绿色施工技术-天然气替代丙烷切割减少大气污染案例.pdf

2.14 天然气替代丙烷切割减少大气污染案例 1 用途及原理 1.1 用途 在制造行业机械加工过程中，板材切割常用方式有手工切割、半自动切割及数控切割 。 目前行业内，切割能源多采用丙烷。天然气代替丙烷用于切割的案例适用的正是这些领域 ， 如各钢厂、钢结构、船舶等金属制品行业的下料切割。 1.2 原理 丙烷是一个三碳的 烷烃 ， 化学式为 C3H8 ， 通常为气态 ， 丙烷气体的价格及不适合密闭 环境的使用限制 ，在一定程度上影响了丙烷切割气的推广使用 。随着天然气的普及使用 ，其 清洁、经济、安全、环保等方面的优势确定了其作为丙烷切割气的替代产品地位。 下表为这两种切割燃气的物性指标。 表 2.14 -1 丙烷、天然气物性指标表 燃气种类 密度（ kg/m3 ） 最低发热值 （ kcal/m3 ） 氧气消耗比 （ m3/m3 ） 火焰温度（ ℃ ） 丙烷 2.010 22256 5 2800~2850 天然气 0.717 8800 2 1850~2540 2 做法及技术参数 2.1 做法 使用丙烷和天然气切割时，切割质量精度对比如下表： 表 2.14 -2 切割质量精度对比表 评定项目 使用丙烷气时 使用天然气时 备注 割缝宽度 3~5mm 3~5mm 切割尺寸精度 满足精度要求 满足精度要求 切割面倾斜度 0.3~0.5 ° 0.5~0.7 ° 切割面平整度 好 较好 切割面有无烧塌 无 轻微 下缘挂渣情况 无 轻微 通过上表比较可知 ， 使用天然气时切割质量精度略有下降 ， 主要原因是天然气热值低 ， 火焰较短发散，导致切割面质量较差，如下图所示。 图 图 2.14 -1 天然气火焰 图 2.14 -2 丙烷火焰 图 2.14 -3 天然气切割表面 图 2.14 -4 丙烷切割表面 图 2.14 -5 天然气切割 40mm 板表面 图 2.14 -6 天然气切割 20mm 板表面 对于天然气切割后表面残留挂渣情况 ，可以通过手工打磨完全去除 ，满足钢板切割表面 质量要求。 2.2 技术指标 主要切割工艺参数对比如下表： 表 2.14 -3 切割工艺参数对比表 丙烷割嘴在天燃气上同样可以用使用，规格型号比丙烷大 1-2 号。 不同板厚气体压力对比如下表： 表 2.14 -4 不同板厚气体压力对比表 板厚 丙烷 -氧气切割压力 天然气 -氧气切割压力 工艺参数 使用丙烷气时 使用天然气时 结论 常用切割材料及厚度 厚度 40mm 以下 Q235 钢板 厚度 40mm 以下 Q235 钢板 可切割材料基本相同 最大切割厚度 250mm 120mm 天然气切割厚度较小 切 割 速 度 0-10mm 板厚 400~450mm/min 400~450mm/min 通过切割火焰参数的调 整，可达到相同的切割 速度 10-20mm 板厚 300~350mm/min 300~350mm/min 20-40mm 板厚 250~300mm/min 250~300mm/min 40-60mm 板厚 200~250mm/min 200~250mm/min 预热时间 45 秒 45 秒 通过火焰调整可达到相 同的预热打穿时间 打穿时间 47 秒 47 秒 割嘴型号 7号 5号 需要更换割嘴 燃气压力 1.3bar 1.3bar 氧气压力 8bar 8bar 丙烷 氧气 天然气 氧气 30mm 0.05MPa 0.4MPa 0.06MPa 0.4MPa 50mm 0.05MPa 0.4MPa 0.06MPa 0.4MPa 75mm 0.06~0.09 MPa 0.7~0.8 MPa 0.1 MPa 0.7~0.8 MPa 100mm 0.06~0.09 MPa 0.7~0.8 MPa 0.1 MPa 0.7~0.8 MPa 通过上述各表可知 ，对于目前行业内常用的切割材料 ，利用现有设备切割 100mm 以下的 钢板 ，使用天然气和丙烷 ，消耗氧气量大致相同 ，切割参数完全可满足使用要求 ，天然气的 切割速度和效率基本与丙烷相同。 3 实施效果 3.1 经济效果 分析 利用上述技术参数 ，选择南京中建化工设备制造有限公司一期下料车间试点 ，得出天然 气与丙烷切割单月费用对比如下表： 表2.14 -5 天然气与丙烷单月费用对比图表 项目 燃气 氧气 总费用 （元） 用量 单价 费用 （元） 用量 （吨） 单价 （元 /吨） 费用 （元） 丙烷 切割 1345 瓶 260 元 /瓶 349700 210 850 178500 528