*********有限公司烧结车间
一、项目概况
烧结车间8台烧结炉，用来烧结合金胚胎，需充入3Bar左右的氢气，作为保护气体以对所制备合金材料形成气氛保护，避免所制合金材料被氧化或者其他潜在反应造成的化学变化。经过烧结炉排出的氢气和石蜡蒸汽混合气体通过冷凝后析出石蜡，剩余的氢气通过直接燃烧排放。 在该过程中每台烧结炉排放的氢气量平均为6m3/h，根据工艺周期，任何时刻车间都会有4台烧结炉连续排气，即氢气总排量为24m3/h，按制氢成本4元/m3计算，即每小时损失96元，1年损失84万元。如果能将这些排出的氢气有效利用，那么不仅可以避免氢气的浪费，而且还能变废为宝，为工厂降低生产成本。
二、节能方案分析
将排出的氢气汇集并作为燃料增压后供应氢气锅炉制取70℃以上的热水，与空压机余热回收产生的70℃热水一同驱动热水型溴化锂机组制冷，制取的冷水用来供应1500m2的恒温恒湿车间制冷或作为工艺冷源。 理论计算分析：
标准的氢气热值为：1.43×105KJ/Kg （ 氢气密度：0.09g/L ，1KJ=0.2389Kcal）
可换算出单位体积的氢气热值为：1.43×105×0.09×0.2389=3075Kcal/m3
根据氢气流量，可得出每小时总热量为3075×24=73800Kcal
一般氢气锅炉效率为90%以上 ，即可产生的热水热量为73800×90%=66420Kcal
余热制冷空压机2台，75KW和55KW各一台，55KW机组作为备用机，根据目前市场上喷油螺杆空压机可回收热量占输入功率的70%，可算出：
空压机每小时可回收的热量为：75×70%×860=45150Kcal
即：氢气和空压机产生的总热水热量为66420+45150=111570Kcal
根据热水型溴化锂制冷效率平均为0.7，可算出溴冷机能产生总冷量为111570×0.7=78099Kcal
若为恒温恒湿车间供冷，按200W/m2负荷计算，即可满足648m2车间供冷。
根据恒温恒湿车间年空调能耗费约100万元，即可得出年空调制冷费用为667元/㎡，若利用烧结炉余氢和空压机余热制冷，每年可节省空调费用43万元。
1.贵公司的烧结炉余氢流量太小，通过查询国内相关具有氢气燃烧技术的厂家资料，目前没有适应此种工况的氢气锅炉，通过和相关厂家沟通目前最小的可应用的氢气锅炉为60万大卡，每小时额定消耗氢气300m3，压力要求15KPa，因此该项目改造方案目前无法实施。
2.目前国内氢气燃烧设备并没有大规模量产，只有少数厂家具有此项技术和应用案例（主
要应用到氯碱化工行业），因此设备价格非常昂贵，是普通锅炉价格的数倍，可能造成此类项目投资回收期过长，经济性不高。
3.目前国内空压机的热回收的技术相当成熟，案例也很多，但是各个节能改造厂家技术参差不齐，导致回收效率有高有低，贵单位可以多进行技术论证，采取更高效的回收方案，以达到能源的最大化利用。
三、诊断结果
贵单位现有的烧结车间余热量较低，而且氢气利用成本太高，暂无兼具技术性、安全性和经济性的利用方案。如果新厂的氢气排量足够大，可以对上述方案进行论证。
空压机的余热现已应用到生活热水本就是一个低投资、高收益的应用案例，若新建厂房空压机容量大、台数多，可在前期设计更加完善的余热利用方案，如热量足够除应用到生活热水，也可利用热水型溴冷机直接回收制冷。
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2021年11月01日
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