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上海融生新能源浅析天然气切割气市场分析

  2014-12-26

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 一、 发展现状及市场预测

    全球对清洁能源天然气的需求增长强劲。管输及瓶装工业用焊割气体受气源、地理、经济等条件的限制,无法满足日益增长的用气需求,运输方式灵活、高效、经济的工业用焊割气体的需求增长非常迅猛,其市场空间非常广阔。

我国在20世纪70年代初已着手研究石油气替代乙炔的工作,在切割工具的改进,切割工艺的总结方面取得了一定的进展。其发展方向分为二类:1)混合燃气类,通常是乙炔、丙炔、丁二烯、乙烯等和其他烃类的混合物。2)石油烃类,主要是丙烷、丙烯、丁烷、丁烯、天然气。也曾有过汽油切割等。据统计,我国目前仍有85%的工业燃气沿用乙炔,年供乙炔2800万瓶(5kg/瓶);东南亚等发展银河博彩娱乐家的工业燃气也以乙炔为主,国内外市场潜力巨大。由LPG(丙烷、丙烯和烷烯烃液化气)液化石油气替代乙炔气,无疑是工业技术发展的一大进步,但是没有完全达到充分环保节能效果,尚有30%左右未充分燃烧的CH4气体分子污染大气并造成能源浪费,用作工业燃气并非是替代乙炔的优化抉择,而是一种很大的浪费。工业燃气的发展经历了六大技术:第一代乙炔;第二代为丙烷、丙烯和多组份液化石油气;第三代为含毒性以及水性添加剂的烃燃气;第四代为添加水和油性混合添加剂的烃燃气;第五代为油性混合增效烃燃气;第六代运用系统工程达到性能全功能替代乙炔烃燃气。

切割预热时间比乙炔短,不含有毒性成份且环保节能是鉴别优劣工业燃气添加剂的试金石,经过产业化实践和市场竞争的考验,以优胜劣,目前国内大部分劣质燃气已经被市场淘汰。这些劣质燃气的致命弱点:温度不超过2950℃,无法全功能代替乙炔,只能切割且预热慢;而熔接不过关,只能用偏氧化焰焊接,因此机械强度不达标:大厚度热矫形太慢,很难取得用户认可。

二、 市场分析

目前我国应用天然气替代乙炔气用于金属加工,较发达国家有很大差距,这样巨大的市场前景和机遇就摆在我们面前,建设一个能支持这个市场的产品生产基地具有重要意义。

1、产品分析

天然气切割指利用天然气火焰(氧-天然气)将被切割的金属预热到能够剧烈燃烧的燃点,再释放出高压氧气流,使金属进一步剧烈氧化并将燃烧产生的熔渣吹掉形成切口的过程。

工业用的乙炔是一种易爆气体,在一定条件下,遇火会引起爆炸,甚至自行爆炸。此外,在乙炔气作为切割气使用过程中,由于加工物表层氧化后存在熔渣,表面不平整,进行焊接或装配时通常要用砂轮进行处理,这样又加大了生产成本。多年来,人们一直尝试使用其它燃料来代替乙炔气作为切割气,但是由于其它如天然气、液化石油气、丙烷气、汽油等在氧气中燃烧温度均低于3000 ℃,直接作为切割气使用效果很不理想。上世纪80 年代,国外有些银河娱乐在丙烷气、液化石油气等燃料中添加了助燃添加剂,使这些燃气温度达到3000 ℃以上,开始在工业上部分代替乙炔气,经过不断改进,这些新型工业燃气己能够接近、甚至达到乙炔气的工作性能。近年来,国内外研究表明,丙烷气、丙烯气、液化气、天然气、汽油等均可作为乙炔代替品。对于这些烃类燃气,其爆炸极限都较乙炔范围窄,因而操作安全性较高。在实际使用过程中添加一些助燃、汽化、催化等功能的添加剂后,工作性能和乙炔气相当。

天然气切割特性,天然气属石油烃类,90%以上成分为甲烷,相对其他切割燃气具有以下优点:

    (1) 在空气中爆炸范围为5.3%~14%(V/V),其下限是丙烷的2.5倍,爆炸范围小、燃烧速度慢,发生爆鸣、回火的可能性比乙炔小,安全性更高。

    (2) 比重小于空气(1:0.7),泄漏时易向空中散发、不易在低洼地面沉积,减少了爆炸发生的可能性。

    (3) 天然气沸点较低(-160%),不受环境温度影响、不需气化,无采购、运输、储存、换瓶、气化等环节,气源供应和价格更加稳定,用气成本和管理成本大大降低。

(4) 天然气为清洁环保能源,其经过脱硫、干燥等前期处理,燃烧后不产生有毒有害物质。据有关数据显示,以天然气代替丙烷切割后,二氧化碳排放量和折算标准煤能耗可下降55%~65%,节能减排效果显著,符合国家政策导向。

天然气切割气与乙炔气的性能比较

 

 
 

天然气主要组分为甲烷,通常占90%以上,还含有一些乙烷、丙烷、丁烷及戊烷以上的烃类,并且有少量的二氧化碳、氮气、硫化氢、氢气等非烃类成分。工厂使用的管道天然气一般都经过了脱硫、干燥、加臭等处理,目的是在燃烧过程中使用更安全、更环保。

天然气的性能和乙炔气相似,但它的比重比乙炔更小,爆炸极限范围比乙炔更窄,比乙炔气更安全。氧—天然气的火焰较温和,切割对切割面的上缘无明显烧塌现象,具有锋利整齐的几何形状,氧化皮易于清除,切割面的精度比氧—乙炔切割高,下缘不易挂渣。但是天然气热值相对乙炔较低(37.2 MJm3),在氧气中的火焰温度仅为2600℃左右,预热时间长(40毫米钢板预热打孔时间为45秒左右),切割速度慢(30毫米钢板数控切割速度仅为300毫米分钟左右)。

天然气切割替代乙炔气的优点:

(1)节省能源: 生产乙炔的原料——电石,消耗大量电能,生产1吨电石耗电3700KWh,720Kg左右焦碳和50Kg电极材料,同时生产溶解乙炔气需大量丙酮。采用天然气替代乙炔气,节省能源和材料,社会效益相当可观。 

(2)经济效益:天然气价格比乙炔气价格便宜得多,每使用1瓶乙炔气(按2Kg充装)需80元左右,而1瓶乙炔气燃烧释放的能量相当于2立方米增效天然气燃烧释放的能量,价格只有30元左右,节约成本将近节约60%。

(3)社会效益:使用天然气,可减少环境污染和对人体的危害,生产乙炔产生的大量电石灰难以处理,污染极大。

2、天然气切割气应用范围

1)应用于铸造企业的冒口切割

使用增效工业切割气后,为用户节约成本显著。用于铸造再生产的过程中需要切割硬度较高的特种钢材及大量的冒口。改用天然气切割气后,全面替代了以前高能耗、高危险、高污染的乙炔和丙烷。增益剂是以天燃气、煤层气经能量传递后生产工业节能焊割气的关键材料,主要用于瓶(罐)装天燃气、煤层气的节能、催化、助燃,在原有基础上提高燃烧温度600~900℃,增强了活性,不易燃烧、环保节能又安全。 用于瓶装天然气的节能、催化、助燃。

2)应用于煤矿机械设备生产:

应用管道天然气增益剂,全面替代了使用数年的丙烷和液化气,不仅节约了成本,而且解决了丙烷和液化气遇冷汽化不好影响产生进度的局面。

3)应用于在钢结构生产企业:

随着我国经济发展的加速及基础建设改革的推进,钢结构工程以日益成为框架工程主体建设的首选,从生产空间到展厅,从桥梁到候车候机大厅甚至到房地产等等都采用的是钢结构。钢构工程的特点是生产组装因地制宜且受气候影响较小,是当代及未来基础建设的主流。我们钢结构生产制造企业分布较广,生产工艺简单易操作,其中下料与焊接是主要的生产环节,当然烤校也必不可少。众多钢构生产企业在与银河娱乐洽商合作前提出一个共同问题是:在使用乙炔和丙烷和液化气时,遇天冷气化不良,供气不足,影响生产进度

4)应用于船舶修造行业:

海南中油、淮安船修等等沿海沿河船舶修造企业在常年的施工过程中对切割气体的使用较为敏感,因为要在船仓等半密闭环境中作业,担心易燃易爆气体事故会造成伤害。从乙炔回火到丙烷、液化气泄漏易沉积于仓底等等都是安全的隐患。工业燃气的主体介质是天然气,不回火、不沉积,且火力达到或超出上述几种气体,而且切割效果明显优于上述几种常用气体。

 

目前,氧-乙炔切割下料在许多钢结构制造企业占主导地位,生产成本较高,钢瓶运输、搬运安全隐患大。且钢结构加工利润微薄,只能在生产中挖潜降耗,降低成本,提高企业的竞争力和适应力。为此,经反复试验总结后,推广应用天然气替代乙炔气新技术,切割厚度可达250mm。

3.实际案例及实验数据

国内某家天然气切割气银河娱乐邀请其客户企业参与对比实验,使其亲身体验天然气切割的优势,该企业实力居国内前列,主要切割件为结构钢件,类型以普碳钢、低合金钢为主,厚度多为20mm~80mm,少量90mm~160mm。产品主要作为国内外大型工程项目的钢结构件配套使用,加工量大、工期紧、质量要求高。切割原使用瓶装丙烷气,及少量乙炔气,另有激光、等离子等切割设备用以加工高合金钢、有色金属件。除切割外,厂内还有为防止大厚度工件断裂的预热、烘烤、纠正等辅助工序需用燃气。年用瓶装丙烷气约360t,后期扩建完成后,总用气量将增加1倍,用气规模达到中等。

(1) 对普通碳钢、低合金钢等常规的金属切割加工工艺,在保证原有工效、质量的前提下,现有切割气天然气,可替代乙炔、丙烷等燃气用于切割。置换后,燃气和氧气耗用的生产成本均明显降低。

(2) 对终端用气客户,原有乙炔切割装置经少量改造即可,整个置换工程成本低。彻底杜绝了乙炔、丙烷、添加剂采购中的暗箱交易、以次充好、短斤少两等问题,管理成本也得到明显降低,综合经济效益显著,客户满意度高,市场前景好。

 

经评估测算,其改用天然气切割后,年燃气使用成本预计将比原使用丙烷气时降低20%,较使用增效天然气约低40%,经济效益显著。

 
 

(1) 将天然气切割气,应用在造船、机械制造、钢结构等行业中最常见的普钢切割方面,切割厚度至少可达11Omm;

(2) 切割面效果良好,尤其对含锰(Mn)量高的钢材,选用较低温的纯天然气切割更为合适;

(3) 天然气切割气割速与丙烷气相当,并无市面所传的割速缓慢等问题;

(4) 天然气切割气在以上领域可完全替代乙炔、丙烷;

(5) 同时应用天然气切割气相比丙烷切割显著减低了燃气成本和管理成本,而氧气消耗量与原用丙烷气时基本相当。

天然气切割在一般工业切割领域具有可行性,可完全替代乙炔、丙烷等切割燃气。

4、产品的市场需求情况

按照四川省工业“7+3”产业规划中装备产业布局规划,依托核动力院研发设计资源和大型核电站核电设备集成采购优势在成都市规划建设核电设备配套产业基地;依托德阳经开区等,在全省形成发电与冶金装备、石油钻采、动力机车、工程机械、发电锅炉等特色装备制造工业园区等;同时推动产业园区集群化发展,加快推进园区公共服务平台和配套体系建设,提高装备产业园区产业承载能力和生产服务能力。最后   根据行动计划,确定重点发展8条产业链,具体包括大型清洁高效发电成套设备、航空航天和空管成套设备、机车车辆产品、石油钻采及石化成套设备、大型冶金成套设备、大型工程施工成套设备、数控机床、大型节能环保成套设备。其中将重点打造包括成都以航空航天及空管设备为重点的空天产业园区等特色装备制造产业园。这些工业园对于切割气的需求都是大量的且长年稳定的。

并且当前,重庆工业着力于加快推动现代制造业基地建设,立足建设汽摩、装备、等产业基地,结合国家9大产业振兴规划,重点加快推进乘用车、汽摩零部件、铝工业、风电装备制造、轻轨交通车辆制造、重型铸锻等45条千亿级、五百亿级、百亿级产业链的建设。加快推进重点技改项目实施,促进工业投资持续增长,积极对接国家节能环保汽车、重大装备本地化、高技术高附加值特种船舶、石油工程配套装备、环保新型建材、高强度机械用钢和汽车机械产业的高端化工产品等专项,重庆全面启动了渝东南和库区的16个区县产业园区转移承接地建设。重庆一是个老工业基地,特别以机械加工为主的企业,如嘉陵,建设,力帆,长安,铁马,宗申,重钢,西南铝,隆鑫,庆铃等大量需要切割气。

    我们第一年生产切割气规模为2500吨,假设一切割气用量中等的企业一年使用350吨切割气,一共只需要七到八家的这样中等用量企业即可,该2500吨/年的生产量有足够的市场消化。

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