某钢铁厂高炉煤气发电的经济性分析

王斌

摘 要：对国内某钢铁厂高炉煤气发电的经济性进行分析，对国产超高压135MW机组，和引进型180MW联合循环发电机组进行比较，指出采用国产发电机组，投资回收期更短。更有利于钢铁企业降本增效的快速提升。

关键词：静态投资回收期 超高压机组 联合循环机组

前言

钢铁厂一方面是能源消耗大户，低热值高炉煤气仍然大量放散，另一方面钢铁厂是耗电大户，吨钢耗电在500KW左右，需要从外部电网上大量购电。钢铁厂的电力成本相当高。2014年全国高炉煤气散放量达到614亿m3。若能够将高炉煤气中的50%用于发电，总量将达50-61亿kWh（约相当于全国钢铁企业总电耗的5%）每年SO2、NOx和烟尘排放量可减少4.5万吨、2.7万吨和0.6万吨，预计可以减少环境损失3亿元以上，目前煤气回收利用再发电技术已经得到足够的重视，钢厂普遍采用热电联产解决煤气的大量放散，同时可以提供企业自用电，还可以动态平衡钢厂的蒸汽需求。

常规国产发电机组，即燃气锅炉加汽轮发电机，这一设备制造技术已经非常成熟，本文以国内现在正成为主流的135MW发电机组为典型，若考虑提高效率，联合循环机组（燃气轮机+余热锅炉+汽轮机）是首选，但需要国外引进，两种发电机组近年来在钢铁企业都得到了广泛的应用，两种发电装置都可以消化煤气，提供企业自用电，还可以提供蒸汽（靠锅炉产汽或汽轮机抽气）满足钢铁企业蒸汽平衡。

1、项目概况

以国内华东某钢铁厂高炉煤气为例，扣除生产自用后，煤气富余量如下表：

该钢厂剩余高炉煤气约40万Nm3/h左右，拟选择引进180MW联合循环发电机组，和国产超高压135MW发电机组进行比较。

2、建设成本

受制于技术限制，100MW级别以上联合循环机组需要国外进口，而且国外也仅有少数几个厂家可以生产，导致设备成本非常高， 180MW联合循环机组的建设成本约为9.8个亿，折算发电成本每KW 5444元；国产135MW机组建设成本约为4.0个亿，折算发电成本每KW 2962元，从建设成本上看，国产机组优势明显，建设成本约为引进机组的54.4%。

3、发电效益及自用电

180MW联合循环机组效率为46%，扣除厂用电效率3.2%，供电效率为42.8%；国产135MW机组效率37.7%，扣除厂用电效率6.5%，供电效率为31.2%。从机组效率角度看，国产机组低于进口机组11.6个百分点。需要指出的是，以上效率比较是在标准工况下进行，若是气候变化，联合循环机组效率下降比较明显，特别在夏天，实际出力可能比铭牌出力少10%以上，而国产发電机组一年四季对效率影响相对较小，对出力影响不大。而当环境和负荷同时下降的时候，进口联合循环机组的效率约下降10-12%，国产机组在这一情况下效率约下降4%-5%。

4、发电成本及其他

高炉煤气原被钢铁厂放散掉，按照热值折算计入成本价约为0.1-0.15元/m3，两者消耗的煤气价格为同一值，联合循环进口机组备件需要从国外进口，备件价格约是国产机组的5-6倍，且都为单一厂家独供，面临无替代风险，另外，机组每隔3-8年不等要进行中修大修，核心技术掌握在外商手中，目前大修更换成本约是国产机组的5-6倍。部分垄断型国外机组备件费用更高，和国产机组备件差别更大。国产机组大修和事故状态厂家响应快速，且备件价格可以提前锁定，生产运营备件成本低。

5、项目建设周期

项目建设周期主要受限于核心设备的供货周期，进口联合循环机组主机设备制造周期约为9-12个月，国产机组约为7-9个月，考虑设备谈判等其他综合因数，国产机组建设周期比进口机组约短4-8个月左右。

6、经济比较汇总表

7、结论

1.在目前钢铁行业普遍降本增效的情况下，选择国产发电机组投资回收期更短。

2.联合循环机组能源利用效率更高，但受制于投资成本高，长期看联合循环机组国产化将大大降低成本，是一个发展趋势。

3.国产发电机组投资少，建设周期短，业主投资回收年限较进口联合循环机组短，有利于业主投资积极性。

4.对于调节负荷和平衡煤气为主的钢铁企业，国产发电机组在适应钢铁厂煤气波动性上较联合循环机组更具灵活性。

5.无论采取哪种机组，钢铁厂高炉煤气综合利用，都具有环保性和经济性的双重利好，高炉煤气用于发电自用已是各钢铁企业的首选。

（作者单位：中冶赛迪上海工程技术有限公司项目管理部

上海市 200940）