熱電冷聯供節(jié)能分析

王術園 徐倩倩 劉鐘

【摘要】： 在闡述熱電聯產及制冷現狀所存在問題的基礎上，引出應大力發(fā)展熱電冷聯合生產，并對熱電冷三聯產進行了節(jié)能效益分析。

【關鍵詞】： 熱電冷三聯供；溴化鋰；節(jié)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

中圖分類號：TE08文獻標識碼：A 文章編號：

引言

熱電冷三聯供技術目前正處于快速發(fā)展中．在一些沒有穩(wěn)定工業(yè)熱負荷的熱電廠，如果僅是熱電聯產．熱負荷通常會受季節(jié)等因素的影響，無法實現完全的熱電聯供，這會降低熱電廠供能的熱經濟性．以熱電廠的供熱為能源，利用溴化鋰吸收式制冷機組集中制冷，從而實現熱電冷三聯供，可以使熱電廠的熱負荷相對較為平穩(wěn)，提高熱電機組的負荷因子，因而熱經濟性較高

一、現狀概述：

濱海熱電廠在非采暖期出現熱負荷低谷，供熱機組在非設計負荷下運行，偏離了最佳經濟工況點，運行效率低下，供熱系統(tǒng)的大量閑置，造成巨大的資源浪費和經濟損失。發(fā)電量不穩(wěn)定，聯產系統(tǒng)運行的指標不能在全年內達到最佳。

隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對生活、生產和學習環(huán)境的要求越來越高，自90年代起我國南方城市出現了空調熱。從目前已普遍采用的空調設備來看，絕大部分都采用電空調，盡管電空調有許多優(yōu)點，但存在的問題也是不容忽視的，如：耗電量高，大量使用造成電力供應緊張；電空調以CFC為制冷劑，大量使用及排放破壞臭氧層，使地球表面受太陽紫外線的輻射增強；另外電空調在夏季制冷時，向室外排出熱浪，其結果是室內涼爽室外更熱，給周圍環(huán)境造成熱污染和噪聲污染。

綜上所述，目前我國熱電聯產和制冷現狀都存在著一定的問題，需進一步改善。而熱、電、冷三聯供就是在熱電聯產的基礎上發(fā)展起來的，有著明顯的節(jié)能和環(huán)保優(yōu)勢。熱電冷三聯供其核心就是在熱電聯產的基礎上配置吸收式制冷機。由于溴化鋰吸收式制冷機是以低位熱能為動力，所以可以充分利用熱電廠供熱機組的抽汽或排汽制冷，這對于背壓式機組來說可以增大機組的負荷率，使機組熱效率提高。對于抽汽式機組來說，在增加冷負荷以后，無論是維持發(fā)電量不變，還是保持進汽量不變，都會減少機組的凝汽量，降低發(fā)電煤耗率。近年來地球溫度呈上升趨勢，在北方地區(qū)出現了酷夏年，空調也日益進入北方家庭。同時，在劇場、賓館、醫(yī)院等公共場所，一般是裝設集中空調設備，這就為熱電冷三聯供的發(fā)展提供了廣闊的前景。

二、采取的節(jié)能方案：

在非采暖期發(fā)展制冷熱負荷，可填補熱電廠熱負荷低谷，提高熱電聯產供熱系統(tǒng)的經濟效益，擴大熱電廠適用范圍。采用制冷機實現熱電冷三聯產，其循環(huán)熱效率可達65%以上，對于增加供熱機組夏季供熱量，提高機組熱效率和全廠經濟效益是顯而易見的。

三、效益分析：

1、發(fā)展熱電冷三聯產，提高熱電廠經濟效益

首先確定幾個參數：天津地區(qū)室內每平方米用冷量按100W計算，假設油田有200萬平方米的供冷面積，民用電價按0.49元/度計算，民用空調為1匹（制冷量2324W，制冷功率735.35W），煤價按900元/噸計算，夏季用冷時間按每天8小時總計4個月計算。利用電廠參數為1.27Mpa、300℃的蒸汽配合溴化鋰吸收式制冷機為冷用戶提供冷量。

1）通過初步計算得出冷用戶用1匹空調制冷所耗的電能折合成人民幣為2381.5萬元；

2）用溴化鋰吸收式制冷機為用戶供冷所消耗的蒸汽量折合成人民幣為338萬元；

3）經過對比采用熱電冷聯供方式在每個夏季可節(jié)約2043萬元。

4）我廠#2機組容量為25MW抽背式汽輪機，如果夏季能夠滿負荷發(fā)電，售出電價為0.3元/度計算，則夏季可帶來的經濟效益為2160萬元。

5）初期投入溴化鋰吸收式制冷設備價格為1200元/kW，則200萬平方米的供冷面積初投資約2.4億元。

經過計算應用熱電冷聯供技術需要6年即可收回成本。

2、發(fā)展熱電冷三聯產，可保護環(huán)境

以氟利昂（CFC）作為制冷劑的空調機組，會引起臭氧層破壞而導致溫室效應，而現在采用的氫氧氟氫（HCFC）雖然對環(huán)境影響小些，仍對臭氧層有破壞。熱電冷三聯產（CCHP）在降低碳和污染空氣的排放物方面具有很大的潛力。因為采用溴化鋰吸收式機組，溴化鋰作為吸收劑無毒無害，對環(huán)境保護很有利。據有關專家估算，如果從2005年起，每年25%的新建筑及從2010年起50%的新建筑均采用CCHP的話，到2020年的CO2的排放量將減少19%。如果將現有建筑實施熱電冷聯產的比例從4%提高到8%，到2020年的CO2的排放量將減少30%。

3 節(jié)電分析

采用溴化鋰吸收式制冷機的突出優(yōu)點就是節(jié)電。溴化鋰吸收式制冷機以高沸點物質（溴化鋰）為吸收劑，低沸點物質（水）為制冷劑，組成二元溶液，取代壓縮式制冷，其制冷系統(tǒng)的能耗主要是熱能，電耗量僅為壓縮式制冷的25%~30%.(見下表)，與壓縮式相比，每制1163kw冷量，吸收式制冷機可節(jié)電250kw左右，節(jié)電是很明顯的。另吸收式制冷機也可以直接利用工業(yè)生產的廢熱和余熱，也有很好的效益。

4 發(fā)展熱電冷三聯產，可減少油田電網的沉重負擔

根據初步估算夏季油區(qū)內部由于使用空調所消耗的電能約計為48600MW，而發(fā)展熱電冷三聯產可緩解夏季用電矛盾，減少油田電網的沉重負擔。

結論：

（1）經濟效益：熱、電、冷三聯供解決了熱電廠冬夏季熱負荷不均造成的熱經濟性低的問題，降低了發(fā)電煤耗率，提高了經濟效益。

（2）環(huán)保效益：以溴化鋰吸收式制冷機取代壓縮式制冷機，避免了9C9 類氟利昂制冷劑的大量使用和排泄，起到環(huán)保的作用。

（3）節(jié)電：溴化鋰吸收式制冷機較壓縮式有明顯的節(jié)電效益，可以大大緩解夏季用電緊張的問題。

（4）投資少：溴化鋰吸收式制冷機的基建投資僅為壓縮式制冷機的50%~60%左右，年運行費用也較壓縮式少。由上述分析可見，熱、電、冷三聯供有明顯的經濟效益和社會效益，應在現有熱電聯產的基礎上，大發(fā)展熱、電、冷三聯供，提高能源利用水平。

結束語

綜上所述可見，熱、電、冷三聯供有明顯的經濟效益和社會效益，應在現有熱電聯產的基礎上，大發(fā)展熱、電、冷三聯供，提高能源利用水平。

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注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。