一种太阳能热水型制冷系统技术应用

2020-05-25刘斌任君中国中元国际工程有限公司

节能与环保 2020年4期

文_刘斌任君中国中元国际工程有限公司

1 技术介绍

利用热电厂锅炉排污水和空压机轴承冷却水余热，以及汽轮机低压段抽汽，把驱动溴化锂机组热水加热到120℃，使用热水型溴化锂机组制冷,实现电厂区域建筑物供冷。

2 供冷设计方案

为充分利用电厂锅炉排污水余热和汽轮发电机组低压抽汽，降低制冷系统运行成本，充分提高能源利用效率，故在考虑厂内外办公楼、控制室、招待所等冷源时，采用热水型溴化锂吸收式制冷机组，在夏季制冷季为办公楼、控制室、招待所等提供空调冷冻水。设计方案应体现可靠性和经济性。

2.1 制冷负荷估算

某项目为大型热电厂内各建筑面积9800m2的办公楼等，按常规空调末端考虑，从建筑功能和用途估算负荷，依据相关规范以及实际项目经验，选择单位面积的冷指标为110W/m2。故本项目设计供能末端冷负荷为1078kW。

2.2 冷源系统设计方案

冷源设计方案主要包括：设计工艺技术参数、设备选型、管道管径及材质等，其次是电气系统及控制系统、房屋建筑、设备基础及管道支架保温（即保冷）等。

2.2.1 主要工艺设计参数（表1）

通过计算制冷水流量为110m3/h，加热水流量为28m3/h，汽轮机抽汽压力0.15MPa、温度220℃，使用汽轮机低压段抽汽量为1.5t/h。

表1 主要工艺技术参数表

溴化锂机组的热源水热量来自于电厂锅炉排污冷凝水、改造后空压机冷却水及汽轮机低压段抽汽，其中电厂锅炉排污冷凝水和改造后空压机冷却水为第一级热源，汽轮机低压段抽汽为第二级热源，即热源水共需经过两级加热后才可用于溴化锂机组制冷。

经过两级加热后的热源水，由热源水循环水泵送入溴化锂机组用于制冷。

由于锅炉排污及空压机冷却水和办公楼用冷的时序并不匹配，为尽可能利用其热量，因此为锅炉排污冷凝水设置蓄热水箱，以平衡产热和用冷相互时序。

溴化锂机组制冷侧采用一级变频泵流量系统，溴化锂机组定流量，末端变流量运行。供回水温度7/12℃。

2.2.2 冷水机组选型

根据项目负荷需求，选择两台制冷量580kW 的热水型溴化锂吸收式冷水机组，冷冻水温7/12℃，冷却水温32/38℃；热源水温120/70℃（要求溴化锂机组90℃水时也能制冷）。两台冷水机组并联运行。

①因电厂提供热源热量较为稳定，故除溴化锂吸收式冷水机组外，不再设置备用冷源。

②单台溴化锂吸收式冷水机组的最小出力可满足系统最小负荷要求。如表2 所示。

表2 溴化锂机组设备参数

2.2.3 板式换热器选型

第一级加热选用水水板式换热器，考虑热源水对于溴化锂吸收式制冷的重要性，板换采用换热量的2×55%装机。第二级加热选用汽水板式换热器，板换同样采用换热量的2×55%装机。具体参数如表3 所示。

表3 板式换热器参数

2.2.4 水系统主要设备选型

（1）热源水系统

热源水系统采用一级泵系统，一级泵克服两级换热板缓和溴化锂吸收式冷水机组的阻力，热源水循环水泵两用一备，与系统母管制连接，热源水母管管径DN125。

热源水系统设置温度传感器，信号反馈至电厂锅炉排污冷凝水及汽轮机末段抽汽管道上的电动调节阀，通过调整电厂锅炉排污冷凝水使用量及汽轮机末段抽汽量来调整自身温度参数，确保溴化锂机组有适宜温度的驱动热源，系统高效运行。当通过电厂锅炉排污水、空冷轴承冷却水及汽轮机低压段段抽汽量有效调节时，用冷负荷变小，可利用热源水循环泵变频降低流量，保证系统正常运行。

（2）空调冷冻水系统

冷冻水系统采用一级泵变流量系统，溴化锂机组定流量，末端变流量运行。于供回水母管间设置压差旁通，根据末端最不利压差调节开度。冷冻水循环水泵两用一备，与系统母管制连接。

（3）溴化锂机组冷却水系统

溴化锂机组冷却水系统采用一级泵定流量系统。冷却水循环水泵两用一备，与系统母管制连接。

热源水循环水泵、冷冻水循环水泵、冷却水循环水泵等，电气采用低压配电柜（盘）。管道采用普通焊接碳钢管等。

热工控制采用PLC 或DCS 控制系统。

热水型溴化锂机组、热源水循环水泵等布置在新建房屋内等。各水泵参数如表4 所示。

表4 各水泵参数

2.3 投资估算

本项目计划总资金约460 万元，其中土建费用约35 万元，设备购置费用约170 万元，安装工程费用约145 万元，其他费用约110 万元。

3 经济效益和社会效益分析

本项目供冷投运后，年节约标准煤约163.49t，按照市场标准煤价格约550 元计算，年收入约89919.5 元，供冷按市场价格90 元/m2计算，年收入约882000 元，合计年收入971919.5元。项目年运营总成本约50 万元，年净收益为47.192 万元，项目静态投资回收期约9.75年。年节约标准煤约163.49t，排放的SO2、CO2、NOX等会相应减少。