能量系統優化——上重公司引進天然氣項目簡介

上海重型機器廠有限公司 翟道和

1 企業概況

上海重型機器廠有限公司（以下簡稱上重公司）地處上海西南隅的閔行經濟開發區西側，占地近1km2，是國家機械工業大型骨干企業、中國東南地區最大的重機制造企業和鑄鍛中心。主要生產電站、冶金、軋鋼、鍛壓、水利、礦山采掘和建材化工設備等，還提供電站、核電、冶金、機械、造船和化工等行業所需的優質大型鑄鍛件。擁有上海市級技術中心，我國自制的第一臺12500t自由鍛造水壓機、200t電渣重熔爐等一流的熱加工設備。

市委、市政府提出“科教興市”和“兩個優先”的產業發展戰略，大力振興設備制造業，提升本市產業能級，將電站裝備生產及重裝備業制造作為上海市先進制造業（裝備類）骨干項目。為此，上重公司自2005年開始實施大型鑄鍛件擴大產能技改項目。研制國家急需的超臨界轉子、核電設備、船用曲軸、冶金設備等國家重大設備項目所需的大型鑄鍛件。配套新建100t電爐、目前世界上最大的165MN油壓機、630t·m操作機，450t電渣重熔爐等重要設備。

2 能量系統優化方案的比較與選擇

上述大型鑄鍛件生產所需燃氣需由上重公司自制發生爐煤氣提供。

上重公司現有WG3000型煤氣發生爐10臺，極限煤氣產量為56000m3/h，只能維持熱加工已建規模的煤氣供應。從2007年全年熱加工生產狀況來看，煤氣供需基本平衡。

而2008年165MN油壓機投產后，與之配套的6臺工業爐（新建5臺加熱爐即12#～16#加熱爐再加上原有1臺11#熱處理爐）將需新增30000m3/h左右的自制煤氣用量。

要滿足上述新增自制煤氣用量，可行的技術措施有兩種：

第一，再新建10臺WG3000型煤氣發生爐及配套設備，投資2000萬元左右，占地約3000m2，建設周期12個月左右，年耗白煤量約8萬t（折標煤約5.7萬t）

為響應、貫徹國家“節能減排”基本國策，緩解白煤資源供應的困難，決定不再增建新的煤氣發生爐及配套設備。

第二，對上重公司能量系統進行優化——引進天然氣替代自制煤氣作為165MN油壓機新增配套工業爐的燃料，并逐步推廣，最終用天然氣替代自制煤氣及重油。

使用天然氣至少具有以下優點：

1） 天然氣熱值高達8300～8500kcal/m3，是本廠自制煤氣熱值（1270～1300kcal/m3）的6.38～6.69倍。

2）工業爐窯采用天然氣作燃料，可以縮短工業爐窯的加熱周期，提高鍛件產量和質量，也可以提高工業爐窯的加熱效果。

3）更重要的是可以避免用白煤生產自制煤氣過程中的能源轉換損失（15%～20%）。

4）天然氣是綠色能源，有利于環境保護。

毋庸置疑，采用天然氣替代自制煤氣和重油用作工業窯爐的燃料是符合“節能減排”基本國策的技術措施。

上海大眾燃氣有限公司積極支持上重公司的決策，同意上重公司用天然氣的氣源點從劍川路、昆陽路口已建中壓天然氣管接出，新建DN500、0.4MPa天然氣專用管道供上重公司用。

解決上重公司用天然氣有兩種選線方案

方案一：

從中壓燃氣管氣源點接出，沿劍川路向西至天星路向南至上重公司。這個方案的特點是，管道工程量相對小一點，只有2km左右，除劍川路一段路徑外，管線所經過道路都不是交通干道，埋管不須在車行道上作業。因此，對交通、綠化的影響小，施工難度也小。

方案二：

從中壓燃氣管氣源點接出，沿昆陽路向南，至江川路向西至上重公司。這個方案的特點是，管道工程量大，約3km左右。由于地下管線較多，埋管必須在車行道上作業，因此，對劍川路、昆陽路、江川路的交通壓力和影響很大，綠化修復工作也遠大于方案一，且規劃中的劍川路、昆陽路上將建1.6MPa的天然氣高壓管道，新建供上重公司用的天然氣專用管道必須避免與該管道相沖突，因此方案二的實施難度極大。

兩種方案比較，顯然方案一合理、可行。

3 分步實施能量系統優化的節能效果。

根據上重公司實際狀況，并考慮到可持續發展，引進天然氣項目在總體規劃和總管敷設上必須一次完成，而上重公司用天然氣替代自制煤氣和重油的改造可以分步實施。

1）第一期項目2008年5月至2008年7月引進天然氣第一期項目主要是為滿足鍛件廠新增六臺工業爐即11#-16#爐用天然氣。設計用天然氣量為2886～8663m3/h。

第一期項目包括下列內容

（1）廠區外外線工程，即劍川路至天星路外線管道，長度2.2km左右，管道口徑DN500。

（2）廠區內外線工程，即天星路廠區東便門至新建萬噸車間北墻止。管道長度為1km左右，管道口徑DN500、DN300。

（3）調壓站一座（含報警系統），最大供氣量為10000m3/h。

（4）廠內、廠外所涉及的道路修復和綠化修復等。

第一期為滿足六臺工業爐用天然氣所發生的費用約1550萬元（不含控制閥至工業爐接管費用和工業爐改用天然氣后發生的燃燒設備改造和更新費用）。

上重公司第二水壓機車間原有11臺工業窯爐，其中5臺即1#-5#爐以重油為燃料，余下6臺中2臺（10#、11#爐）已分別于2007年、2008年改為以天然氣為燃料，還有4臺即6#、7#、8#、9#爐以自制煤氣為燃料。

2）第2期項目2009年7月至2009年11月引進天然氣第二期項目主要是為滿足9臺工業窯爐（即5臺重油爐，4臺煤氣爐）用天然氣。設計天然氣量為3195～9589m3/h。

第二期項目包括下列內容

（1）廠區架空管道，長度約580m，管道口徑DN500。

（2）調壓站一座（含報警系統），最大供氣量為10000m3/h。

（3）出調壓站供氣管道約300m，管道口徑DN300。

（4）管道支架、綠化修復、設備砼基礎等。

第二期為滿足9臺工業窯爐用天然氣所發生的費用約500萬元（不含控制閥至工業爐接管費用和工業爐改用天然氣后發生的燃燒設備改造和更新費用）。

隨著天然氣在上重公司使用范圍的擴大而逐步替代自制煤氣和重油，后續項目的投資明顯減少。因為輸氣總管的投資在第一期項目中已經完成，故而后續項目的投資回收期將越來越短。

第一期、第二期引進天然氣項目竣工后,第二水壓機車間16臺工業窯爐全部以天然氣為燃料，不再使用上重廠自制煤氣和重油。

按2007年全年用自制煤氣的白煤84969.515t計，折標煤為60693.725t。第二水壓機車間用煤氣量約占全廠的24.22%。白煤生產自制煤氣過程中的能源轉換損失15%～20%，按15%計，則年可節約標煤2200t。根據2009年底的統計，2009年計節約白煤3488t，折標煤2491t。實現了能量系統優化階段性預期目標。

3）第3期項目

2010年10月至2011年1月引進天然氣第三期項目主要是為了滿足“大型核電及轉子鑄件產能完善技術改造項目”中的新建9臺工業窯爐用天然氣。設計天然氣量為5000～12000m3/h。

第三期項目包括下列內容：

（1）廠區架空管道，長度約130m，管道口徑DN300。

（2）調壓站一座（含報警系統），最大供氣量為12000m3/h。

（3）出調壓站供氣管道約780m，管道口徑DN300。

（4）管道支架，設備砼基礎等。

第三期為滿足新建9臺工業窯爐用天然氣所發生的費用約477萬元（不含控制閥至工業爐接管費用和工業爐改用天然氣后發生的燃燒設備改造和更新費用）。預測節能量約600t標煤。

4 節能潛力展望

根據分步實施原則，繼第一、第二期、第三期天然氣替代自制煤氣和重油項目改造竣工之后還有下列大用量車間將陸續進行引進天然氣的改造。

1)第一水壓機車間17臺工業窯爐，其中7臺加熱爐以重油為燃料、10臺回火爐以自制煤氣為燃料。改造設計天然氣用量為1538～4617m3/h。

2)第一回火爐車間9臺回火爐以自制煤氣為燃料。改造設計天然氣用量為3195～9589m3/h。

3）冶鑄廠7臺回火爐及8個烘烤作業點，均以自制煤氣為燃料。改造設計天然氣用量為2461～8202m3/h。

由此可見，上重公司采用綠色能源替代自制煤氣和重油的節能減排潛力是很大的。