-35度蒸发50万大卡机组余热制冷方案

50万大卡（-35度蒸发）余热制冷方案评价1、项目的提出随着国家经济的发展以及对能源梯级利用的日益重视，冷热电联产提到重要日程，现结合集团公司热、电产品和吸收式制冷产品的优势，模拟50万大卡制冷机组（-35度蒸发）采用不同制冷方式的运营成本，并进行技术经济性分析。一种方式为电制冷，采用螺杆压缩机，一种采用余热制冷，利用单位或电厂的余热（120度以上）来驱动氨水吸收制冷机组来制冷。2、方案技术经济评价50万大卡制冷设备可选的技术方案有2种：１）采用消耗电力的以氨或氟利昂为制冷剂的压缩式制冷系统。２）利用低压蒸气为热源的单级氨水吸收制冷系统。现对上述2种备选方案进行初步的技术经济评价。其中，取折算的制冷设备满功率运行时间系数为0.65，即制冷设备每天按满功率运行15.6小时，每年满功率运行运行时间为5694小时。电价＝0.7元／kWh，蒸汽为余热，并且系电厂自用，不计费。（计费余热可以根据消耗的蒸汽量把费用自行加上）（１）压缩制冷方案ａ．压缩制冷机组购置费目前低温压缩制冷机组单位制冷量售价约为0.12万元/kW，50万大卡/小时制冷量的压缩制冷机组购置费用69.6万元，加上辅机、安装等在100万左右。ｂ．运行费用压缩制冷机组（蒸发温度为-35度，压缩机COP接近1.0）实际满功率运行功率为580ｋＷ，满功率运行时每小时耗电580kWh，电价按0.70元/度计算，则每小时电费406元/h。年运行5694小时计，则年运行电费为231.1764万元/年。（50万大卡的机组，每小时消耗蒸汽2吨，蒸汽价格只要不超过203元每吨，氨水吸收制冷机组的费用就不会超过用电的压缩机）。ｃ．设备维修、维护费用由于制冷压缩机内运动机械的摩擦作用，部分零部件需要定期更换，机组需要定期保养和维修。因此，设备的年保养和维修费用较高。压缩制冷系统年维护费约为总购置费的10%，为10万元/年。（２）蒸汽驱动的单级氨水吸收式制冷方案单级氨水吸收制冷工作原理单级循环是吸收式制冷循环的基础,其工作流程如图1所示。该循环主要由发生/精馏、冷凝、节流、蒸发、吸收过程组成。氨含量较多的溶液（浓溶液）从吸收器中流出,送入泵中获得高压后进入精馏塔和发生器。对发生加热发生精馏塔溶液热交换器吸收器冷凝器蒸发器泵排热排热图1单级氨水吸收制冷流程简图器中的浓溶液进行加热，浓溶液就被分离为氨含量较低的溶液（稀溶液）和含水分的氨气。含水分的氨气经精馏塔后可得到纯度很高的氨气（99.5%以上）。高温高压的稀溶液经溶液热交换器降温并减压后，流回吸收器，吸收从蒸发器来的氨气。另外,从精馏塔顶出来的高纯度氨气在冷凝器内冷却为氨液,流过节流阀节流降压成为低温汽液混合物,进入蒸发器内吸收低温热量,产生制冷效应。完成制冷后的氨蒸汽流回吸收器被贫液吸收,并冷却到环境温度。采用单级氨水吸收制冷系统的条件见图2。从图中可见，当蒸发温度为-35℃，冷却水温度为30℃时，单级氨水吸收制冷系统需要的最低热源温度为170℃（实际值稍高），0.8Mpa(G)以上的饱和蒸汽即能满足单级氨水吸收制冷要求。单级吸收制冷循环主要设备有：发生器、精馏塔、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液泵、过冷器、溶液热交换器、冷却水系统和控制系统。ａ．单级氨水吸收制冷机组购置费大型单级氨水吸收制冷机组单位制冷量售价（包括辅机、安装、调试）约为0.25万元/kW，50万大卡/小时（580KW）制冷量的单级吸收制冷机组购置费用为145万元。图2单级氨水吸收制冷最低热源温度ｂ．运行费用从图3中可以看到，当蒸发温度为-35℃，年平均冷却水温度为30℃时，单级余热制冷机组的热力系数约为0.4（实际运行可达0.4）。假设用压力0.8MPa（G），温度170℃的蒸汽作为驱动能源，580kW冷负荷需要消耗的蒸汽量为2t/h左右。单级余热制冷系统大约要消耗压缩制冷所消耗电量5-10%的电力，按照50KW计算，需要电费为35元/h，年运行5694小时，运行费19.929万元/年。ｃ．设备维修、维护费用氨水吸收制冷系统内运转的设备只有溶液泵，其余均为换热设备。设备的年维护费用较低，取为2万元/年。3、方案技术经济评价汇总（按照蒸汽不收费）以上为2种制冷方案技术经济评价。汇总如表1表12种制冷方案技术经济评价单位万元方案压缩制冷单级氨水吸收制冷制冷机组购置费100145冷却系统费用510建安费用205投资总额125160年运行费231.176419.929图3单级氨水吸收制冷热力系数年维护费102年总运行费用241.176421.929投资额差/35年运行费用差/-219.2474增额投资回收期（年）/0.1596全额投资回收期（年）/0.729*建、安费的差别在于压缩制冷机需要专用机房，而氨水吸收制冷机为露天安放增额投资回收期（年）=投资额差/年运行费用差的绝对值全额投资回收期（年）=投资总额/年运行费用差的绝对值如果蒸汽收费，按照120元/每吨计算，每小时两吨，费用为240元/小时，全年蒸汽费用为：136.656万元。年运行费用电压缩机多出241.1764-（21.929+136.656）=82.5914万元.增额投资回收期（年）为0.42年，全额投资回收期（年）为1.94年。4、结论通过2种制冷方案的技术经济分析可以看到，采用余热制冷技术可以取得长期较好的经济效益。氨水吸收的运行稳定性，便于保养维修也将带来长期经济效益。泰山集团泰安华能制冷有限公司2013.01.08