天(可根据项目工期适当调整)
生产线热风管路布置现场测量:
4天
热风管路现场施工:
6天
热风炉安装:
12天
设备调试:
4天
系统试运行及验收:
4天
六、技改预算
设备
数量
备注
1
热风炉本体
2
含过滤器,含燃烧室
2
燃烧器
2
40~50万大卡,调节比30:
1
3
循环风机
2
风量33000m3/h
4
风管
根据实际情况确定
(该部分价格按实结算)
5
电线、控制柜
含压差计等
6
安装调试费
7
运输费
合计:
18.8万元/台×2台=37.6万元
备注:
需要根据生产量确定循环风量;风管的设计需要根据内部结构及回程确定。
风管需要待现场勘察、测量后进行选型及报价。
七、结论
(1)由于金地食品烘干线项目的间断性生产的特点,不适合采用导热油炉加热。
(2)目前的燃煤热风炉采用了烟气热回收,整体效率较高,主要损失体现在炉子燃烧转化效率。
但是燃煤对环境污染较大、操作工人工作强度高、控制落后,且日后面临的环保压力加大。
(3)使用天然气后,成本略有上升,但是系统减少了占地面积、实现了全自动整体控制、降低了操作维护成本、减轻了环保压力,是值得推荐的使用形式。
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