对 1025 t/h 循环流化床锅炉燃烧耦合 100 t/h 褐煤热解工艺进行经济评价。计算结果为:静态投资回收期 3.9 年,低于煤炭行业基准投资回收期;投资利润率 29.4% ,大于煤炭行业平均投资收益率;基准折现率取 12% 时,对 1025 t/h 循环流化床锅炉燃烧耦合处理量 100 t/h 褐煤热解联产系统的净现值约为 5.2 亿元。以上数据说明循环流化床燃烧耦合热解工艺技术有较强的市场竞争力。 The economic evaluation was undertaken for a lignite-fired 1025 t/h circulated fluidized bed (CFB) combus- tion coupled with 100 t/h lignite pyrolysis process. The results indicated that the static time period for recovery of in- vestment was 3.9 years less than the criterion time period for recovery of investment for the coal industry; the profit rate of investment was 29.4% more than the average investment rate of return of coal industry; the net present value of 1025 t/h CFB coupled with 100 t/h lignite pyrolysis process was about 0.52 billion yuan when the criterion discount rate was 12%. The results showed that the CFB combustion coupled with coal pyrolysis technology was competitive in market.
煤炭热解与直接液化和间接液化相比具有工艺条件温和、能量利用效率高的特点,从上世纪80年代以来成为人们的研究热点。而褐煤很难在煤粉炉中燃烧,循环流化床(CFB)锅炉为褐煤的燃烧发电提供了一种技术途径。中国科学院过程工程研究所姚建中等[
但是一项有市场竞争力的技术除了工艺先进外,还需有经济上的合理性。迄今为主,还没有发现对CFB锅炉燃烧耦合热解系统进行技术评价的例子。本文以前期研究[
煤拔头示意图见图1。一部分煤进入CFB锅炉燃烧,其余的煤加入热解器的同时与来自CFB锅炉的热灰混合发生热解反应生成半焦、热解气和焦油。CFB锅炉的热灰被旋风分离器分为两股,一股被直接送回CFB锅炉,另一股进入热解器为煤粉热解提供热量,热解生成的半焦与热灰一起被送入CFB锅炉燃烧。生成的焦油和热解气可进一步加工成化学品、燃料油和燃气。
经济评价计算时需选用和所计算技术项目技术、规模相近的项目的投资作为参考。由于本文的计算项目较新,现在还没有与此相近的技术项目,因此参考某研究所开发的75 t/h锅炉燃烧耦合移动床热解设备投资数据作为计算参考,见表1。该工业中试装置热解器的煤处理量为5 t/h。
根据作者前期研究[
按表3所示的计算假设,对蒸发量1025 t/h褐煤燃烧循环流化床锅炉耦合100 t/h的热解系统进行经济核算:
1) 热解系统的固定资产投资
用规模指数法
,n为规模指数,取0.7
图1. CFB燃烧器耦合热解器示意图
表1. 75 t/h CFB燃烧耦合移动床热解经济数据
表2. 煤气不返回燃烧时燃煤量(t/h)和总煤量随热解煤量的变化表
图2. 煤气不返回燃烧时燃煤量和总煤量随热解煤量的变化
表3. 计算假设
式中,为参考项目75 t/h CFB锅炉改造配套热解系统的热解煤量5 t/h,为1025 t/h CFB锅炉改造配套热解系统的热解煤量100 t/h,I2为75 t/h CFB锅炉改造配套热解系统的设备投资。
1025 t/h锅炉耦合热解系统固定投资额 = 465 × (100/5)0.7 = 3786万元
2) 流动资金投资估算
按建设投资估算(国内外化工项目的固定资产投资流动资金率为12%~20%),按20%计算
流动资金额 = 固定资产投资流动资金率 × 固定资产投资 = 3786 × 20% = 757.2万元,取760万元
3) 销售收入
焦油年产量:32,400 t/a
煤焦油价格:2000元/t
焦油年收入:6480万元
煤气产量:4580万Nm3/a
煤气价格:0.7元/t
煤气年收入:3206万元
销售总收入:6480 + 3206 = 9686万元
4) 总成本费用
总成本费用 = 制造成本+总费用
制造成本(生产成本) = 原材料① + 燃料动力费② + 工资及福利③ + 制造费用 − 副产品收入④
制造费用 = 基本折旧费⑤ + 维修费⑥ + 其他费用⑦
总费用 = 管理费用⑧ + 财务费用⑨ + 销售费用⑩
① 原材料
热解煤量100 t/h,燃烧煤量148.306 t/h,总煤量:248.306 t/h。
锅炉原燃煤量:227.42 t/h。
增加燃煤量 = 248.306 − 227.42 = 20.886 t/h
煤炭价格:500元/t
耗煤年费用:6265.8万元,取6266万元
② 燃料动力费
给煤机、风机等耗电总功率取500 kw 500 kw × 6000 hr × 0.65元/度电 = 195万元
③ 工资及福利
直接工资,人员设置8人,费用:10万元/年,共计10 × 8 = 80万元
福利费,按直接工资总额的14%计取,80 × 14% = 11.2万元
工资及福利合计:91.2万元,取92万元
④ 副产品收入取0
⑤ 基本折旧费
按固定资产折旧费计算
固定资产残值比例:5%。
折旧年限:20年
残值 = 3786 × 0.05 = 189.3万元,取189万元
折旧额 = (3786 − 189.3)/20 = 179.8万元,取180万元
⑥ 维修费
维修费按折旧费的50%计取,即90万元/年
⑦ 其他费用
按基本折旧费的10%计取,18万元
⑧ 管理费用
制造费用 = 基本折旧费5) + 维修费6) + 其他费用7) = 180 + 90 + 18 = 288万元
管理费用 = 制造费用 × (6%~9%) = 288 × 7.5% = 21.6万元,取22万元
⑨ 财务费用
主要是贷款利息
贷款利率在3~5年时,取年利率5.76%,按3年贷款计算,利息 = 本金 × (1 + 利率)n − 本金 = 3786 × (1 + 0.0576)3 − 3786 = 4479 − 3786 = 693万元
(式中n为计息周期数)
⑩ 销售费用
销售费用 = 销售收入 × (1%~3%) = 9686 × 2% = 194万元/年
总成本费用 = 原材料① + 燃料动力费② + 工资及福利③ − 副产品收入④ + 基本折旧费⑤ + 维修费⑥ + 其他费用⑦ + 管理费用⑧ + 财务费用⑨ + 销售费用⑩ = 6266 + 195 + 92 − 0 + 180 + 90 + 18 + 22 + 693 + 194 = 7750万元
5) 税金
a) 增值税,税率取17%(大多数化工企业适用)
销项税额 = 税率 × 含税销售收入/(1 + 税率) = 0.17 × 9686/(1 + 0.17) = 1407
进项税额 = 税率 × 购入品的外购含税成本/(1 + 税率) = 0.17 × 6266/(1 + 0.17) = 910
增值税额 = 销项税额 − 进项税额 = 1407 − 910 = 497万元
b) 城市维护建设税,对生产企业
城市维护建设税额 = 增值税额 × 城建税率 = 497 × 0.05 = 25万元
(纳税者所在地是城市市区的城建税率为7%,县城、镇为5%)
c) 教育费附加
教育费附加 = 增值税额 × 3% = 497 × 0.03 = 15万元
税金总额 = 增值税 + 城市维护建设税 + 教育费附加 = 497 + 25 + 15 = 537万元/年
6) 年经营成本
年经营成本 = 总成本费用 − 折旧费 − 摊销费 − 贷款利息 = 7750 − 180 − 0 − 693 = 6877万元/年
根据上述的经济评价数据的计算,总结得到为蒸发量1025 t/h褐煤燃烧CFB锅炉增加热解煤量100 t/h热解系统的收入支出表,如表4所示。表中收入部分主要包括热解产生的焦油、煤气的销售收入,支出部分包括CFB锅炉燃烧系统耦合热解系统后多消耗的煤量,固定资产、流动资金投资及经营成本和税金支出。
图3为根据收入支出表计算的现金流量图。向上的箭头为现金流入,向下的箭头为现金流出,横线为技术项目的寿命周期,现金流入减去现金流出即为净现金流量。
静态投资回收期是指技术方案实施后的净收益或净利润抵偿全部投资额所需的时间,一般以年表示[
静态投资回收期 = (累计净现金流量开始出现正值年份数) − 1 + (上年累计净现金流量绝对值/当年净现金流量) = 4 − 1 + (1939)/2272 = 3.9年煤炭行业的基准投资回收期为8~13年[
表4. 收入与支出表
图3. 现金流量图
投资利润率指项目达到设计能力后的一个正常年份的年利润总额或生产期年平均利润总额与项目总投资额的比率,该指标表示项目正常年份中单位投资每年所创造的利润。计算过程如下:
投资利润率 = 年利润总额或年平均利润总额/总投资
年利润总额 = 年产品销售收入 − 年总成本费用 − 年销售税及附加 = 9686 − 7750 − 537 = 1399万元
总投资 = 固定资产投资 + 建设期借款利息 + 流动资金 + 固定资产投资方向调节税
建设期借款利息按利率5.76%计算,建设期为一年,固定投资为3786万元,
建设期借款利息 = 本金 × 利率 = 3786 × 0.0576 = 218万元
总投资 = 3786 + 218 + 760 + 0 = 4764万元
投资利润率 = 1399/4764 = 29.4%。煤炭行业的平均投资收益率为14%~18%,该技术项目的投资利润率远大于行业平均投资收益率,说明该技术项目创造利润能力较强,有强大的市场竞争能力。
净现值(NPV)考虑了资金的时间价值,也考虑了技术项目在整个寿命周期内收回投资后的经济效益状况,可以弥补静态投资回收期的缺陷。
净现值的计算是对技术方案在整个寿命周期内,对每年发生的净现金流量,用规定的基准折现率,折算为基准时刻的现值。我国的折现率一般取12%[
计算公式为
式中,为基准折现率;CI为现金流入;CO为现金流出;CFt为t年净现金流量;n为技术方案的生命周期。
取基准折现率为12%,计算得热解煤量为100 t/h的热解系统的净现值约为5.2亿元,说明该技术有良好的经济效益。
对燃烧褐煤的1025 t/h CFB锅炉耦合煤处理量100 t/h的热解系统进行经济评价,得到的静态投资回收期为3.9年,小于煤炭行业基准投资回收期;投资利润率为29.4%,大于煤炭行业的平均投资收益率;基准折现率取12%时,与1025 t/h CFB锅炉耦合煤处理量100 t/h热解的联产系统的净现值约为5.2亿元。这些结果表明,CFB锅炉燃烧耦合热解技术具有良好的经济性。
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