北京熱電冷三聯(lián)供方案分析

《北京熱電冷三聯(lián)供方案分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、北京熱電冷三聯(lián)供方案分析2003-07-0700:00:00作者：江億付林　微博評(píng)論瀏覽次數(shù)：989字號(hào)：T

2、T一、引言在暖通空調(diào)領(lǐng)域采用熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)是城市科學(xué)用能的有效途徑之一。所謂熱電冷聯(lián)供，即在原有以熱電廠為熱源的集中供熱系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增設(shè)吸收式制冷裝置，在發(fā)電和供熱的同時(shí)，利用供熱汽輪機(jī)組的抽汽或背壓排汽制冷，以滿足空調(diào)等城市用冷負(fù)荷。由于熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)在供熱和制冷時(shí)充分利用熱電廠排放的低品位熱量，實(shí)現(xiàn)了能量的梯級(jí)利用，因而是一種高效的城市能源利用系統(tǒng)，有利于降低能耗和緩解大氣污染。1

3、、北京供熱和空調(diào)現(xiàn)狀北京擁有全國(guó)最大的采暖熱水管網(wǎng)，現(xiàn)已形成了以石景山熱電廠、第二熱電廠和雙榆樹供熱廠為西部熱源和以高碑店熱電廠、第一熱電廠和左家莊供熱廠為東部熱源，管網(wǎng)總長(zhǎng)達(dá)213公里的大型集中供熱系統(tǒng)，供熱能達(dá)2000×106kcal/h，實(shí)現(xiàn)采暖供熱面積2877萬平方米。然而，在夏季，供熱系統(tǒng)的運(yùn)行卻存在著以下問題：●由于熱負(fù)荷的短缺，該熱水管網(wǎng)僅提供少數(shù)用戶的生活熱水負(fù)荷，其供熱量遠(yuǎn)未達(dá)到熱網(wǎng)的供熱能力。北京第一熱電廠、北京第二熱電廠(見表1)夏季只承擔(dān)約100×106kcal/h的生活熱

4、水負(fù)荷，僅為其供熱能力的1/10?！窀鳠犭姀S內(nèi)多數(shù)供熱機(jī)組因熱負(fù)荷不足而停運(yùn)，或以發(fā)電效率極低的純凝汽方式運(yùn)行。因此，夏季由于熱負(fù)荷的缺乏而使得供熱系統(tǒng)的大量設(shè)備閑置，運(yùn)行效率低下，造成巨大的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。與此同時(shí)，在空調(diào)方面，由于北京是我國(guó)政治、文化和教育的中心，高大建筑鱗次櫛比，且夏季氣候炎熱，故而擁有巨大的空調(diào)負(fù)荷。目前這些負(fù)荷基本上依靠分散的空調(diào)設(shè)備承擔(dān)。在這些空調(diào)設(shè)備中，電動(dòng)空調(diào)機(jī)組耗電量大，且使電力負(fù)荷的峰谷差拉大，而以鍋爐為熱源的吸收式制冷機(jī)或直燃機(jī)制冷效率低，造成能源的嚴(yán)重浪

5、費(fèi)。如果利用現(xiàn)有的熱電廠和熱水網(wǎng)，在夏季向用戶提供熱量用于吸收式制冷，形成熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)，將會(huì)代替大量分散的空調(diào)設(shè)備。這不僅會(huì)減小城市峰期用電負(fù)荷，提高原有供熱設(shè)備利用率，增加供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，而且能夠在節(jié)能和環(huán)保方面作出貢獻(xiàn)，并最終給北京市空調(diào)行業(yè)帶來一次革命性變化。2、熱電冷三聯(lián)供的實(shí)施方式為充分利用現(xiàn)有集中供熱系統(tǒng)，北京熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)采用如圖1所示形式。蒸汽在供熱汽輪機(jī)中作功發(fā)電后的低壓抽汽(0.12MPa)通過熱交換器向熱水網(wǎng)提供熱量。熱水由循環(huán)水泵驅(qū)動(dòng)在熱網(wǎng)中循環(huán)，不斷將供熱量輸送

6、至各戶，用于采暖或提供生活熱水，同時(shí)可驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)制冷。考慮到熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)的特點(diǎn)，熱網(wǎng)的運(yùn)行仍采用量調(diào)節(jié)方式。由于北京第一熱電廠、北京第二熱電廠的供熱范圍是商業(yè)、使館和國(guó)家大機(jī)關(guān)匯集的地區(qū)，擁有大密度的空調(diào)負(fù)荷，是利用現(xiàn)有熱網(wǎng)實(shí)現(xiàn)集中供冷最為理想的地段。因此，本文僅對(duì)這兩個(gè)熱電廠所屬的供熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)熱電冷三聯(lián)供方案(見表2)，從能耗、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)等幾方面加以分析。表2北京熱電總廠供冷能力名稱單位第一熱電廠第二熱電廠供汽量T/H400480生活熱水耗汽量T/H85.03114.17供冷可用

7、汽量T/H314.97365.83最大供冷能力MW122.06140.35最大供冷面積104×M2104.95120.68二、能耗分析在系統(tǒng)能耗分析中將涉及到電和熱兩種不同性質(zhì)的能量，為建立可比性，將所有能耗折算為一次能耗。系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)的確定熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)的供冷能耗由制冷機(jī)熱耗和熱網(wǎng)循環(huán)水泵電耗兩項(xiàng)組成，該值的大小取決于供冷量、熱電廠機(jī)組構(gòu)成、吸收式制冷機(jī)性能和熱網(wǎng)運(yùn)行狀況等諸多因素。供冷系統(tǒng)以原有北京熱電總廠、北京熱網(wǎng)為基礎(chǔ)，因而熱網(wǎng)和熱源的結(jié)構(gòu)參數(shù)均已確定。在制冷方面，采用專用于熱電冷聯(lián)供的

8、大溫差吸收式制冷機(jī)［1］，在熱網(wǎng)供回水溫度為95/65℃時(shí)其性能系數(shù)為0.62。熱網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)主要取決于熱網(wǎng)供、回水溫度。熱網(wǎng)供水溫度高有利于制冷機(jī)性能的提高，但會(huì)使電廠抽汽參數(shù)提高，降低供熱機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)計(jì)算分析，熱網(wǎng)供水溫度定為95℃。熱網(wǎng)回水溫度也對(duì)系統(tǒng)能耗有很大影響。回水溫度低會(huì)減小熱網(wǎng)泵耗，但又會(huì)降低制冷機(jī)性能。因此，熱網(wǎng)回水溫度隨供冷設(shè)計(jì)負(fù)荷的變化而存在不同的最優(yōu)值，使得系統(tǒng)總能耗最小(如圖3a)。　系統(tǒng)能耗在能耗的計(jì)算中，簡(jiǎn)單認(rèn)為空調(diào)負(fù)荷在現(xiàn)有采暖負(fù)荷分布的基礎(chǔ)上成比例增減，且兩熱

9、電廠中的各供熱機(jī)組平均分?jǐn)偣嶝?fù)荷。圖3b給出了以北京第一熱電廠和第二熱電廠為熱源的熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)供冷年運(yùn)行能耗隨負(fù)荷的變化情況，并與電制冷、直燃機(jī)和以鍋爐房為熱源的雙效吸收機(jī)等三種方案加以比較。熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)供冷能耗包括兩個(gè)熱電廠能耗和熱網(wǎng)的輸送泵耗。熱電廠能耗由低品位的抽汽供熱量折算成一次能耗而獲得，熱網(wǎng)輸送泵耗亦將電耗折算至一次能耗。其計(jì)算過程詳見［１］。其中，熱網(wǎng)回水溫度取圖3a的相應(yīng)值，鍋爐房的熱效率取為0.70，雙效吸收機(jī)的性能系數(shù)取為1.2，其他有關(guān)參數(shù)的取值見表6。