浅谈高炉煤气用于煅烧石灰与用于发电的效益

浅谈高炉煤气用于煅烧石灰与用于发电的效益

刘志浩

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摘要：随着碳达峰、碳中和目标的确定，钢铁冶金企业面临清洁能源的紧缺，利用高炉、转炉废气回收作为能源发电、煅烧石灰以及用于其他生产，成为各家钢铁企业共同的发展趋势，本文以TGS石灰窑为例，通过对高炉煤气用于煅烧石灰与用于发电进行对比，分析两者的效益，得出用于煅烧石灰效益同样可观甚至优于发电的结论。

关键词：高炉煤气；煅烧石灰；煤气发电；效益分析

随着国际上对碳中和、碳达峰的重视，我国也制定了相应的目标。钢铁冶金行业作为碳排放大户，寻找清洁能源用于生产是当前的主要任务之一，各家钢铁企业甚至早就把高炉、转炉废气回收作为重要的能源资源。而这些煤气热值相对较低（高炉煤气热值2930-3350KJ/Nm3,转炉煤气热值4605-5440KJ/Nm3），在钢铁冶金生产中，多数将高炉煤气这种低热值煤气用于发电，企业管理者认为效益明显。然而本文就是要通过一些数据，来对比一下高炉煤气煅烧石灰与用于发电的效益，供企业管理者参考。

一、市场调查及相关生产成本指标情况

1、河北某钢铁公司高炉煤气情况（2022年5月份生产统计指标）：热值约为2950KJ/Nm³（化验准确性有待确定）。

2、目前原料情况：东北40mm-80mm石灰石（高镁，CaO含量47-48%，MgO含量6-8%），含税进厂价100元/吨，不含税进厂价格88.5元/吨（该价格存在波动）；5月份外购电含税价格0.74元/KWh，不含税价格0.65元/KWh。

3、河北某厂2022年5月份25MW中温中压发电（相对落后的发电工艺）利润情况：

注：发电效益取整为0.1元/KWh。

4、市场上比较先进的超高温亚临界发电一般成本构成

注：发电效益取整0.25元/kwh

5、TGS石灰窑[1]生产石灰成本表（河北某钢铁厂内2座TGS石灰窑实际生产成本，煤气与发电用煤气热值相同）

说明：煤气单耗按可能最大的量测算，用电全部以外购不含税电价格计算。成本取整371元/吨灰。由于石灰石波动较大，按照其他厂家目前石灰石平均价格120元/吨灰（不含税）计算成本为：428元/吨

 6、目前外购石灰情况：博阳矿业石灰（烧结灰）：要求CaO≥80%，实际CaO=83%，CaO+MgO=90%左右，活性度280ml以上，个别到300ml，含税进厂价格655元/吨，其中运费约5元，扣运费不含税价格575元/吨；西林科技石灰（炼钢灰）：要求CaO≥85%，实际CaO=87.3%，CaO+MgO=91.8%左右，活性度300ml以上，个别到330ml，含税进厂价格815元/吨，其中运费约80元/吨，扣运费不含税价格650元/吨。

二、效益计算：

1、烧石灰所用高炉煤气，用于发电时的效益计算：

    烧一吨白灰用高炉煤气按1350Nm³计量，用于25MW锅炉发电，按4.8Nm³高炉煤气发一度电计算（实际比此值要高），可发电1350÷4.8=281KWh，根据前述调查数据3表中发电效益单价计算，比外购电多创效益281×0.1=28.1元。按照较为先进的超高温亚临界发电效益计算：1350÷3.2×0.25=105.47元。

2、高炉煤气用于烧石灰效益计算：

根据实际石灰生产成本，正常生产时指标状况（稳定生产时CaO+MgO=91左右，活性度320ml左右）、其他同等等企业同类型白灰窑情况（CaO+MgO=91以上，平均活性度330左右），只按目前采购博阳矿业石灰质量（实际石灰指标要优于博阳矿业）的不含税价格（属于市场价格较低的石灰价格）以及调查数据5中的不含税生产成本计算效益：575-371=204元/吨灰。石灰生产成本取调查数据5中石灰石价格较高的水平计算效益为：575-428=147元/吨。

三、效益分析及建议：

    高炉煤气生产一吨石灰创造的效益比用于25MW发电可多创效益最大204-28.1=175.9元/吨，最小147-105.5=41.5元/吨，按平均108元计算，两座600吨/日的TGS石灰窑白灰窑可多创效益108*1200=12.96万元/天。年效益达到12.96×340=4406.4万元，效益还是比较客观。

四、结论

综上所述，高炉煤气用于煅烧石灰的效益要优于用于发电的效益。然而对于目前清洁能源紧缺的钢铁企业来说，会受到自发电量的制约，当自发电量不足时，会有限电的风险，因此需要各企业根据自身情况做好高炉煤气使用的平衡，可以给企业带来更大的效益和价值。

参考文献

[1]刘树钢 等.2019年度TGS石灰窑技术发展报告.2019年中国石灰工业技术交流与合作大会论文汇编。 2019.10：27

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