潍坊凯力石油化工机械有限公司 科技部科技型中小企业创新基金立项 山东省专利明星企业 山东省高新技术企业 寿光市百强企业

关于我们 - 联系我们

0536-5861868

全国咨询热线:

公司logo
联系我们
服务热线
0536-5861868
地址:山东省潍坊市潍高路王望工业园
当前位置:主页 > 新闻资讯 > 公司新闻 >
高温空气预热器成本分析
浏览: 发布日期:2017-05-01
一条15000吨/年的硬质生产线, 从650℃空气预热器换用到900℃空气预热器的后:
1. 吨炭黑总耗油量降低210公斤。
2. 每年节省的原料油总价值可达440万元。
3. 生产能力可以提高到20000吨/年
炭黑行业的工艺特点决定了,哪个企业生产流程中能量的回收利用的好,哪个企业生产成本就低,企业竞争力就强。当前全世界炭黑行业都在致力于两个课题的研究和推广使用。一个是工艺空气的温度继续提高,提高炭黑的收率;另一个是尾气的热值提高和尾气能量的回收利用。而高温空气预热器的使用,不仅能提高炭黑的收率,尾气的热值也同时会提高,生产成本会大幅下降,企业会得到巨大的经济利益。目前我国的原料油的价格持续上扬,以原料油为主的可变成本在企业的总成本中的比例越来越高,从而使企业的利润空间越来越小。基于目前这个局面,炭黑企业使用高温空气预热器显得尤为迫切。我国炭黑行业目前的状况是一万吨以上的炭黑生产线的主流配置是650度的空气预热器,一万吨以下的是400到450度的空气预热器;而国外的炭黑企业现在主要是使用的是750到850的空气预热器。印度的Hi Teck炭黑公司两年以前,已经使用上900度的空气预热器,通过此公司在国外披露的一些资料显示,公司在此方面收益颇菲。下面我们通过一个实例计算,来分析一下工艺空气温度的变化对生产成本包括可变成本、固定成本、总成本、产量、尾气热值等的影响。然后汇总一下用同样的计算方法在年产15000吨生产线和年产6000吨生产线而进行的成本分析数据。
基本原理和公式
以下是空气温度从650℃到750℃变化试验,得出的图表和经验公式
图表一收率:和空气温度关系
收率 Kg/Kg
收率( Kg/Kg)=0.0002208*空气温度+0.4598
图表二:总燃烧系数和空气温度关系

总燃烧系数%
总燃烧系数%=-0.022553*空气温度+42.443
总燃烧系数%=空气流量*100/[(原料油流量+燃料油流量)*9.5]
根据我国的炭黑使用的原料油和燃料油的的现状,这里假设1公斤原料油或燃料油完全燃烧的理论空气量为9.5Nm3/h
炭黑成本计算
工艺参数
我们以硬质反应炉为例进行计算:
牌号 N339
工艺空气流量Nm3/h 12500
工艺空气温度℃ 650
原料油流量Kg/h 4140
燃料油流量Kg/h 735

收率Kg/Kg 0.61
产量 吨/年 20000
年工作日 天 330
原料油价格 元/吨 1500
燃料油价格 元/吨 1200
固定成本(总投资3千万,10年折旧) 元/天 9091
使用650℃空气预热器时的可变成本

日产量=4.140*0.61*24=60.6(吨/天)
总燃烧系数=12500*100/[(4140+735)*9.5]=27%
炭黑中原料油的成本=1500/0.61=2459(元/吨)
炭黑中燃料油的成本=0.735*24*1200/60.6=349(元/吨)
总原料成本=2459+349=2808(元/吨)
使用900℃空气预热器时可变成本
d(总燃烧系数)=-0.022554d(温度)
总燃烧系数(900℃)= 650℃空气的的收率-0.022554*250=21.4%
原料油流量=12500/(0.214*9.5)-735=5119Kg/h
d(收率)=0.0002208*d(空气温度)
900℃空气温度的收率=650℃空气的的收率+0.0002208*250=0.665
日产量=5.119*0.665*24=81.7(吨/天)
炭黑中原料油的成本=1500/0.665=2255(元/吨)
炭黑中燃料油的成本=0.735*24*1200/81.7=259(元/吨)
总原料成本=2255+259=2514(元/吨)
可变成本之差=2808-2514=294(元/吨)
每年节约可变成本=294*20000=5888900元
生产能力:
650℃
时,
日产量60.6吨,
年产量,20000吨
固定资产折旧在炭黑上的摊值=9091/60.6=150元/吨
900℃
日产量 81.7吨
年产量=81.7*330=26970 吨
固定资产折旧在炭黑上的摊值=9091/81.7=116元/吨
固定资产折旧在炭黑上的摊值制之差=150-116=34元/吨
投资回收时间
若年产量万吨650℃空气预热器价格1100000元/台
而850℃空气预热器价格1100000元/台空气预热器价格2700000元/台
选用高温空气预热器额外费用的回报期=(2700000-1100000)/5888900=0.27年
即仅用可变成本的收益,可用4个月时间收回选用900℃高温空气预热器的额外投资
尾气能量收益
假设原尾气水分含量为40%,工艺空气流量为12500 Nm3/h,则产生的尾气量约为25000 Nm3/h,热值为530Kcal/Nm3,这样
尾气中水分的体积量=25000*0.4=10000 Nm3/h
由于空气温度从650℃上升到900℃,空气预热器入口的烟气温度需提高, 这样反应炉喷入的急冷水量会降低,尾气的热值会增大.
空气吸收的热量=12500*1.293*1.135*250=4586109kJ/h
如果不考虑空气预热器的换热效率,那么反应炉至少减少喷入的急冷水量为:
减少的急冷水量=4586109*18/40.66/1000=2030Kg/h
这块急冷水的体积=2030*22.4/18=2527Nm3/h
这样尾气的含水量=(10000-2527)/(25000-2527)=33%
尾气的热值=(1-0.33)*530/0.6=589Kcal/Nm3,提高了11.24%。若每吨煤的热值为5000 Kcal/Kg,那一年热量提高量相当于1735吨煤的热值。
同时,由于尾气中水蒸气量降低,袋滤器的负荷也下降了:
下降的袋滤负荷=(25000-2527)/25000=10.1%。
总结:
原年产量生产线(吨/年)
(空气预热温度)
20000
(650℃)
15000
(650℃)
6000
(450℃)
6000
(450℃)
空气预热器类型
650℃到900℃
650℃到900℃
450℃到650℃
450℃到900℃
提高日产量(吨)
21.1
15.8
6.9
15.7
吨炭黑原料成本降低(元/吨)
294.4
294.4
325.0
619.4
原材料成本年收益(万元)
588.9
441.7
269.7
372.4
收率提高(%)
9.1
9.1
7.8
17.6
袋滤器负荷降低(%)
10.1
10.1
8.1
18.2
尾气热值至少提高(%)
11.2
11.2
8.1
22.2
空气预热器的价格(万元)
270
230
45
100
吨炭黑总耗油量降低(%)
10.9
10.9
11.0
20.8

Copyright ©潍坊凯力石油化工机械有限公司 版权所有备案号: 鲁ICP备13015388号-1
全国服务热线:0536-5861868
公司地址:山东省潍坊市潍高路王望工业园
技术支持:云创科技