董小波
北京燃气能源发展有限公司 北京 100101
摘要:随着社会的蓬勃发展,能源也逐渐趋向于多元化,众多能源中分布式能源引起了社会各界的关注和重视。本文基于对分布式能源站内的集中冷热源设备进行介绍,对比不同类型的冷热源方案的性能和经济性。希望可以为今后的合理使用提供有力条件。
关键词:分布式能源站;集中冷热源方案;性能;经济性
1工程概况
工程位于江苏南京地区,建设2台20MW燃气-蒸汽联合循环冷热电三联供分布式能源站,同时能源站内建一座集中制冷加热站,为能源站内及周边地区空调用户供冷供热。
2供冷热源设备介绍
2.1冷源设备
按照驱动方式进行划分,可以将空凋用冷水机组分为两种不同形式的机组,分别为驱动压缩式的制冷机组压缩式制冷机组、热水(蒸汽)驱动型吸收式冷水机组;前者还可以根据冷却的方式分为两种不同的机型,分别为水冷和风冷两种。
2.1.1热水(蒸汽)型驱动型吸收式冷水机组
热水(蒸汽)型驱动型吸收式冷水机组属于一种制冷装置,运行过程中的冷却方式通常采用水冷却,其原型原理:蒸汽为主要动力,制冷剂以水为主,吸收剂一般为溴化锂溶液,制冷过程中都是采用5℃以上冷冻水来完成[1]。设备运行过程中的内部构件较少,不容易发生故障,具有安全可靠运行的特点,且设备运行过程中还可以利用回收热水的方式完成操作,能够有效控设备运行成本,提升经济效益。
2.1.2风冷冷水机组
风冷冷水机组通常采用空气冷却的方式来制取冷水,先将热量利用风冷冷凝器全部散播到室外的空气中,之后在将其中放置在建筑物的屋面,这时不需要设置任何专门性的冷冻机房,能够节省大量的建筑空间。采用热泵机组来制取相应的热水,能够有效省去加热系统设备的安装,可以减少故障的发生几率,同时该设备安装流程非常简单,在操作和维护上都非常方便,能够节省大量的人力和物力,但是在效能这方面比较欠缺,运行费用较高。
2.1.3水冷冷水机组
水冷机组采用水冷却的方式来制取冷冻水,先将热量利用水冷冷凝器的方式将其全部传入到冷却好的水中,冷却水经过冷却塔后就会降温,能够循环性的使用,另外机组需要安置在室内,所以需要在专门的区域内设置一个专门放置冷冻机房的空间,会占用较大的建筑空间。但是效能较为理想,运行费用不高。
2.2热源设备
分布式能源站内热源通常有:低品位蒸汽;余热热水;风冷热泵机组三种。本工程由于对排放烟气进行热回收后可得到余热热水,因此只考虑热水及风冷热泵机组两种热源。
3各类制冷机的性能比较
电制冷冷水机组和溴化锂冷水机组性能系数见表1、2
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4空调冷热源方案技术经济比较
本工程集中制冷加热站冷热源配置:冷源设备3x50%容量,热源设备2x70%容量(冷热源容量按《发电厂供暖通风与空气调节设计规范》DL/T5035- -2016配置),可有以下四种方案:
4.1空调冷热源方案介绍及技术比较
根据不同配置可以分为以下四种方案:
方案一:利用烟气的余热可以直接将热水全部收回,夏季通常采用2台热水型溴化锂机组进行供冷,同时还需要备用1台水冷螺杆冷水机组;而冬季主要以水水热交换器来完成供热,设备同样是2台。这种方案通过利用烟气来回收大量的余热,能够有效减少设备运行过程中的用电量,而且机组内部运转的相关部件也非常少,所以发生故障的几率也比较低,能够确保设备在安全、稳定的环境下运行,提高设备运行的效率。
方案二:在夏季通过采用汽机设备来提供足够量的蒸汽,通常为0.6MPa,再采用2台蒸汽型溴化锂机组为设备的运行提供冷气,准备1台水冷螺杆冷水机组;冬季,与方案一的运行原理非常相似,同样是利用烟气的余热将热水全部收回,在这个过程中选用2台水热交换器设备进行供热。该方案通过利用烟气来回收大量的余热为相关设备进行供热,夏季通常采用低品位的蒸汽热源设备来进行供热,该方案整体的用电比较小,机组内部运行中的各个转部件较少,整体运行过程中故障的发生率也会逐渐降低,非常符合目前我国设备安全稳定运行的标准和需求。
方案三:需要准备3台热泵型风冷冷热水机组为设备运行提供冷热源。这方案不具有无烟气热回收装置,冷热源系统设备相对其他方案比较少,但是设备安置位置相对比较集中,安装流程操作简单,维护和管理上也会节省大量的人力和物力,但是唯一存在的缺点就是无法利用烟气进行余热,这样就很有可能增加设备运行过程中的用电量,增加设备运行的费用,不利于企业实现经济效益最大化的发展目标。
方案四:在夏季通常需要准备3台水冷螺杆冷水机组进行供冷;冬季同样利用烟气来回收大量的余热为相关设备进行供热,供热过程中需要采用2台水热交换器设备来完成。这种方案只可以在冬季采用烟气回收余热的方式,设备整体运行过程中的用电量比较,会支出大量的运行费用。
4.2空调冷热源方案配置
四种方案冷热源设备配置情况见表3。
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结束语
综上所述,为了更好地提高分布式能源的利用率,选择合理的能源站内冷热源方案至关重要。站在技术的性能上分析,发现方案一,即热水型溴化锂机组供冷,水水热交换机组,前期供热投资较多,为570万元,一年运行费用仅花费29万元,与其他三种方案对比,在一年之内完成可以收会成本,获取较大的经济效益,另外,方案一中的设备在运行过程中通过利用烟气就可以回收余热,资源利用率较高,而且运行费用较低,机组运转的零部件也比较少,故障发生率较低,非常值得广泛的推广与应用。
参考文献
[1]常志拓,张雨濛.用于平抑功率波动的分布式综合能源站储能装置容量计算[J].供用电,2019,36(2):67-72.