热电冷联供节能分析

王术园 徐倩倩 刘鐘

【摘要】： 在阐述热电联产及制冷现状所存在问题的基础上，引出应大力发展热电冷联合生产，并对热电冷三联产进行了节能效益分析。

【关键词】： 热电冷三联供；溴化锂；节能

Abstract: On the basis of the current situation and the refrigeration co-production of existing problem, should vigorously develop the thermoelectric cooling joint production, and analyzes the cool co-generation energy saving efficiency

Key Words:  trigeneration supply; lithium bromide; energy saving

中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：

引言

热电冷三联供技术目前正处于快速发展中．在一些没有稳定工业热负荷的热电厂，如果仅是热电联产．热负荷通常会受季节等因素的影响，无法实现完全的热电联供，这会降低热电厂供能的热经济性．以热电厂的供热为能源，利用溴化锂吸收式制冷机组集中制冷，从而实现热电冷三联供，可以使热电厂的热负荷相对较为平稳，提高热电机组的负荷因子，因而热经济性较高

一、现状概述：

滨海热电厂在非采暖期出现热负荷低谷，供热机组在非设计负荷下运行，偏离了最佳经济工况点，运行效率低下，供热系统的大量闲置，造成巨大的资源浪费和经济损失。发电量不稳定，联产系统运行的指标不能在全年内达到最佳。

随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们对生活、生产和学习环境的要求越来越高，自90年代起我国南方城市出现了空调热。从目前已普遍采用的空调设备来看，绝大部分都采用电空调，尽管电空调有许多优点，但存在的问题也是不容忽视的，如：耗电量高，大量使用造成电力供应紧张；电空调以CFC为制冷剂，大量使用及排放破坏臭氧层，使地球表面受太阳紫外线的辐射增强；另外电空调在夏季制冷时，向室外排出热浪，其结果是室内凉爽室外更热，给周围环境造成热污染和噪声污染。

综上所述，目前我国热电联产和制冷现状都存在着一定的问题，需进一步改善。而热、电、冷三联供就是在热电联产的基础上发展起来的，有着明显的节能和环保优势。热电冷三联供其核心就是在热电联产的基础上配置吸收式制冷机。由于溴化锂吸收式制冷机是以低位热能为动力，所以可以充分利用热电厂供热机组的抽汽或排汽制冷，这对于背压式机组来说可以增大机组的负荷率，使机组热效率提高。对于抽汽式机组来说，在增加冷负荷以后，无论是维持发电量不变，还是保持进汽量不变，都会减少机组的凝汽量，降低发电煤耗率。近年来地球温度呈上升趋势，在北方地区出现了酷夏年，空调也日益进入北方家庭。同时，在剧场、宾馆、医院等公共场所，一般是装设集中空调设备，这就为热电冷三联供的发展提供了广阔的前景。

二、采取的节能方案：

在非采暖期发展制冷热负荷，可填补热电厂热负荷低谷，提高热电联产供热系统的经济效益，扩大热电厂适用范围。采用制冷机实现热电冷三联产，其循环热效率可达65%以上，对于增加供热机组夏季供热量，提高机组热效率和全厂经济效益是显而易见的。

三、效益分析：

1、发展热电冷三联产，提高热电厂经济效益

首先确定几个参数：天津地区室内每平方米用冷量按100W计算，假设油田有200万平方米的供冷面积，民用电价按0.49元/度计算，民用空调为1匹（制冷量2324W，制冷功率735.35W），煤价按900元/吨计算，夏季用冷时间按每天8小时总计4个月计算。利用电厂参数为1.27Mpa、300℃的蒸汽配合溴化锂吸收式制冷机为冷用户提供冷量。

1）通过初步计算得出冷用户用1匹空调制冷所耗的电能折合成人民币为2381.5万元；

2）用溴化锂吸收式制冷机为用户供冷所消耗的蒸汽量折合成人民币为338万元；

3）经过对比采用热电冷联供方式在每个夏季可节约2043万元。

4）我厂#2机组容量为25MW抽背式汽轮机，如果夏季能够满负荷发电，售出电价为0.3元/度计算，则夏季可带来的经济效益为2160万元。

5）初期投入溴化锂吸收式制冷设备价格为1200元/kW，则200万平方米的供冷面积初投资约2.4亿元。

经过计算应用热电冷联供技术需要6年即可收回成本。

2、发展热电冷三联产，可保护环境

以氟利昂（CFC）作为制冷剂的空调机组，会引起臭氧层破坏而导致温室效应，而现在采用的氢氧氟氢（HCFC）虽然对环境影响小些，仍对臭氧层有破坏。热电冷三联产（CCHP）在降低碳和污染空气的排放物方面具有很大的潜力。因为采用溴化锂吸收式机组，溴化锂作为吸收剂无毒无害，对环境保护很有利。据有关专家估算，如果从2005年起，每年25%的新建筑及从2010年起50%的新建筑均采用CCHP的话，到2020年的CO2的排放量将减少19%。如果将现有建筑实施热电冷联产的比例从4%提高到8%，到2020年的CO2的排放量将减少30%。

3 节电分析

采用溴化锂吸收式制冷机的突出优点就是节电。溴化锂吸收式制冷机以高沸点物質（溴化锂）为吸收剂，低沸点物质（水）为制冷剂，组成二元溶液，取代压缩式制冷，其制冷系统的能耗主要是热能，电耗量仅为压缩式制冷的25%~30%.(见下表)，与压缩式相比，每制1163kw冷量，吸收式制冷机可节电250kw左右，节电是很明显的。另吸收式制冷机也可以直接利用工业生产的废热和余热，也有很好的效益。

4 发展热电冷三联产，可减少油田电网的沉重负担

根据初步估算夏季油区内部由于使用空调所消耗的电能约计为48600MW，而发展热电冷三联产可缓解夏季用电矛盾，减少油田电网的沉重负担。

结论：

（1）经济效益：热、电、冷三联供解决了热电厂冬夏季热负荷不均造成的热经济性低的问题，降低了发电煤耗率，提高了经济效益。

（2）环保效益：以溴化锂吸收式制冷机取代压缩式制冷机，避免了9C9 类氟利昂制冷剂的大量使用和排泄，起到环保的作用。

（3）节电：溴化锂吸收式制冷机较压缩式有明显的节电效益，可以大大缓解夏季用电紧张的问题。

（4）投资少：溴化锂吸收式制冷机的基建投资仅为压缩式制冷机的50%~60%左右，年运行费用也较压缩式少。由上述分析可见，热、电、冷三联供有明显的经济效益和社会效益，应在现有热电联产的基础上，大发展热、电、冷三联供，提高能源利用水平。

结束语

综上所述可见，热、电、冷三联供有明显的经济效益和社会效益，应在现有热电联产的基础上，大发展热、电、冷三联供，提高能源利用水平。

参考文献：

[1]汪海贵 采用天然气的小型斯特林冷热电三联供关键技术研究和应用分析[学位论文]博士 2004

[2]邢黎军热电冷联供系统优化分析[学位论文]硕士 2004

[3]李静宜.臧杰立热电厂采用热电冷联供的适用性分析[期刊论文]-制冷与空调 2010(1)

[4]崔锦丹.荆玲.韦新东长春市住宅中分散型能源系统导入效果的评价[期刊论文]-吉林建筑工程学院学报 2009(1)

[5]任华华.王森森燃气内燃发电机在"三联供"系统中的应用和分析[期刊论文]-洁净与空调技术 2009(1)

[6]王敏.房华荣.邓沪秋基于热电冷三联供节能条件的应用分析[期刊论文]-山西能源与节能 2007(3)

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