某廠區(qū)空調(diào)工業(yè)余熱利用方案分析

周毅

摘 ? ?要：隨著全國性電荒逐步緩解和燃氣、燃油價格節(jié)節(jié)上漲，普通溴化鋰機組逐步退出民用項目。一些工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)都擁有豐富的低壓蒸汽、熱水等余熱資源。本項目對溴化鋰機組利用工業(yè)余熱進行空調(diào)制冷的經(jīng)濟技術比較，為實際工作提供一些參考和依據(jù)。

關鍵詞：溴化鋰;工業(yè)余熱 技術經(jīng)濟分析

1 ?引言

某鋼鐵企業(yè)廠區(qū)新建研發(fā)辦公中心，二類高層;地上12層，地下1層;辦公用建筑;建筑面積22512.59m2，其中，地上16797.48m2，地下5715.11m2，空調(diào)面積約17000m2;需要夏季制冷，冬季供暖。

工廠建有自己的區(qū)域鍋爐房（熱電聯(lián)產(chǎn)），本身有多種余熱廢熱資源;廠區(qū)現(xiàn)能提供能源有70℃～80℃的熱水（工業(yè)余熱）、0.1MPa的蒸汽（工業(yè)余熱）、電能、高爐氣等。由于對利用高爐氣的安全有顧慮等原因，甲方排除了利用燃氣溴化鋰的可能方案。根據(jù)現(xiàn)有能源情況，對中央空調(diào)方案做如下比較分析，以供甲方參考。

2 ?空調(diào)負荷及方案

新建研發(fā)辦公中心空調(diào)為舒適性空調(diào)，位于淮安市清江浦區(qū)。

2.1 ?室外設計計算參數(shù)

夏季空調(diào)室外計算干球溫度是33.4℃;夏季空調(diào)室外計算濕球溫度為28.1℃;夏季空調(diào)室外計算日平均溫度為30.2℃;夏季通風室外計算干球溫度為29.9℃;冬季空調(diào)室外計算干球溫度為-5.6℃;冬季空調(diào)室外計算相對濕度為72%;冬季通風室外計算干球溫度為1℃;冬、夏季室外平均風速、風向為2.9m/s ESE（冬）、2.6m/s C ENE（夏）冬、夏季室外大氣壓力為1025.0hPa（冬）、1003.9hPa（夏）。

2.2 ?室內(nèi)設計參數(shù)

經(jīng)初步計算，夏季制冷量為2200kW;冷水溫度是7/12℃。冬季制熱量為1500kW;熱水溫度是45/40℃。

方案一：選用2臺1100kW的蒸汽型溴化鋰空調(diào)機組（0.1MPa的蒸汽）+汽水換熱機組（蒸汽型溴化鋰空調(diào)機組主機主要參數(shù)：蒸汽壓力為0.1MPaG的飽和蒸汽;蒸汽耗量為1.46t/h[×]2;冷水進出口溫度：7/12℃;冷卻水進出口溫度：32/38℃;流量為300t/h[×]2;電功率為4.5kW[×]2）。

方案二：選用2臺1100KW的螺桿冷水機組（電制冷）+水水換熱機組（冷水進出口溫度為7/12℃;冷卻水進出口溫度為32/37℃;流量為250t/h[×]2;電功率為215kW[×]2）

方案三：選用2臺1100kW的熱水型溴化鋰空調(diào)機組（80℃的熱水）+水水換熱機組（熱水型溴化鋰空調(diào)機組主機主要參數(shù)：80℃的熱水、250m3/h[×]2、冷水進出口溫度為7/12℃;冷卻水進出口溫度為32/38℃;流量為600t/h[×]2;電功率為4.5kW[×]2）。

3 ?技術經(jīng)濟比較

3.1 ?技術優(yōu)缺點

方案一的優(yōu)點是節(jié)約配電系統(tǒng)的投資;節(jié)約電力的消耗，有可利用廢熱時，滿足綠建要求。缺點是排熱量大，冷卻塔和冷卻水系統(tǒng)容量大;維護管理較復雜，維護費用大于電制冷;冷量衰減。

方案二的優(yōu)點是成熟可靠、維護簡單。缺點是增加配電系統(tǒng)投資;電力消耗大;

方案三的優(yōu)點是節(jié)約配電系統(tǒng)的投資;節(jié)約電力的消耗，有可利用廢熱時，滿足綠建要求。缺點是排熱量大，冷卻塔和冷卻水系統(tǒng)容量大;維護管理較復雜，維護費用大于電制冷;冷量衰減。

3.2 ?投資比較

方案一：主機估價70萬[×]2、電功率4.5kW[×]2;冷卻水泵估價1.5萬[×]3、電功率 37kW[×]2;冷卻塔估價20萬[×]2、電功率11kW[×]2;冷凍水泵、熱交換機組等電功率30kW[×]2、 ?估價30萬;估算設備總投資214.5萬元。

方案二：主機估價50萬[×]2、電功率215kW[×]2;冷卻水泵估價1.5萬[×]3、電功率37kW[×]2;冷卻塔估價15萬[×]2、電功率11kW[×]2;冷凍水泵、熱交換機組等電功率30kW[×]2、估價30萬;配電系統(tǒng)增加估價40萬;估算設備總投資204.5萬元。

方案三：主機估價100萬[×]2、電功率4.5kW[×]2;冷卻水泵估價3萬[×]3、電功率75kW[×]2;冷卻塔估價30萬[×]2、電功率22kW[×]2;冷凍水泵、熱交換機組電功率30kW[×]2、估價30萬;估算設備總投資299萬元。

3.3 ?運行費用

方案一：耗電190080度電，共15.2萬;耗熱3363.84T、蒸汽50.46萬;夏季運行費65.66萬元（蒸汽：150元/T;電費：0.8元/度，夏季按120天，12h/天，使用系數(shù)0.8）。

方案二：耗電675072度電，共54.01萬;夏季運行費54.01萬元（電費：0.8元/度，夏季按120天，12h/天，使用系數(shù)0.8）。

方案三：耗電302976度電，共24.24萬;耗熱：576000T熱水（80-65）共57.6萬;夏季運行費91.84萬元（熱水（80-65）：1.0元/T;電費：0.8元/度，夏季按120天，12h/天，使用系數(shù)0.8）。

由于能源價格為由于冬季方案的運行費用相差不大，故未做比較。

夏季空調(diào)案比較中，余熱利用型溴化鋰空調(diào)機組，不管是蒸汽型溴化鋰空調(diào)機組（0.1MPa）還是熱水溴化鋰空調(diào)機組（80℃）均為非標機組，均需廠家定制。由于熱媒參數(shù)較低，一般為單效溴化鋰空調(diào)機組，機組效率較低;為保證一定的效率，機組成本變大，方案一和方案三余熱利用溴化鋰空調(diào)機組制造成本變大，相較常規(guī)雙效溴化鋰空調(diào)機組，熱水型溴化鋰空調(diào)機組（80℃）采購成本較明顯增加;方案一和方案三余熱利用溴化鋰空調(diào)機組冷卻水需求量較常規(guī)參數(shù)的溴化鋰空調(diào)機組增加較多。尤其是熱水型溴化鋰空調(diào)機組（80℃）冷卻水需求量是常規(guī)熱水機組的兩倍以上，冷卻水泵的運行費用對夏季空調(diào)系統(tǒng)運行費用有不可忽視的影響，雖然廠區(qū)提供的余熱可以以較低的價格供應，但經(jīng)濟性依然不占優(yōu)勢。

對廠區(qū)提供的余熱利用調(diào)研中也發(fā)現(xiàn)，工廠對工業(yè)余熱也形成部分梯級利用。低壓蒸汽（0.1MPa）除回用外，主要用于制熱水，自用外還同時還通過熱網(wǎng)供應熱力公司及周邊單位;70℃～80℃的熱水（工業(yè)余熱）主要是制備衛(wèi)生熱水賣給熱力公司，通過水罐車運輸，供應給浴室、酒店等單位。

舒適性空調(diào)是季節(jié)性負荷，工廠對余熱利用一般期望是能常年穩(wěn)定運行。從以上經(jīng)技術比較中看出，對這個項目來說，簡單的中央空調(diào)對余熱的直接利用已不能滿足工廠的期望。

4 ?結(jié)語

（1）由于利用余熱溴化鋰機組都需定制，從初投資看溴化鋰機組方案均高于電制冷系統(tǒng)。溴化鋰機組從運行管理維護的技術角度處于劣勢。

（2）熱水型溴化鋰空調(diào)機組（80℃的熱水）為單效溴化鋰空調(diào)機組，機組效率較低;熱水型溴化鋰空調(diào)機組（80℃的熱水）的冷卻水相對于常規(guī)型機組流量增大一倍以上，對運行費的影響較大。

（3）本項目工業(yè)余熱對工廠來說也有其他利用方式，也有各自的價格，不能簡單理解為廢熱。從運行費分析，只有價格比較低的余熱可利用時，溴化鋰機組空調(diào)制冷才具經(jīng)濟性。

參考文獻：

[1] 陸耀慶.實用供熱空調(diào)設計手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[2] 戴勇慶.溴化鋰吸收式制冷空調(diào)技術實用手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.