卷烟工业三种蒸汽供应方式的选型分析

张振华

（河南中烟工业有限责任公司装备部，河南 郑州 450016）

目前，卷烟工业企业的蒸汽供应方式正由过去的以自备燃煤锅炉为主，逐步向燃油燃气锅炉、城市热力网集中供应等多元化方向发展。本文以河南中烟工业有限责任公司（以下简称“河南中烟”）下属卷烟厂为例，对自备燃煤锅炉、自备燃气锅炉，以及城市热力网集中供汽等三种供汽方式加以分析对比，为减少投资，降低能耗把好源头关。

一、卷烟工业企业蒸汽使用现状

1.主要用汽环节

蒸汽在卷烟工业企业中主要应用于以下两方面：一是生产工艺，包括制丝生产线的真空回潮机、润叶机、加香加料机、水洗梗机、烟丝膨胀机、梗丝膨胀机、薄板式烘丝机、高速气流叶丝膨胀机等；二是室内环境温湿度控制，包括生产车间、仓库中央空调系统，以及办公、生活区冬季采暖系统等。

2.蒸汽品质要求

卷烟工业企业所使用的蒸汽通常为饱和蒸汽，其制丝生产工艺对蒸汽品质要求比较严格，除要求蒸汽纯净、无污染、无异味、能保证企业持续生产之外，各种设备对蒸汽的压力、温度、含水率均有相应的要求。如蒸汽压力，烘丝机为1.0MPa，真空回潮机为0.8MPa，润叶机为0.6MPa。其中，薄板式烘丝机对蒸汽的压力、温度、含水率的要求十分严格：蒸汽到达设备进口的压力为1.0±0.05 MPa，温度为190±5℃，汽中含水率小于3%，蒸汽流量稳定、可靠。

3.蒸汽供应方式

卷烟工业蒸汽供应方式主要有自备燃煤锅炉、自备燃油锅炉、自备燃气锅炉和城市热力管网集中供汽等几种形式。以河南中烟为例，其所属八个卷烟厂的蒸汽供应方式主要有以下三种：许昌、驻马店、洛阳卷烟厂由城市热力网集中供汽，新郑、郑州、安阳、漯河卷烟厂使用自备燃气（油）锅炉供汽，南阳卷烟厂使用自备燃煤锅炉供汽。

二、三种供汽方式的经济性分析

下面以南阳、漯河、驻马店卷烟厂为例，以2009年蒸汽综合费用指标为主要参照依据，分别对上述三种蒸汽供应方式进行分析。

1.燃煤锅炉供汽

（1） 燃煤锅炉现状。南阳卷烟厂现有3台燃煤蒸汽锅炉，设备总投资（包括锅炉及配套设备的购置与安装费用）为484.61万元。其中2台额定蒸发量为10t/h的锅炉于1992年投入运行，1台额定蒸发量为20t/h的锅炉于1995年投入运行。全年大部分时间的运行方式为“两开一备”；冬季采暖高峰时段，3台锅炉同时运行。

（2）燃煤锅炉年度综合费用情况。南阳卷烟厂2009年度（燃煤锅炉）蒸汽综合费用为909.25万元，其中，燃煤费用、锅炉工段人员工资、锅炉运行水电费用、锅炉运行其他费用分别为587.62万元、173.3万元、58.76万元和89.57万元。

（3）蒸汽吨成本费用。2009年南阳卷烟厂工业生产消耗燃煤共7 166.13t，折合为5 118.77t标准煤，3台锅炉的热效率平均为55.2%，蒸汽折标系数按0.129计算，则3台锅炉全年产蒸汽量（理论值）为7 1884.76t。则蒸汽吨成本费用为126.49元/t。

（4）单箱卷烟的蒸汽费用。2009年南阳卷烟厂共生产卷烟31万箱（合155亿支），则单箱卷烟的蒸汽费用为29.33元/箱。

2.燃气锅炉供汽

（1） 燃气锅炉现状。漯河卷烟厂现有3台额定蒸发量为10t/h的燃气蒸汽锅炉，2005年安装并投入运行，设备总投资（包括锅炉及配套设备的购置与安装费用）为345.49万元。全年大部分时间的运行方式为“两开一备”；冬季采暖高峰时段，3台锅炉同时运行。

（2）燃气锅炉综合费用情况。漯河卷烟厂2009年度（燃气锅炉） 蒸汽综合费用为972.55万元，其中，天然气费用、锅炉工段人员工资、锅炉运行水电费用、锅炉运行其他费用分别为759.32万元、130万元、30.23万元、53万元和972.55万元。

（3） 蒸汽吨成本费用。2009年漯河卷烟厂工业生产消耗天然气3 162 813m3，折合为3 840.604t标准煤，3台锅炉的热效率平均为89%，蒸汽折标系数为0.129，则3台锅炉全年产蒸汽量（理论值） 为33 451.82t。则蒸汽吨成本费用为290.73元/t。

（4） 单箱卷烟的蒸汽费用。2009年漯河卷烟厂共生产卷烟30万箱（合150亿支），则单箱卷烟的蒸汽费用为32.42元/箱。

3.热力网集中供汽

(1)集中供汽系统现状。驻马店卷烟厂自1995年5月开始由城市热力网提供蒸汽。专用供汽管道及厂内配汽设施投资额为170.72万元；2003以来，为恢复管道的热力传送效能，驻马店厂对专用供汽管道更新改造费用为250万元。蒸汽专线累计投资420.72万元。

(2)集中供汽蒸汽费用情况。驻马店卷烟厂2009年度（城市热力网集中供汽）蒸汽综合费用为508.55万元，其中，蒸汽费用、蒸汽设施值守人员工资、蒸汽管道维修费用分别为448.39万元、18.5万元和41.67万元。

(3)蒸汽吨成本费用。2009年，驻马店卷烟厂蒸汽消耗量为23 899t，因此，蒸汽的吨成本费用为212.79元/t。

(4)单箱卷烟的蒸汽费用。2009年驻马店卷烟厂共生产卷烟22万箱（合130亿支），则单箱卷烟的蒸汽费用为23.12元/箱。

三、供汽方式的优劣势对比（见表1）

1.主要指标对比分析

（1） 蒸汽设施的投资费用。三种供汽方式的前期投资平均为416.94万元。其中，燃煤锅炉项目投资费用最高，城市集中供汽次之，燃气锅炉投资最低，极差139.12万元。

表1 三种蒸汽供应方式分析对比情况表

（2）蒸汽吨成本费用。三种供汽方式每吨蒸汽的平均成本费用为210.00元/t。其中，燃煤锅炉每吨蒸汽的成本费用最低，集中供汽次之，燃气锅炉最高，极差164.24元/t。

（3）单箱卷烟蒸汽费用。三种供汽方式单箱卷烟蒸汽费用平均为28.29元/箱。其中，燃煤锅炉单箱卷烟蒸汽费用最低，燃气锅炉次之，集中供汽最高，极差9.30元/箱。

2.三种供汽方式的优缺点对比

（1）自备燃煤锅炉供汽。主要优点是运行成本相对较低；与集中供汽方式相比，具有自主权，减少了外界因素对生产的影响。其主要缺点是产生的烟气和粉尘较大，不符合市区的环保要求。因此，企业自备燃煤锅炉的供汽方式将逐渐被包括自备燃气锅炉以及城市热力网集中供汽在内的其他供汽方式所取代。

（2）城市热力网集中供汽。主要优点是：单箱卷烟蒸汽费用最低；几乎不需要对供汽设施进行管理和维护；厂区内既无锅炉烟气排放，也无废渣产生，利于厂区环境整洁；不承担锅炉运行安全风险。其主要缺点：一是蒸汽质量不稳定。经过长距离输送后，蒸汽热晗有一定损失，从而造成蒸汽品质下降，尤其是在非采暖季节，蒸汽用户大幅度减少后，集中供汽主管道中蒸汽流量明显减少，会产生汽中含水率高、蒸汽压力不稳等问题；二是蒸汽供应受供汽单位制约。一般情况下，热力网的蒸汽来自于热电厂，当热电厂锅炉或市区蒸汽主管道出现故障时，必然会影响企业的正常供汽。2007年以来，许昌、驻马店、洛阳三家采用集中供汽的单位，均遇到过因集中供汽设施突发性故障等因素造成停产的情况。

（3）自备燃气锅炉供汽。主要优点是：与集中供汽相比，蒸汽质量稳定，且具有自主权，能减少外界因素对卷烟生产的不利影响；与燃煤锅炉相比，无废渣排放，且燃料燃烧所产生的废气符合环保要求，利于环境清洁。其主要缺点是：运行成本相对较高；因天然气属于稀缺资源，在冬季采暖高峰季节，有时会出现天然气限量供应的情况，可能会对卷烟生产造成一定影响。如2007年以来，郑州卷烟厂和漯河卷烟厂均出现过此类情况。

四、结论

鉴于以上三种蒸汽供应方式各有利弊，选型时可参考以下意见。

1.自备燃煤锅炉

新的供汽设施投资项目应尽量避免采用传统的燃煤锅炉。但可在充分论证的基础上，采用水煤浆锅炉等低污染的新型蒸汽燃煤锅炉。

2.自备燃气锅炉

首先，企业所在地必须有充足的天然气气源。就目前而言，西气东输的天然气气源相对稳定。其次，如果厂区条件允许（建足够大的燃油库），则尽可能采用油气两用锅炉，一旦冬季天然气流量受限，可以暂时转换为燃油功能，以免影响正常生产。

3.城市集中供汽

首先，必须对本地的热力公司（或汽源单位） 的实力进行详细的调查、论证，重点评估其是否有连续供汽能力，以及是否能够满足卷烟生产所需的蒸汽流量、压力、温度等指标要求。其次，要充分考虑汽源单位（如热电厂）与本企业的距离等因素对蒸汽品质造成的影响。根据《城市供热规划的技术要求》规定，蒸汽管网的输送距离一般不宜超过4km。当输送距离超过4km时，要依据汽源端的蒸汽流量、压力、温度，以及卷烟企业对蒸汽流量、压力、温度等参数的具体要求，在考虑沿途热量损失的条件下，确定集中供汽的最远输送距离，并采用“钢套钢”管道等特殊技术措施，保证蒸汽品质，满足制丝工艺需求。

4.项目投资估算说明

由于自备燃煤、燃气锅炉项目的投资额受企业卷烟生产规模、锅炉选型（进口或国产）等因素的影响，集中供汽项目的投资额与企业卷烟产量、供汽距离等因素有关，因此，在蒸汽供应方式选型以及项目投资估算时，应根据企业生产规模、厂房面积、锅炉选型、供汽距离等具体情况进行综合分析。

此外，无论采用哪种供汽方式，均应对蒸汽管网系统进行良好的保温处理；对于室外蒸汽管道，还应采取良好的防水措施，以减少沿程热量损失，提高节能效果，保证蒸汽品质。

综合上述分析，卷烟工业企业在进行蒸汽选型时，应综合考虑各种条件和因素。在条件许可的情况下，应采用自备燃气锅炉＋城市集中供汽的综合供汽方式，其中自备锅炉主要为卷烟制丝车间的生产工艺提供优质蒸汽，城市集中供汽管网则为中央空调系统等低压用汽设备供汽。这样既可适当降低用汽费用，又能减少外来因素对生产造成的不利影响。

[1]黄冬，宋长华，崔文智.烟草工业中蒸汽品质保证与输送过程分析 [J].重庆电力高等专科学校学报，2004，9（4）.

[2]刘次刚，张胜利.两种汽源应用于烟草企业的经济性分析 [J].能源工程，2005(2）.