天然氣代替丙烷作為氣割燃?xì)獾目尚行苑治?/h1>
2015-03-15 08:16:20宋利鋒董漢偉趙洪波王麗莉
新技術(shù)新工藝 2015年1期
宋利鋒，董漢偉，趙洪波，王麗莉
(1. 三一重型裝備有限公司，遼寧 沈陽 110027；2. 沈陽陸正重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽 110144)
天然氣代替丙烷作為氣割燃?xì)獾目尚行苑治?/p>
宋利鋒1，董漢偉1，趙洪波1，王麗莉2
(1. 三一重型裝備有限公司，遼寧 沈陽 110027；2. 沈陽陸正重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽 110144)
摘要：數(shù)控火焰切割設(shè)備燃?xì)庀某杀据^大，而天然氣價(jià)格低于丙烷，所以用其代替丙烷作為切割燃?xì)饪梢越档唾彋獬杀?。通過試驗(yàn)，分別以天然氣和丙烷作為切割燃?xì)?，比較了其切割面質(zhì)量、切割效率以及消耗氣體成本情況。結(jié)果表明，天然氣切割面光滑，無明顯缺陷，切割質(zhì)量滿足產(chǎn)品要求，天然氣代替丙烷使切割效率降低5.4%，但節(jié)約燃?xì)獬杀?5%，所以天然氣代替丙烷作為數(shù)控火焰切割燃?xì)馐强尚械摹?/p>
關(guān)鍵詞：數(shù)控火焰切割；燃?xì)?；天然氣；丙?/p>
氧氣切割具有效率高、成本低和設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于碳素鋼和低合金鋼板材下料及焊接坡口加工。三一重型裝備有限公司的產(chǎn)品使用厚板量大，配備了多臺(tái)數(shù)控火焰切割設(shè)備，燃?xì)庀某杀臼巧a(chǎn)輔料成本的重要組成部分[1]。
目前，本公司使用的切割燃?xì)鉃楸椋捎谑艿绞蛢r(jià)格的影響，丙烷價(jià)格上升，切割燃?xì)獬杀倦S之增加[2]；而天然氣作為新型工業(yè)燃?xì)?，具有安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)[3]，并且儲(chǔ)量豐富，供應(yīng)渠道多樣[4]，用其代替丙烷作為切割燃?xì)饪梢越档唾彋獬杀尽?/p>
本文通過試驗(yàn)，分別以天然氣和丙烷作為切割燃?xì)?，比較其切割面質(zhì)量、切割效率以及氣體消耗成本情況，為天然氣代替丙烷提供參考依據(jù)。
1試驗(yàn)方案
分別使用天然氣(含增效劑)和丙烷作為切割燃?xì)?，利用?shù)控火焰切割機(jī)進(jìn)行氣割。通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，對(duì)比了2種燃?xì)獾那懈钯|(zhì)量、切割效率和成本消耗情況，從而綜合分析天然氣代替丙烷的可行性。
2試驗(yàn)過程
試驗(yàn)選用δ50鋼板，切割氧純度為99.5%，預(yù)熱氧壓力為0.38 MPa，切割氧壓力為0.97 MPa。記錄下每種氣體的切割長(zhǎng)度、切割速度、穿孔次數(shù)、穿孔時(shí)間和燃?xì)庀牧康脑囼?yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄見表1。
表1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)
3結(jié)果與分析
3.1切割質(zhì)量
天然氣與丙烷的切割面質(zhì)量如圖1所示。2種燃?xì)獾那懈蠲嫫秸?，無明顯氣割缺陷，下緣熔渣量少且易于清除，切割質(zhì)量均滿足公司產(chǎn)品要求。
圖1 不同燃?xì)獾那懈蠲尜|(zhì)量
3.2切割效率
從表1可以看出，天然氣切割速度略低于丙烷，穿孔時(shí)間也比丙烷稍長(zhǎng)，所以天然氣切割效率低于丙烷。為了使2種切割氣體的切割效率差異量化，假設(shè)切割長(zhǎng)度為10 m，穿孔次數(shù)為10次，則： 天然氣切割耗時(shí)10 000/330+50×10/60≈38.6 min；丙烷切割耗時(shí)10 000/345+45×10/60≈36.5 min。所以天然氣切割效率比丙烷降低(1/36.5-1/38.6)/(1/36.5)×100%≈5.4%。
計(jì)算結(jié)果表明，天然氣切割效率比丙烷切割效率低5.4%，天然氣代替丙烷后切割效率降低并不明顯。
3.3成本消耗
按照目前購氣單價(jià)，將表1中2種燃?xì)獾南牧繐Q算為成本，進(jìn)一步計(jì)算得到單位長(zhǎng)度燃?xì)庀某杀?，用于比較2種燃?xì)獾某杀鞠那闆r，其中穿孔過程不產(chǎn)生切割路徑，但消耗燃?xì)猓枰M(jìn)行換算。在切割過程中，對(duì)于同一種燃?xì)?，相同的穿孔時(shí)間和切割時(shí)間所消耗燃?xì)饬肯嗤?，因此，可以將穿孔時(shí)間換算為切割長(zhǎng)度。成本計(jì)算公式為：
穿孔換算長(zhǎng)度=穿孔時(shí)間×穿孔次數(shù)×切割速度
單位長(zhǎng)度氣體成本=燃?xì)庀牧俊寥細(xì)鈫蝺r(jià)/(穿孔換算長(zhǎng)度+切割長(zhǎng)度)
成本計(jì)算情況見表2，計(jì)算結(jié)果表明試驗(yàn)中天然氣消耗成本比丙烷降低約45%。隨著西氣東輸項(xiàng)目的落成，天然氣供應(yīng)能力的提高，其購氣成本還會(huì)進(jìn)一步降低[5]。
表2 氣體消耗成本計(jì)算
4結(jié)語
天然氣與丙烷的切割對(duì)比試驗(yàn)表明，天然氣切割表面光滑，無明顯缺陷，切割質(zhì)量滿足產(chǎn)品要求；天然氣代替丙烷降低切割效率5.4%，節(jié)約燃?xì)獬杀?5%。綜合分析可知天然氣代替丙烷是可行的。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉海鴿，張海霞，張亞南．天然氣替代丙烷切割在液壓支架中的推廣使用[J]．新技術(shù)新工藝，2011(11)：78-79.
[2] 弓燕舞，劉富海，賴元楷．天然氣切割氣技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展[J]．天然氣工業(yè)，2008，28(8)：117-119.
[3] 關(guān)念．天然氣切割技術(shù)在船舶建造業(yè)中的推廣應(yīng)用[J]．造船技術(shù)，2009(6)：39-41.
[4] 吳義龍，張興民．論天然氣切割氣的市場(chǎng)推廣[J]．城市燃?xì)猓?010(3)：31-33.
[5] 楊國(guó)輝．氧-天然氣切割工藝的研究與應(yīng)用[J]．管道技術(shù)與設(shè)備，2004(6)：31-32.
責(zé)任編輯李思文
Feasibility Analysis of Substituting Propane with Natural Gas as Cutting Gas
SONG Lifeng1, DONG Hanwei1, ZHAO Hongbo1, WANG Lili2
(1.Sany Heavy Equipment Co.,Ltd,Shenyang 110027,China;2. Shenyang LZ Manufacturing Co.,Ltd,Shenyang 110144,China)
Abstract:CNC flame cutting equipment requires obvious propane costs, which will be saved if it is substituted with natural gas as cutting gas for the price of natural gas is lower than propane. In the paper, cutting experiments with propane and natural gas were performed separately following with comparing in cutting quality, efficiency and gas costs between propane and natural gas. The results showed that the natural gas cutting surface is smooth without obvious defects, and the cutting quality meets the production requirements. After substituting propane with natural gas, the cutting efficiency reduces by 5.4% while saving the gas costs by 45%. Above all, natural gas substitute for propane as cutting gas in CNC flame cutting is feasible.
Key words:CNC flame cutting, gas, natural gas, propane
收稿日期：2014-04-29
作者簡(jiǎn)介：宋利鋒(1979-)，男，工藝工程師，本科，主要從事焊接成型等方面的研究。
中圖分類號(hào)：TG 481.2
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
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宋利鋒，董漢偉，趙洪波，王麗莉
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天然氣代替丙烷作為氣割燃?xì)獾目尚行苑治?/p>
宋利鋒1，董漢偉1，趙洪波1，王麗莉2
(1. 三一重型裝備有限公司，遼寧 沈陽 110027；2. 沈陽陸正重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽 110144)
摘要：數(shù)控火焰切割設(shè)備燃?xì)庀某杀据^大，而天然氣價(jià)格低于丙烷，所以用其代替丙烷作為切割燃?xì)饪梢越档唾彋獬杀?。通過試驗(yàn)，分別以天然氣和丙烷作為切割燃?xì)?，比較了其切割面質(zhì)量、切割效率以及消耗氣體成本情況。結(jié)果表明，天然氣切割面光滑，無明顯缺陷，切割質(zhì)量滿足產(chǎn)品要求，天然氣代替丙烷使切割效率降低5.4%，但節(jié)約燃?xì)獬杀?5%，所以天然氣代替丙烷作為數(shù)控火焰切割燃?xì)馐强尚械摹?/p>
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目前，本公司使用的切割燃?xì)鉃楸椋捎谑艿绞蛢r(jià)格的影響，丙烷價(jià)格上升，切割燃?xì)獬杀倦S之增加[2]；而天然氣作為新型工業(yè)燃?xì)?，具有安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)[3]，并且儲(chǔ)量豐富，供應(yīng)渠道多樣[4]，用其代替丙烷作為切割燃?xì)饪梢越档唾彋獬杀尽?/p>
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2試驗(yàn)過程
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計(jì)算結(jié)果表明，天然氣切割效率比丙烷切割效率低5.4%，天然氣代替丙烷后切割效率降低并不明顯。
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穿孔換算長(zhǎng)度=穿孔時(shí)間×穿孔次數(shù)×切割速度
單位長(zhǎng)度氣體成本=燃?xì)庀牧俊寥細(xì)鈫蝺r(jià)/(穿孔換算長(zhǎng)度+切割長(zhǎng)度)
成本計(jì)算情況見表2，計(jì)算結(jié)果表明試驗(yàn)中天然氣消耗成本比丙烷降低約45%。隨著西氣東輸項(xiàng)目的落成，天然氣供應(yīng)能力的提高，其購氣成本還會(huì)進(jìn)一步降低[5]。
表2 氣體消耗成本計(jì)算
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