《炭素世界》：孤网发电+小石墨化炉配套预案分析
孤网发电+小石墨化炉配套预案分析林 浩 太原市晋利坚炭素电子有限公司2016年6月 引子干戈停，...
孤网发电+小石墨化炉配套预案分析
林 浩 太原市晋利坚炭素电子有限公司
2016年6月
引 子
干戈停，祸端蔽，但凡天下事，大事走了，小事再来，真应了古人哪句话“福兮祸倚，祸兮福在”的因果相报。这里小子想引一段“说岳全传”小彩松一下筋骨。话说西方极乐世界大雷音寺我佛如来，一日端坐九品莲台，旁列着四大菩萨，八大金刚，五百罗汉，三千偈谛，比邱尼，比邱僧，优婆夷，优婆塞，共诸天护法圣众，齐听讲说妙法真经。正说得天花乱坠、宝雨滨汾之际，不其从侧门溜进一个星官，乃是一个土蝙，偶在莲台之下听讲，谁知此土蝙哪天腹内偶感不适，忍不住撒出一个屁来。我佛原本是大兹大悲之主，且不在意，不道此举却惹恼了佛顶上头一位护法神祗，名为大鹏金翅明王，眼射金光，背呈祥瑞，见哪土蝙污秽不洁，不觉大怒，展开双翅飞落下来，望着土蝙头上一啄，列位看官可想大鹏鸟何许圣官，哪土蝙怎经得起这一啄，立见死于非命，只感得那土蝙一点灵光射出雷音寺，经由东土认母投胎去了。这便是后来的奸贼秦桧，做下哪残害忠良之事，以报今日之仇。
且说佛爷将慧眼一观，口称：善哉，善哉！原来有此一段因果，即唤大鹏鸟近前而来，喝道：你这孽障，既归我教，怎不皈依五戒，辄敢如此行凶，犯下天条，我这里用你不着，今将你降落凡尘，偿还冤债，直待功成行满，方许你归山，再成正果。那大鹏鸟遵了法旨，飞出雷音寺一路径来东土投胎，这便是后来的岳飞岳元帅不表。
小子录了这一段，想来这人士间便是因果报应的机缘，只是不知你身边的哪位是土蝙罢了。想此事，才道出这演义的“果”原本便是这佛爷安排的事。可哪“因”呢？却原来是各位的一个人生的不巧，而今园了佛爷的哪个果了。
闲言少叙，言归正题。
前两日巧有朋友问道，电力改革也开始了，小电厂虽在政策上不允许再建，但是，如何来利用现有的小发电机组发挥出最大的效益，这也许是一个从利益上来说不败的话题。也许下文可以为各位客官提一个醒。
以3.5MVA变压器容量为例为小发电厂配套石墨化炉生产做一个预案发析，也许对有此想法的朋友是一下巧题。
一、石墨化炉设计参数
变压器参数：3.5MVA
二次参数：45-120V，二次电流60KA
变压器铝排设计：采用串并联设计，直接对生焦进行送电。
炉头铝排换接部分：采用液压装置进行对接，减少人工切换提高效率。
送电部分：采用石墨化自动送电系统，送电更精准，曲线更稳定。
炉内净长：14米
炉芯截面：100cm*200cm=20000cm2
石墨化车间21米*66米=1368米2
石墨化炉布置7台
二、石墨化年加工产量计算
可加工350mm以下电极
生产电极规格100-300mm*1800cm2
石墨化炉长14.7米，
炉芯截面电流密度：60000A/20000cm2=3A/cm2
每炉生产量：30吨/炉
每炉送电时间72小时，
每月送电炉数：720小时/72小时=10炉
每年按11个月生产时间考虑年生产数量
12个月生产炉数：10炉*11月=110炉。
一年共计生产量：110炉*30=3300吨。如果生产电极数量以100mm电极为主时送电时间还可缩短，以提高10%产时提高来计算时年生产量可达到3300*1.1=3630吨，这里我们仅作为一个计算量，不作为本项目在内的计算依据。
- 正产品以外的利益分配
装炉方法,图示中看出来三排一组的装炉方法，当然了，还有其他的卧装或其他的方法，这里我们便不再一一介绍了，生产上的事也有见仁见智的事情，这里不再列装。装炉的方法确定后我们可以计算出焦粒的用量，从而知道是否还有实质性的利益在里面。
左图中看出来的是方装的电极实际情况。空挡中间当然是焦粒了。 装炉的计算参数炉长14.7米， 电极炉芯截面积：180*120=21600cm2 装炉电极根数：971支， 每支电极计算：30Kg 每炉重量30Kg*971支=29.13吨， 装炉电极占用体积：V=39.13/1.6=18.20m3装炉总体积：1.40*2.2*14.7=45.27m3
装炉焦粒总体积：装炉总体积-电极点用总体积=45.27-18.20=27m3
装炉焦粒总重量：27*0.7=18.9吨
1、石墨化利益点-1-石墨化焦粒 小石墨化炉使用了串并联开关后，生产工艺上进行了改革，全部使用生焦进行生产，产生了另外一种生焦石墨化全部进行销售的利益点。 单炉生焦粒用量18.9吨 水份损耗在15%，18.9*15%=2.8吨， 灰份通过热效能去除7%，18.9*7%=1.32吨， 其他掉入炉内的颗粒10%，18.9*10%=1.89吨， 石墨化生产可获得石墨化焦粒：
18.9-2.8-1.32-1.89=12.89
吨。
通过以上计算可知：生产出的石墨化焦粒可以直接进行销售。以购入价500元/吨计算，则销售价可达到1000元/吨。初步计算利益点： 生焦购入时： 18.9吨*500=9450元石墨化焦时：12.89*1000=12890元，利益差额：12890-9450=3440元，每年可从焦粒上获得收益：3440*110=37.84万元我们并不知道生产上是否销售价格和购入焦粒的价格和上述计算一致，但是，我们知道两相比较差额大约在2倍以上，所以，这一点足以说明，采用串并联的技术支持是成功的。
这里我们也说一下，大电流开关技术（大电流开关专利号201521043988.6）已经获得国家专利证书，如果想知道更多一些内容，可以参考，林浩，张勇两人合写的大电流开关在生产实践中的应用论文。
2、石墨化利益点-2-碳化硅炭化硅的形成以焦粉中的碳与石英砂中二氧化硅会反应生成碳化硅，如以下式
从经验数据确定，以5：5的比例来安排焦粉与石英砂的生产量，计算其成本组成。
每炉使用（焦粉+石英砂）体积比=（焦粉体积-焦粒体积）
V混合料体积=[（2.8*2）-（2.2*1.4）]*14.7=37.04m3
焦粉比重＝0.7吨/m3，
石英砂比重＝1.75吨/m3，
焦粉体积＝37.04*50%＝18.52m3，
焦粉重量＝18.52*0.7＝12.96吨石英砂体积＝37.04*50%＝18.52m3， 石英砂重量＝18.52*1.75＝32.41吨
先拟定一下碳化硅形成量在40%，销售价格1000元/吨
焦粉+石英砂＝12.96+32.41＝45.37吨
碳化硅形成数量：45.37*40%＝18.14吨
购焦粉费用计算：500元/吨--------12.96*5＝6480元 购石英砂费用计算：150元/吨---------32.41*150＝4861元
（焦粉+石英砂）费用：6480+4861＝11341
碳化硅可获得收益：18.14*1000＝18140元。
碳化硅所获净收益：18140元-11341元=6799元，按每月生产10炉计算
每年可获得收益：6799*110=67990元。
总结一下：
每年可从焦粒上获得收益：37.84万元
每年可多碳化硅上获得收益：67.9万元
注-1：以上计算价格应按实时价格来计算，也可将实时价格代入计算式客官自行核算。
注-2：碳化硅生产混合配比计算仅作为一个理论依据，实际上根据生产需求其体积配合比上有4：6，或3：7，具体技术支持不再详述。
- 石墨化正品加工费收益
以想见正品加工的价格已经加落到最低了，我们不想到这里和客官说现在的市场价格在哪里，要知道如果市场好，还用小子在这里费时费力的写文章玩吗？还用费此蛮力吗？但是，如今的市场下滑却给于我们一个思考的机会，倒底市场上还有哪些利益空间呢？这也是今天小子在这里说的一个事情了。
目前我国北方地区已经大部进行了集中供热工程，这些集中供热工程也有可能是孤网运行，我这里说得是冬天采暖期到了，如果能将有效的热能，电能利用获得一部分收益岂不是一举两得之好事。闲言少叙，还得说到收益的事情。
因为我们所说的这种机组一般是孤网运行，所以，我们这里也不再讨论每KWH的电费是多少了，电力成本是多少了，我们只是讲石墨化加工费是多少。所以说这里要讨论的问题简单了。以每吨加工费2000元，2400元，2700元，3200元做一个计算客官自行思考也罢。
年收益分别是：3300吨*0.2万/吨=660万元，792万元，891万元，1056万元，
以上计算可以看出，基本上一年内便可以将基本建设的投资全部回收。至于其他工资、生产费用等这不是本文的内容，这也不是我们这篇文章的本意，在这里我们官客要明白的是这是一条利益路径，只在于你是否有兴趣了解便是了。如果你真得有意，还想再进一步了解其生产、市场哪也就是后话了。
- 石墨化机组投资组成
石墨化投资一览表
序号
名称
规格
数量
单价
金额（万元）
备注
1
石墨化车间
21*66
1386m2
42
2
防腐蚀屋面
21*66
1386m2
80
11
3
车间基础土建
30
30
4
变压器室，车间办公
20
20
5
筑炉土建，炉墙板
120
120
6
耐火材料，砖，骨料
70
7
单梁行车
3吨
2台
3.5
7
8
整流变压器
3.5MVA
1台
80
80
9
硅整流部分
12台
1.2
14.4
***
10
车间用铜、铝排
80
11
开关部分
3台
3
3
12
开关液压部分
3台
1.5
4.5
13
石墨化炉用头块
7台
10
70
14
高压部分
10KV
1台
5
5
15
高压电缆，高压配电
10KV
30
30
16
低压部分
3台
3
3
***
17
炉头液压开关
18个
0.19
3.5
18
炉头柱、铁件
57
19
元件冷却水箱
6m3
2
2
20
元件冷却水池
100m3
1
3
3
***
21
炉头冷却水管道
219*80米
80米
3
3
22
冷却水池
100m3
1
3
3
***
23
负载电力平衡箱
60
721.4
生产准备材料
1焦粉
0-5mm
20
2
焦粒
10mm
40
3
石英砂
0-8mm
20
4
装炉用隔断钢板
10mm*1250*24米
2张
2
5
装炉用钢管
32mm*100米
1
83
*
两投资合计：721.4+83=804.4万元
作者：林浩，少时未读，国学开禁后就读于武汉钢铁学院炭素材料专业，一直从事于炭素石墨化设计、生产管理、工艺研究工作，电话：13903515079
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