城市燃气、液化气、发生炉煤气在熔铝炉上的适用性分析

文/李工，高级工程师，十二年铝合金熔炼炉热工与燃烧系统设计经验

今年春节刚过，山东临沂一家再生铝厂的郑老板给我发来一条微信：“李工，厂里想换熔铝炉的燃料，目前燃气还没开口，液化气太贵，煤制气环保不给批。我看了文章说‘燃用发生炉煤气比天然气贵28%能耗’，但有的人又说煤制气最便宜。到底信谁？”

我给郑老板打了个电话讲了半个多小时。他纠结的问题，正是铝熔炼企业燃料选择的现实困境——燃气管网覆盖不到、开口费太高、液化气价剧烈波动、煤制气正在被政策淘汰。今天我把三种燃料的数据放在一起，帮大家理清这笔账。

一、从山东平阴铝厂的“以煤代油”说起

二十多年前，山东就有一家铝厂成功把燃柴油熔炼炉改成了烧发生炉煤气。1999年，山东平阴铝厂对三台圆形燃油熔铝炉进行改造，用MQ L-2400型煤气发生炉将煤转化为洁净煤气，再配空气换热器把烟气余热回收给助燃风预热，使煤气理论燃烧温度达到了1900℃以上。煤气热值稳定在5225-5643kJ/Nm³，空气预热温度达到300-450℃，煤的气化率75.7%-78.6%，煤气热利用率90%，熔铝炉空气预热器温度效率65%-75%。

很多人以为煤气烧出来的熔炼效果会差，平阴的实践表明，只要热工系统设计得到位，炉膛温度可达1100-1200℃，完全满足铝熔炼工艺要求。这是国内熔铝炉“以煤代油”的典型成功案例，也是那个年代的合理选择之一。类似的案例还有一些，比如佛山某铝业项目用生物质气替代燃油，中冶华天在120吨大型铝熔保炉上采用发生炉煤气双蓄热燃烧技术，均取得了一定成果。

但今时不同往日。二十年前，燃料油价格高涨，环保只是口号；现在，环保红线比经济账更重要。

二、三大燃料基础数据对比

先看三燃料的关键参数：

天然气的体积热值在36-42MJ/Nm³之间（国标GB17820-2012规定一类气高位发热值不低于36.0MJ/m³）。根据组分差异，氮气含量每增加1%，热值降低约0.4MJ/m³。

液化石油气的主要成分为丙烷（约50-70%）和丁烷（约30-50%）。我国相关标准曾规定，1Nm³气态LPG的低位发量以93MJ/Nm³为基准，实际因丙丁烷比例波动在92-121MJ/Nm³之间。气化后一立方米的LPG发热量相当于近三立方米的天然气。

发生炉煤气的热值最低，两段式发生炉上段煤气热值约6700kJ/Nm³，下段约6400kJ/Nm³。带干馏的炉型综合热值在5225-6700kJ/Nm³之间。平阴铝厂改造项目的热值实测数据是5225-5643kJ/Nm³，仅为天然气的六分之一到七分之一。中冶华天等项目通过双蓄热技术将助燃空气预热到800-1000℃，使理论燃烧温度回升至1900℃以上，突破了低热值煤气在工业熔炼炉上的应用瓶颈。

LNG的供应正在更加灵活。用气量大的企业（日用量3000方以上）可选LNG点供，用气量较小的适合CNG点供，两者投资和运输成本差异明显。

三、环保与合规——决定性因素

铝冶炼行业已纳入全国碳市场。2026年3月31日前企业须完成2025年度温室气体排放报告，直接关系到配额履约成本。

全国多地明确要求：固定床间歇式煤气发生炉和分散式燃料类煤气发生炉全面淘汰。已对449台燃料类煤气发生炉实施清洁能源替代，全面淘汰固定床间歇式煤气发生炉。山西、安徽、宁夏等地也在治理行动中明确要求此类煤气发生炉取缔。生态环境部明确推动以煤、石油焦、渣油、重油等为燃料的工业炉窑改用清洁能源。新建、改建、扩建熔化炉原则上采用清洁低碳能源，燃料类煤气发生炉全面实行清洁能源替代，间歇式固定床煤气发生炉基本要求被淘汰。生态环境部正在推动出台第四个“大气十条”，以降低PM2.5浓度为主线，大力推动氮氧化物和VOCs减排。

江苏省某铝加工企业曾长期使用发生炉煤气，燃煤单价一度很低。但环保督查每季度一次，烟气脱硫脱硝治理费用逐年攀升。2025年底，该企业产区被划入高污染燃料禁燃区，环评续期要求必须改用清洁能源，最终不得已进行燃气管网改造。环保合规的最大成本不是燃料本身，而是为了减排不断投入的环保设备和合规成本。环保红线面前，煤制气已越来越“不划算”。

四、经济性对比

天然气价格在2026年一季度36个大中城市工业用气均价为3.60元/立方米，工业用气最高售价可达4.13元/立方米。部分地区工业用气销售价格约3.68元/立方米。因各地管网条件不同，开口费和保底用气协议也是总成本的一部分。

LPG价格在2026年一季度经历剧烈波动。2026年2月曾跌至4500-4600元/吨区间，但3月中东地缘冲突导致市场全线暴涨，金陵石化丙烷报价达7000-7100元/吨。进口丙烷到岸成本大幅上涨。2026年4月沙特CP（合同价）丙烷定在750美元/吨，丁烷800美元/吨。价格暴涨导致全国瓶装液化气零售价抬升，直接增加了铝熔炼企业燃料成本。

煤制气在特定条件下仍有成本优势。 2025年一季度研究显示：采用发生炉煤气的热处理能耗折标煤量比用天然气高出约28.3%，但用能价格比天然气低55.8%。即便考虑运行维护成本比天然气高出约66万元/年，整体经济性仍优于天然气。

五、四种供气模式选型参考

适用于熔铝炉的供气模式根据气源条件分为四种：

（1）管道天然气（城市燃气）——首选方案。 适用连续大规模用气、气源条件良好的企业，综合经济性和环保性最优，维护简单，用气价格相对透明。需管网覆盖或距离主管网近，有安全的建设空间。

（2）LNG点供——管网未覆盖时的替代方案。 厂区周边天然气主管网未覆盖时，储罐供气（LNG）或CNG均可作为临时替代。核心设施包括LNG储罐、空温式气化器和调压计量撬，场地要求较高。初始投资较高，CNG点供初期投资相对较低，但运输成本受距离影响较大。用气量大的生产线更适用于LNG点供；用气量适中的可结合CNG。

（3）瓶组/罐式LPG供应——中小规模灵活选项。 瓶装液化气或储罐供应，适合不适用大规模供气管网的中小企业，热值高、燃烧稳定。风险点在于价格波动剧烈、防火间距大、需加臭检测泄漏。按防火规范规定，LPG储罐与泵房防火间距不应小于15米。2026年严查安全生产，瓶组间距和报警装置必须合规，增设多项安评、消防审核。

（4）发生炉煤气——原则上不再新建。 除已建成且达标、管网实在无法覆盖等特殊原因不得不外，原则上不再新建。即使已建成的系统，运行成本也呈上升趋势：焦油焦油累积会增加焦油清除负担，飞灰堵塞管道，每班加煤出灰粉尘逸散严重。根据多地环保文件，固定床间歇式煤气发生炉将于约定期限内被淘汰。除偏远稀缺场景外，发生炉煤气已基本退出新建铝熔炼项目的燃料选型。

六、燃烧器与设计要点

不同燃料对燃烧器有不同要求。

天然气和LPG供气压力要求燃烧器阀前压力稳定在2-5kPa（天然气）或较高（液化气），需配燃气减压阀组切断、报警、安全放散等功能。LPG的气化器出口必须设压力高报警和紧急切断阀。

发生炉煤气因热值低需配套更大的烧嘴通径。中冶华天研发的低热值煤气蓄热式燃烧器，将助燃空气预热到800-1000℃，使理论燃烧温度大幅提升。燃烧器设计须考虑煤气杂质的堵塞问题。

无论哪种燃料，燃烧系统的基本要求都是：保证空燃气混合均匀、火焰稳定不回火。燃气压力波动时必须设置压力开关并联锁定控制系统并联动炉前电磁阀。高浓度CO等有毒气体的燃气必须加装在线CO泄漏监控报警和连锁切断系统，确保炉前操作区安全。

铝熔炼炉燃烧器的换热器也要预留保温和清灰通道。发生炉煤气的焦油淤积问题严重，高温烟气净化配置必不可少。有条件的企业还应考虑余热锅炉、烟气梯级利用等深度余热回收措施。

七、一图速查：三种燃料适用场景

八、郑老板的最终选择

郑老板在听完我电话分析后，最终没有选择煤制气。他厂区离天然气主管网约2公里，管道开口费报15万，他选了LNG点供过渡——先解决眼前生产，同时办理管网接入。短期燃气管网走通后，厂区燃气管路已敷设至炉前。等主管网接入完成，即可切换为管道天然气，整套减压、调压、安全联锁系统一次性建成，省去二次拆改。

老郑在签约会上感慨：“这个坑不是燃料贵不贵的问题，是环保的铁拳随时落在头上。选对燃料，比省几毛钱气价重要多了。”

铝熔炼燃料选择不需要绝对统一，但必须站在环保合规的角度正视趋势。煤制气即使热效率低、热值更差，经双蓄热等技术加持后也能用于工业炉窑。环保趋势在变，碳市场在推进，高硫煤的焦油问题尚未完全解决。你选的是炉子的“粮食”，也是企业的生存方向。

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• GB 50028-2006《城镇燃气设计规范》（2020年版）
• GB 50016《建筑设计防火规范》（2018年版）

关于作者： 李工，高级工程师，从事铝合金熔炼炉热工与燃烧系统设计十二年，参与包括天然气、液化石油气、发生炉煤气在内的各类熔铝炉项目四十余项。目前担任“好熔炉”平台特聘技术顾问。

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