2023年氫氣鍋爐可行性研究

文檔文檔專業(yè)整理專業(yè)整理鋼城集團科研工程可行性爭論報告編號：

氫氣鍋爐可行性爭論報告攀枝花鋼企欣宇化工/202311目 錄1、總 論 1\l“_TOC_250029“概述 1\l“_TOC_250028“工程提出的背景 1\l“_TOC_250027“2、蒸汽使用現(xiàn)狀 1\l“_TOC_250026“蒸汽裝置狀況 1\l“_TOC_250025“蒸汽需求狀況 2\l“_TOC_250024“3、燃?xì)溴仩t規(guī)模 3\l“_TOC_250023“氫氣量計算 3\l“_TOC_250022“燃?xì)溴仩t規(guī)模 4\l“_TOC_250021“4、建設(shè)燃?xì)忮仩t技術(shù)條件分析 5\l“_TOC_250020“氫氣管道核算 5\l“_TOC_250019“氫氣洗滌塔核算 6\l“_TOC_250018“氫氣壓縮機組 6\l“_TOC_250017“鍋爐水處理 6\l“_TOC_250016“氯堿氫氣系統(tǒng)掌握 7\l“_TOC_250015“其他公輔條件 7\l“_TOC_250014“4．6建設(shè)條件分析結(jié)論 7\l“_TOC_250013“5、燃?xì)溴仩t系統(tǒng) 8\l“_TOC_250012“燃?xì)溴仩t系統(tǒng) 8\l“_TOC_250011“燃?xì)溴仩t生產(chǎn)廠家 10立式鍋爐和臥式鍋爐比較 14\l“_TOC_250010“6、原輔料、選址和人員 16\l“_TOC_250009“原輔料供給 16\l“_TOC_250008“動力供給 16\l“_TOC_250007“選址和消防 16\l“_TOC_250006“6．4定員 17\l“_TOC_250005“工程施工方案 17建設(shè)手續(xù) 17\l“_TOC_250004“工程施工組織 17\l“_TOC_250003“8、投資估算及資金籌措 18\l“_TOC_250002“投資估算 18\l“_TOC_250001“投資說明 18財務(wù)分析 19生產(chǎn)本錢 錯誤!未定義書簽。效益分析 錯誤!未定義書簽。\l“_TOC_250000“10、結(jié)論 20氫氣鍋爐可行性爭論報告1、總 論概述工程名稱：氫氣鍋爐可行性爭論報告建設(shè)地點：欣宇化工氯堿車間585334〔4/年〕工程提出的背景下游產(chǎn)品，只有白白放空到大氣，當(dāng)三臺電解槽滿負(fù)荷生產(chǎn)時，可產(chǎn)氫氣153.226kg/h(1721.66Nm3/h)。按年產(chǎn)鹽酸5萬噸，則有100.14kg/h(1125.21Nm3/h)65%。氫氣是一種極為優(yōu)越的能源，燃燒熱值高，每千克熱值為143×103KJ，約34.5源。因此，在無用氫的下游產(chǎn)品時，將氫氣用于燃燒生產(chǎn)蒸汽是抱負(fù)的選擇。2023成功運用，到202330國際水平。氯堿企業(yè)廣泛運用氫氣鍋爐的條件已經(jīng)成熟。2023進展過技術(shù)詢問，對氯堿運行燃?xì)溴仩t條件進展論證，做了一些根底工作。2、蒸汽使用現(xiàn)狀蒸汽裝置狀況15時蒸發(fā)片堿用，但循環(huán)流化床鍋爐運行本錢較高?；ふ羝艿澜ǔ奢^早，2023年檢測不合格，被市有關(guān)部門制止使用。東力化蒸汽供給。低，達不到使用要求，開啟時間又過長，約2小時，不能保證樹脂塔E153的溫度要求。蒸汽需求狀況1、蒸汽總體用量狀況42%48%堿，電解崗位保證鹽水溫度E150、E153E101E150、E153E101。統(tǒng)計近幾年的蒸汽用量如下：2023202320232023耗汽量月耗汽量(噸)月份耗汽量(噸)月份耗汽量(噸)(噸)份127701228312493126642367723430.622107229733292931979319793224944002423664299842694532505257551880526146284862505617886237073246717997198172639837588151481828822339285791692917949233110239710187310169010245211731111990111789111635129011224731241112200合計33366--26479--22738--27054〔萬〕450.44--357.47--306.96--堿產(chǎn)量2628822568.8723854.952、蒸汽使用安排狀況2023-2023工程30%42%48%總蒸汽蒸發(fā)用其它2023〔6-12〕1326633%1059934%979136%182201451580%370520%20232971835%1849931%1782034%333662592978%743722%20235730071%1052018%554211%264791101442%1546558%上表中，蒸發(fā)蒸堿耗蒸汽量計算過程如下：142%堿需蒸發(fā)水量為：1/0.30-1/0.42=0.95231噸折百48%堿需蒸發(fā)水量為：1/0.30-1/0.48=1.25噸0.6-0.65148%堿需蒸汽量為：1.25×0.65=0.81252023：10599×0.6190+9791×0.8125=14515噸,占80%2023：18499×0.6190+17820×0.8125=2592978%2023：10520×0.6190+5542×0.8125=1101442%3、蒸汽需求分析3135噸，2023450，2023357，20233062023，42%48%堿少，故總蒸汽量少，但是其它點蒸汽量蒸汽在管道內(nèi)轉(zhuǎn)化成冷凝水耗掉增加；二是2023年開氯酸鹽分解時間增加。其30%26479×30%×135=1074.98/42%堿用蒸3.79/小時。3、燃?xì)溴仩t規(guī)模氫氣量計算電解槽每天產(chǎn)堿量〔效率92%，噸〕一臺電流12.2KA：兩臺電流12.2KA：三臺電流12.2KA電解槽每天產(chǎn)氫氣〔Kg〕2NaCl2H

O2NaOHH2 80 ：2

Cl2一臺：49.033/40×1000=1225.825 天=51.08Kg/h兩臺：98.066/40×1000=2451.65Kg=102.15Kg/h三臺：147.099/40×1000=3677.475Kg=153.23Kg/h鹽酸合成爐每天消耗氫量3天=32.17Kg/h年產(chǎn)鹽酸按5萬噸考慮天=53.62Kg/h剩余氫氣量開一臺電解槽時：1225.825-772.105=453.72Kg/天每小時：18.91Kg/h開兩臺電解槽時：2451.65-772.105=1679.545Kg/天每小時：69.98Kg/h2451.65-1286.84=1164.81Kg/天每小時：48.53Kg/h開三臺電解槽時：3677.475-772.105=2905.37Kg/天 3677.475-1286.84=2390.635Kg/天 每小時：99.61Kg/h剩余氫氣標(biāo)況流量Nm3/h2g，100022.4m32Kg2Kg0℃,101Kpa22.4m3剩余氫氣標(biāo)況流量Nm3/h：開一臺電解槽：18.905/2×22.4=211.74Nm3/h 即：0—211.74Nm3/h開兩臺電解槽：48.534/2×22.4=543.58Nm3/h 69.981/2×22.4=783.79Nm3/h即：543.58—783.79Nm3/h三臺電解槽：99.61/2×22.4=1115.63Nm3/h Nm3/h即：1115.63—1365.95Nm3/h匯總?cè)缦卤恚悍猪椃猪棶a(chǎn)氫氣鹽酸消耗量剩余氫氣量可產(chǎn)蒸汽Kg/hKg/hKg/h噸/h一臺電解槽51.0832.17—51.080—18.910—211.74—兩臺電解槽三臺電解槽102.15153.2332.17—53.6232.17—53.6248.53—69.9899.61—121.96543.58—783.791115.63—1365.951.94—2.83.98—4.88燃?xì)溴仩t規(guī)模依據(jù)熱值計算kJ/Kg，1.0Mpa2777.67kJ/Kg，121.96Kg/h，75%計算，每小時可產(chǎn)蒸汽量為：121.96×143000×75%/2777.67=47019Kg=4.7廠家供給資料1每小時可產(chǎn)蒸汽量為：1365.95/280=4.88燃?xì)溴仩t規(guī)模依據(jù)計算，最大可產(chǎn)蒸汽4.88噸/小時，選擇6T/h的鍋爐?？僧a(chǎn)蒸汽費用計算8000實際生產(chǎn)負(fù)荷計算，這樣計算結(jié)果符合目前生產(chǎn)實際。64003.98—4.88/小時。6400×3.98=25472，6400×4.88=3123225472×135÷10000=343.87231232×135÷10000=421.632故年可節(jié)約蒸汽費用343.872—421.632萬元。4、建設(shè)燃?xì)忮仩t技術(shù)條件分析氫氣管道核算依據(jù)《GB50177-2023氫氣站設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》碳素鋼管中氫氣最大流速規(guī)定為：﹥3.01.0-3.0﹤1.0〔m/s〕2515依據(jù)壓力降確定備注8-12m/s。依據(jù)上面計算三臺電解槽產(chǎn)氫氣量153.23Kg/小時，即1716.176Nm3/h，0.4767Nm3/S，工況流量：101×0.4767×(273+85)/(273×107)=0.59m3/SDN300，8.35m/S，所以依據(jù)上面計算，可知原氫氣總管到氫氣洗滌塔前DN150DN250DN300。工況流量：101×0.4767×(273+45)/(273×107)=0.5241m3/SDN250，10.68m/S所以依據(jù)上面計算，可知氫氣洗滌塔到氫氣壓縮機入口DN350DN150DN250。45℃，100Kpa，工況流量：101×0.4767×(273+45)/(273×201)=0.279m3/SDN150，流速15.8m/S，DN200，8.89m/S，所以依據(jù)上面計算，可知氫氣壓縮機出口DN100不適合，應(yīng)承受DN200。氫氣壓縮后，氫氣安排臺至鍋爐，最大流量為1365.95Nm3/h，即0.379445℃，100Kpa，工況流量：101×0.3794×(273+45)/(273×201)=0.222m3/SDN125，流速18.1m/S，所以依據(jù)上面計算，可知原電解至氯氫處理的氫氣主管DN150氫氣安排臺至燃?xì)溴仩t的返氫管道。氫氣洗滌塔核算0.05-0.20MPa，質(zhì)量分?jǐn)?shù)必需到達≥92%。直徑DN350，接口適合。氫氣洗滌塔直徑￠1600，2500，兩層，承受￠50PPDN125，Q70m3/h，F(xiàn)17.1m2。氯氣工況流量101×0.56942×(273+85)/(273×100)=0.7542m3/S氯氣洗滌塔￠1800，2500，兩層，承受￠51CPVCDN150，Q88m3/h，F(xiàn)26.04m2。氫氣洗滌塔應(yīng)能滿足要求。氫氣壓縮機組YLJ-500/3.0500Nm3/h，YLJ-1250/3.01250Nm3/h。同時開啟YLJ-500/3.0、YLJ-1250/3.0YLJ-1250/3.0壓機。冷卻器承受冷凍水作為冷卻介質(zhì)，降低溫度，可削減氫中含水，這樣氫氣壓縮后水霧捕沫器￠1500×4500，能滿足要求。冷卻器承受冷凍水作為冷卻介質(zhì)，降低溫度，可削減氫中含水，這樣氫氣壓縮后水霧捕沫器￠1500×4500，能滿足要求。鍋爐水處理鍋爐水處理必需引起足夠的重視。理規(guī)模小，手動操作，生產(chǎn)水沒有經(jīng)過預(yù)處理，效果不抱負(fù)。器除氧后進入鍋爐。IE153、氯酸鹽分解等都不具備冷凝水回收條件，蒸發(fā)冷凝液受槽的水含堿到一次鹽水。爐需水要求。依據(jù)6噸/h鍋爐，需要耗水6.5噸，在不計算回收水的狀況下，生產(chǎn)水的處理裝置應(yīng)當(dāng)能到達7噸/小時。生產(chǎn)水軟化處理承受過濾+離子交換樹脂，需要特地設(shè)計。氯堿氫氣系統(tǒng)掌握PICA228PIC601P227PIC226壓差計算P601PIC802氫氣氫壓機ZV227水封去合成P227PIC601處理前壓力，電解放空閥PICA228PICA228PIC601P227PIC226壓差計算P601PIC802氫氣氫壓機ZV227水封去合成PIC228PIC601〔同氯氣系統(tǒng)調(diào)整方式PIC601調(diào)整閥回跟液氯貯槽相連，仍能保證鹽酸處的氯氣壓力和氯壓機的回流量。公司的掌握方式和閱歷。其他公輔條件燃?xì)溴仩t需要其他工作介質(zhì)如下表：序號1名稱瓶裝液化汽規(guī)格用途點火時用2氮氣≥0.3Mpa，DN40置換3壓縮空氣≥0.4Mpa，DN40吹掃4儀表空氣≥0.6Mpa，DN32調(diào)整閥購置到，不需要上其他裝置。4．6對氫氣系統(tǒng)的掌握方式做全面分析。鍋爐裝置由供貨方設(shè)計，廠區(qū)內(nèi)的氫氣工藝管線等由設(shè)計院進展設(shè)計。文檔文檔5、燃?xì)溴仩t系統(tǒng)燃?xì)溴仩t系統(tǒng)燃?xì)溴仩t由以下幾局部組成：見工藝流程圖：給水系統(tǒng)水處理后的水和冷凝液回水進入軟水箱，用泵打到除氧氣器，在除氧氣器中〔跟煙氣交換熱進入鍋爐汽包，通過冷水壁產(chǎn)生蒸汽后回到汽包，蒸汽進入蒸汽安排臺。鍋爐主體含預(yù)熱管、鍋爐汽包、煙道、鋼支架等。鍋爐本體含有上下兩個縱置汽包，上下汽包間有脹接對流管束，對流管束對面與兩側(cè)受熱面承受膜式水冷壁共同圍成燃燒室〔12。燃燒室呈立5cm專業(yè)整理專業(yè)整理文檔文檔燃燒器燃燒器是燃?xì)溴仩t的關(guān)鍵設(shè)備，如上圖。進入燃燒器的管路有氮氣、氫氣、自然氣，點火用自然氣四條管路，皆用柔檢測器距離燃燒器中心較遠(yuǎn)，負(fù)責(zé)檢測主火焰。2個紫外線探測儀方向性很強，BMSBMS0-100%的數(shù)值。正常狀況下點火檢測器只測量點火火焰。主燃料燃燒后兩個檢測數(shù)值同時為100%，說明點火過程成功。實際工作中，常常發(fā)生因兩監(jiān)測器引線接反、探測器未對準(zhǔn)、波視。專業(yè)整理文檔掌握系統(tǒng)包含儀器儀表、掌握閥和智能性掌握柜等。燃?xì)溴仩t生產(chǎn)廠家、上海德洲科技進展和南京豐工業(yè)鍋爐。杭州特富鍋爐和上海德洲科技以前是合作單位，后由于各種緣由分家，特富重鍋氫氣鍋爐室經(jīng)過燃?xì)忮仩t改造而來的，這從他們的供貨范圍也可以看的出來。以前氯堿企業(yè)使用最多是立式底燒單回程的10t/h氫氣鍋爐，以浙江特富生集處理系統(tǒng)、儀表掌握系統(tǒng)和爐窯系統(tǒng)組成，逐步開頭有臥式鍋爐。四家單位最初報價分別如下：杭州特富鍋爐氫氣鍋爐分項報價10噸〔2023年前報價〕序號 主要部件

型號及規(guī)

數(shù)量制造商 單價

小計 備注說明一主機局部格〔臺/套〕或參數(shù)1鍋爐本體浙江特富18800002預(yù)熱器浙江特富134000帶掌握3分汽缸浙江特富112023Φ500專業(yè)整理文檔文檔專業(yè)整理專業(yè)整理4二小計輔機4二小計輔機9260001燃燒器特富專配16800002鋼架平臺扶梯2300003一次儀表閥門600004 電器掌握柜和儀表控

1

特富專配制系統(tǒng)特富專配5鼓風(fēng)機風(fēng)力嘉142023防暴電機6取樣器23000專配7鍋爐給水泵恩達泵業(yè)224000防暴電機除氧器 江蘇華宇 1620238專配除氧掌握柜180009除氧水泵恩達泵業(yè)專配29000防暴電機10全自動水處理專配180000雙罐流量11連續(xù)排污擴容器榮達專配11202312鼓風(fēng)煙道61202313煙囪822023DN800小計1704000三設(shè)備運輸就位146000卸貨就位四安裝局部電氣儀表、安裝材料、特富專業(yè)1電線及鍋爐至電控柜鍋爐安裝交鑰匙工的電纜公司的電纜公司〔包括辦鍋爐管道、鍋爐保溫材1500000證費用交料、防腐特檢院的費用〕3 培訓(xùn)五 總計

3176000序號工程名稱數(shù)量總價產(chǎn)地/品牌上海德洲科技進展〔2023〕序號 工程名稱總價含燃?xì)湔羝仩t爐體6t/1.25mP鍋爐一次儀表閥門、特種燃?xì)淙紵鳌苍b進口分體型、控制系統(tǒng)PLC+P、人員流轉(zhuǎn)、現(xiàn)場施工指導(dǎo)、開車調(diào)試、操作培訓(xùn)等不包含輔機設(shè)備運輸費

數(shù)量 總價 產(chǎn)地/品牌1套 1,520,000.00 上海德洲1臺 代辦托運 德洲水國20233月6數(shù)量〔臺/套〕小計備注說明或參數(shù)1鍋爐本體SZS6-1.25-Q氫重鍋公司76176含燃燒室,平臺扶梯,泄壓門2節(jié)能器JNQ6-QW重鍋公司5.015.03冷凝器LNQ6－QW重鍋公司8.618.64分汽缸FGφ600×2350×12重鍋公司1.311.3含分汽缸閥門5鍋爐消音器重鍋公司0.710.76小計大寫：玖拾壹萬陸仟元整91.6氫氣收集、管道敷設(shè)、系統(tǒng)安裝及3 施工材料、鼓風(fēng)機、除氧器等輔機 1套 約300,000.00 用戶自理合計：約RMB：1,820,000.00〔大寫人民幣：壹佰捌拾貳萬圓整〕序號主要部件型號及規(guī)格制造商單價一主機局部二 輔機自然氣/氫氣兩用燃燒器3表掌握系統(tǒng)3表掌握系統(tǒng)鼓風(fēng)機6t/h重鍋配套2.312.34引風(fēng)機6t/h重鍋配套2.812.85儀表閥門箱6t/h重鍋配套4.614.66取樣器6t/h重鍋公司0.120.27鍋爐給水泵6t/h南方泵業(yè)1.222.48熱水循環(huán)泵6t/h南方泵業(yè)0.4520.99電源動力柜6t/h重鍋配套4.014.010水封箱及附件6t/h重鍋配套1.0011.0011鼓風(fēng)煙道6t/h重鍋公司0.8010.8012引風(fēng)煙道6t/h重鍋公司0.910.9013煙囪15m重鍋公司2.012.0014氫氣緩沖罐1重鍋公司2.812.815定期排污擴容器隨機配套重鍋公司1.811.816脫鹽水箱10重鍋公司2.212.217汽、水管道隨機配套重鍋公司3.113.1

6t/h重鍋配套56.06t/h重鍋配套56.0156.06t/h重鍋配套28.028.01只含變頻掌握18 小計

大寫：壹佰壹拾伍萬捌仟元整。

115.8文檔三設(shè)備運輸含下車就位費4.214.2四鍋爐房設(shè)計10五安裝局部12電氣儀表、安裝材料、電線及鍋爐至電控柜的電纜安裝、調(diào)試、辦證、培訓(xùn)費1﹑整個鍋爐系統(tǒng)用電負(fù)荷容量為75KW。重鍋配套15115供方所供設(shè)備之間連接的電纜由供方擔(dān)當(dāng)，系統(tǒng)外的電源由買方供給六 工程總包共計 人民幣大寫：貳佰叁陸萬陸仟元整 236.6202336燃?xì)溴仩t供貨報價分析：2023重慶重鍋鍋爐和南京豐工業(yè)鍋爐的報價為2023年3月份所報，但不含水處理系統(tǒng)和氫氣處理系統(tǒng)費用。四家單位均不含土建費用，土建內(nèi)容包括根底、操作掌握室。估量總費用約585萬元立式鍋爐和臥式鍋爐比較比較如下表：序工程號

比較臥式 立式臥式 立式專業(yè)整理文檔文檔專業(yè)整理專業(yè)整理序工程號

臥式上下二個

比較立式臥式 立式對流循環(huán)好，汽室大，對流循環(huán)差，汽室小，蒸汽含鍋筒縱置式

單鍋筒

蒸汽含水量小，液位波水量大，液位波動很大、難控動平穩(wěn)、簡潔掌握，熱制，熱交換面布置無法合理交換面布置合理兩回程鍋爐

單回程

煙氣流程長，熱損小，熱效率高，90%~92%蒸汽出汽快，7～8

煙氣滯留時間短，熱損大，熱效率低，≤85%15分鐘才出蒸汽，使用壽命構(gòu)造組成

水管式 火管

20可

10～12應(yīng)力不均勻，必需整體更換安裝、修理和保養(yǎng)難，操作不燃燒器側(cè)裝膜式壁構(gòu)造

燃燒器底裝上升管、下降管、火管與底部環(huán)形集箱

會由于爐膛內(nèi)異物掉落影響正常燃燒內(nèi)循環(huán)良好

便，簡潔由于爐膛內(nèi)異物掉落往下影響正常燃燒熱交換面布置不合理，爐內(nèi)循環(huán)不良簡潔煙氣泄漏，必需現(xiàn)場澆燃燒室

膜式壁全封閉

耐火混凝土澆筑

密封性好，充分吸取熱筑，對現(xiàn)場施工質(zhì)量要求高，量，保溫性能好，火焰有熱量損失，保溫性能差，需，NOx100ppm以鍋爐受熱不均勻，鍋筒底部管下〔50ppm以下需特板簡潔過熱變形，NOx排放設(shè)別設(shè)計，鍋爐效率高100ppm制造本錢

整機出廠，

有/抗風(fēng)抗地震要求分幾段出廠，

制造本錢低

60%同心度要求高，難度很大，工安裝 現(xiàn)場無需拼裝構(gòu)造緊湊體積小，重

必需現(xiàn)場施工拼裝

周期短，費用低

100%運輸

量輕，整機安裝在底部支架上，整體運輸爐體重量

與臥式相反 便利運輸和安全費用低4

需要幾段運輸，超長，不便利和擔(dān)憂全，費用高安裝根底

4鋼呈“井”字橫臥地面，承受無需特別處理

根鋼筋混泥土立柱支撐，應(yīng)力格外集中，必需嚴(yán)格的預(yù)埋打樁

面的承載和平坦度就可，簡潔，本錢低

對根底的抗震、抗風(fēng)、垂直度要求高，設(shè)備重量全部在4本錢高序序號工程臥式立式比較臥式立式7排煙溫度150℃～160℃240℃～250℃熱損小熱損高8臥式鍋爐與立式鍋爐相比較，在制造本錢、熱效率、安裝本錢、施工、操作運行和管結(jié)論理等各個方面有確定優(yōu)勢，臥式鍋爐已成為燃?xì)湔羝仩t的換代產(chǎn)品，替代老式的立式構(gòu)造。通過上面的比照，氯堿承受臥式鍋爐比較適合。6、原輔料、選址和人員原輔料供給原料、產(chǎn)品動力能源消耗平衡序號原料原料、產(chǎn)品動力能源消耗平衡序號原料數(shù)量1365.95Nm3/來源用途1氫氣自產(chǎn)燃料2生產(chǎn)水h6.5/h廠內(nèi)管網(wǎng)鍋爐用水3蒸汽(0.5-0.8MPa)4電4.9/h75kw/h給廠內(nèi)供汽供給動力5氮氣少量廠內(nèi)管網(wǎng)置換6液化氣少量外購點火7壓縮空氣少量廠內(nèi)管網(wǎng)吹掃8儀表空氣少量廠內(nèi)管網(wǎng)掌握動力供給75kw/h。鍋爐用水量6.5m3/h，所需水壓為0.45Mpa，欣宇供水系統(tǒng)能滿足要求。選址和消防依據(jù)其他廠的建設(shè)，燃?xì)溴仩t占地25m×15m。氯堿車間鍋爐工序外廢料場比較適合建設(shè)燃?xì)溴仩t，遠(yuǎn)離生產(chǎn)區(qū)，初步定在鍋爐工序外廢料場。氫氣屬于易爆，應(yīng)配備氫氣報警儀，消火栓數(shù)量為2計和施工。定員147.1、環(huán)境審批〔1〕〔2〕主要污染物及達標(biāo)排放分析〔4〕環(huán)境保護措施〔5〕總量掌握指標(biāo)〔6〕選址析?！箔h(huán)評報告書、表、登記表〕后，鍋爐房才能開工建設(shè)，在