中國報(bào)告大廳網(wǎng)訊，2025年硫酸亞鐵行業(yè)競爭愈發(fā)激烈，企業(yè)在追求產(chǎn)能提升的同時(shí)，對(duì)生產(chǎn)過程中的節(jié)能降耗、成本控制及資源高效利用提出了更高要求。在硫酸亞鐵相關(guān)生產(chǎn)裝置中，能源的合理配置與設(shè)備的優(yōu)化選擇直接影響企業(yè)的核心競爭力，而蒸汽透平機(jī)在硫酸亞鐵摻燒制酸裝置中的應(yīng)用，為解決電力供應(yīng)不足、提升能源利用率提供了有效路徑。以下是2025年硫酸亞鐵行業(yè)競爭分析。
某大型鈦白粉廠配套建設(shè)了 1kt/d 硫精砂摻燒硫酸亞鐵制酸裝置，該裝置所在廠區(qū)蒸汽管網(wǎng)分為三個(gè)等級(jí)，分別是 3.82MPa、450℃過熱蒸汽，2.5MPa、350℃過熱蒸汽，以及 1.0MPa、180℃飽和蒸汽。廠區(qū)配備 2 臺(tái) 75t/h 燃煤鍋爐，可產(chǎn)出 3.82MPa、450℃過熱蒸汽;硫酸裝置(含原有硫酸裝置)自產(chǎn) 3.82MPa、450℃過熱蒸汽約 43t/h，燃煤鍋爐蒸汽與硫酸裝置自產(chǎn)蒸汽并網(wǎng)后，過熱蒸汽總產(chǎn)量達(dá)到 193t/h。
《2025-2030年中國硫酸亞鐵行業(yè)市場深度研究及發(fā)展前景投資可行性分析報(bào)告》指出，在蒸汽消耗方面，鈦白粉裝置汽粉工序需 2.5MPa、350℃過熱蒸汽，用量約 12.8t/h，其余各工序使用 1.0MPa、180℃飽和蒸汽，全廠蒸汽消耗總量約 173t/h(含汽粉工序用汽)，富裕的 20t/h 蒸汽對(duì)外銷售給用戶。
供電方面，硫酸裝置供電由工業(yè)園區(qū) 35kV 變電站引入雙回 10kV 供電電源至裝置 10kV 變配電所。其中，爐底風(fēng)機(jī)軸功率為 803kW，SO?風(fēng)機(jī)軸功率為 2667kW，這兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的電耗占硫酸裝置總耗電量的約 75%。但由于園區(qū)電力不足，無法滿足 2 臺(tái) 10kV 電機(jī)的運(yùn)行用電需求。
基于鈦白粉各用汽單元的使用特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)能量梯級(jí)利用，按照 “先用功后用熱” 的原則設(shè)計(jì)了蒸汽利用方案：先將中壓過熱蒸汽用于驅(qū)動(dòng)透平機(jī)，帶動(dòng)硫酸亞鐵制酸裝置的爐底風(fēng)機(jī)和 SO?風(fēng)機(jī);透平機(jī)運(yùn)行后產(chǎn)生 1.0MPa 背壓過熱蒸汽，經(jīng)減溫處理后進(jìn)入鈦白粉裝置低壓蒸汽管網(wǎng)，供各用汽單位使用，以此提升能量利用率。而鈦白粉裝置汽粉工序用汽，直接從中壓過熱蒸汽管網(wǎng)(3.82MPa、450℃)減溫減壓獲取;受企業(yè)當(dāng)前資金限制，富余的中壓過熱蒸汽暫時(shí)通過減溫減壓方式進(jìn)入低壓管網(wǎng)，供給鈦白粉用熱負(fù)荷使用。
由于硫酸裝置位于海拔較高地區(qū)，需結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)備選型，爐底風(fēng)機(jī)、SO?主風(fēng)機(jī)及其配套背壓式透平機(jī)的具體參數(shù)如下：
爐底風(fēng)機(jī)進(jìn)口流量無明確數(shù)值記錄，升壓為 20kPa，軸功率 0.803MW，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速 2980r/min。
配套的背壓式透平機(jī)設(shè)計(jì)功率 0.803MW，額定功率 0.884MW，額定轉(zhuǎn)速 2980r/min;額定進(jìn)汽壓力范圍 3.5±0.2MPa，額定進(jìn)汽溫度范圍 430±10℃，進(jìn)汽量設(shè)計(jì)值約 15.7t/h、額定值約 16.8t/h;額定排汽壓力范圍 1.0±0.1MPa，最高排氣溫度 307.3℃。
在消耗方面，背壓式透平機(jī)設(shè)計(jì)點(diǎn)汽耗 19.55kg/kWh，額定點(diǎn)汽耗無明確數(shù)值;新蒸汽汽耗額定值約 16.8t/h;汽封加熱器汽耗無明確數(shù)值，汽封加熱器水耗 50t/h;電耗無明確數(shù)值記錄，另有一項(xiàng)消耗參數(shù)記錄為 45(單位未明確)。
SO?主風(fēng)機(jī)進(jìn)口流量 167580m3/h，升壓 57kPa，軸功率 2.667MW，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速 4500r/min。
配套的背壓式透平機(jī)設(shè)計(jì)功率 2.667MW，額定功率 2.934MW，額定轉(zhuǎn)速 4500r/min;額定進(jìn)汽壓力范圍 3.5±0.2MPa，額定進(jìn)汽溫度范圍 430±10℃，進(jìn)汽量設(shè)計(jì)值 40.9t/h、額定值 45.1t/h;額定排汽壓力范圍 1.0±0.1MPa，最高排氣溫度 306.3℃。
消耗參數(shù)上，該背壓式透平機(jī)設(shè)計(jì)點(diǎn)汽耗 15.34kg/kWh，額定點(diǎn)汽耗 15.37kg/kWh;新蒸汽汽耗設(shè)計(jì)值 40.9t/h、額定值 45.1t/h;汽封加熱器汽耗 36kg/h，汽封加熱器水耗無明確數(shù)值;冷油器水耗 50t/h，電耗 33.2kWh/h。
國內(nèi)硫鐵礦制酸企業(yè)為實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)、節(jié)能降耗與增效目標(biāo)，會(huì)回收硫酸生產(chǎn)中的高、中溫位熱能副產(chǎn)蒸汽，但蒸汽利用需結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況進(jìn)行多方案對(duì)比。針對(duì)硫酸亞鐵制酸裝置爐底風(fēng)機(jī)和 SO?風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)，從總投資與運(yùn)行費(fèi)用兩方面展開比較，具體數(shù)據(jù)如下：
背壓透平機(jī)(2 臺(tái))的設(shè)備費(fèi) 430 萬元，安裝費(fèi) 8.69 萬元，合計(jì) 438.69 萬元(含獨(dú)立控制系統(tǒng));高壓電機(jī)(2 臺(tái))設(shè)備費(fèi) 122.2 萬元，安裝費(fèi) 1.5 萬元，合計(jì) 123.7 萬元(含開關(guān)柜、啟動(dòng)柜);高壓變頻電機(jī)(2 臺(tái))設(shè)備費(fèi) 203 萬元，安裝費(fèi) 3.6 萬元，合計(jì) 206.6 萬元(含變頻柜)。通過對(duì)比可知，背壓透平機(jī)方案比高壓變頻電機(jī)方案投資多 232.09 萬元。
運(yùn)行成本計(jì)算以年生產(chǎn)時(shí)間 8000h、變頻電機(jī)節(jié)電約 15% 為基礎(chǔ)：
背壓透平機(jī)運(yùn)行中，蒸汽消耗量 61.9t/h，單價(jià) 120 元 /t，單位成本 7428 元 /h，年總成本 5975.6 萬元;電消耗量 75.5kWh/h(含冷卻水用電)，單價(jià) 0.55 元 /kWh，單位成本 41.53 元 /h。同時(shí)，背壓透平機(jī)有副產(chǎn)品回收收益，外售蒸汽 61.9t/h，單價(jià) 100 元 /t，單位收益 6190 元 /h，年總收益 6249.78 萬元;此外，因不消耗常規(guī)運(yùn)行電費(fèi)，還可節(jié)省電費(fèi)，節(jié)電 2949.5kWh/h，單價(jià) 0.55 元 /kWh，單位節(jié)省 1622.23 元 /h。綜合計(jì)算，背壓透平機(jī)年運(yùn)行收入 274.18 萬元。
變頻高壓電機(jī)運(yùn)行中，電消耗量 2949.5kWh/h，單價(jià) 0.55 元 /kWh，單位成本 1622.23 元 /h，年總電費(fèi) 1297.78 萬元。
2 臺(tái)透平機(jī)比變頻電機(jī)多投資的 232.09 萬元，可在 1 年內(nèi)收回成本。
使用透平機(jī)比變頻電機(jī)每年多獲利 274.18 萬元。
透平機(jī)的應(yīng)用能減少硫酸裝置用電負(fù)荷 5000kW，降低變壓器容量，節(jié)省相關(guān)電氣設(shè)備投資和外電增容費(fèi)，使硫酸電耗減少約 75%，同時(shí)消除 SO?風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)外電網(wǎng)的沖擊。
企業(yè)不應(yīng)盲目采用透平機(jī)替代電機(jī)以追求節(jié)能降耗，需結(jié)合當(dāng)?shù)卣羝碗娏r(jià)格綜合比較。在本工況電費(fèi) 0.55 元 /kWh 的前提下，若過熱蒸汽與飽和蒸汽價(jià)差大于 25 元 /t，不僅無法降低運(yùn)行成本，還無法收回設(shè)備投資。
在硫酸亞鐵制酸裝置中應(yīng)用蒸汽透平機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)，節(jié)能效果顯著。經(jīng)計(jì)算，每年可節(jié)電(2949.5-75.5)×8000=2.2992×10?kWh，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤 7817t/a。
鈦白粉生產(chǎn)需大量蒸汽，與其配套的硫酸裝置，除綜合利用硫酸亞鐵、廢酸外，還需結(jié)合企業(yè)外部與內(nèi)部狀況，對(duì)中壓蒸汽的靜壓能和熱能進(jìn)行有效合理利用，做好當(dāng)前與長遠(yuǎn)方案比較。依據(jù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，實(shí)現(xiàn)鈦白粉與硫酸兩種產(chǎn)品之間物質(zhì)流、能量流的良好耦合集成，最終達(dá)成節(jié)能、降耗、減污、增效的目標(biāo)。
為參考行業(yè)發(fā)展情況，以下列出近 2 年全國硫磺制酸產(chǎn)量前 10 名企業(yè)數(shù)據(jù)：
2014 年，產(chǎn)量前 10 名的企業(yè)及產(chǎn)量分別為：云天化集團(tuán) 6940kt、貴州開磷(集團(tuán))有限責(zé)任公司 4036kt、食福威頓與威頓達(dá)州(產(chǎn)量未明確)、云南弘祥化工有限公司 1725kt、湖北新洋豐肥業(yè)股份有限公司 1456kt、甕福(集團(tuán))有限責(zé)任公司 1217kt、湖北三寧化工股份有限公司(產(chǎn)量未明確)、雙獅(張家港)精細(xì)化工有限公司 1146kt、中化重慶涪陵化工有限公司 1107kt、四川龍蟒集團(tuán)有限責(zé)任公司 967kt。
2013 年，產(chǎn)量前 10 名的企業(yè)及產(chǎn)量分別為：云天化集團(tuán) 7010kt、貴州開磷(集團(tuán))有限責(zé)任公司 3810kt、雙狗(張家港)精細(xì)化工有限公司 1550kt、云南祥豐化肥股份有限公司 1530kt、湖北新洋豐肥業(yè)股份有限公司 1460kt、湖北三寧化工股份有限公司 1320kt、甕福(集團(tuán))有限責(zé)任公司 1280kt、中化重慶濟(jì)陵化工有限公司 1220kt、湖北宜化集團(tuán) 1120kt、攀枝花市海峰金化工有限公司 1060kt。
在2025年硫酸亞鐵行業(yè)競爭加劇的背景下，蒸汽透平機(jī)在 1kt/d 硫精砂摻燒硫酸亞鐵制酸裝置中的應(yīng)用，有效解決了園區(qū)電力不足的問題。通過合理的蒸汽梯級(jí)利用設(shè)計(jì)，透平機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行后產(chǎn)生的背壓蒸汽可繼續(xù)供給鈦白粉裝置使用，提升了能源利用率。從經(jīng)濟(jì)角度看，盡管透平機(jī)初始投資比變頻電機(jī)高 232.09 萬元，但 1 年內(nèi)即可收回成本，且每年能多獲利 274.18 萬元，同時(shí)還能減少用電負(fù)荷、節(jié)省電氣設(shè)備投資與外電增容費(fèi)，降低硫酸電耗。在節(jié)能方面，每年可節(jié)電 2.2992×10?kWh，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤 7817t/a。不過，企業(yè)在選擇驅(qū)動(dòng)機(jī)時(shí)，需結(jié)合當(dāng)?shù)卣羝c電力價(jià)格綜合考量，避免盲目決策。未來，與鈦白粉配套的硫酸裝置應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化硫酸亞鐵、蒸汽等資源的利用，推動(dòng)物質(zhì)流與能量流的耦合集成，以適應(yīng)行業(yè)競爭，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
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