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1、蒸汽溴化锂机组用于热电厂的效益分析摘要为便于比较电动压缩式制冷机与蒸汽溴化锂吸收式制冷机的性能,在对现有制冷机性能评价指标分析基础上,提出了修正后的电动压缩式制冷机的性能系数———等效性能系数。结合某热电厂制冷空调系统改造工程实例进行了效益计算,结果表明利用热电厂抽汽驱动蒸汽溴化锂吸收式制冷机制冷具有节电效益。关键词等效性能系数蒸汽溴化锂吸收式制冷机热电厂节电在热电联产电动制冷和热电冷(溴化锂制冷)联产中,制冷装置的选取除与制冷负荷有关外还与其性能系数有关,现有评价制冷机能量指标方法各有优缺点,文献[15]从不同角度探讨了热电冷联产和热电联产电动制冷的节能
2、效果,由于研究对象及方法的不同,各有其合理性和局限性。本文在分析比较现有制冷机组性能评价方法的基础上,提出了针对压缩式制冷机的修正后的性能系数,使溴化锂吸收式制冷机与压缩式制冷机性能具有可比性。并结合某热电厂实际空调系统改造工程具体情况进行了效益分析。1压缩式制冷机性能系数的修正目前,分析比较溴化锂吸收式制冷机与压缩式制冷机性能的指标主要有以下几个。1.1制冷系数和热力系数这是评价制冷机性能最常用的指标,对于压缩式制冷机称为制冷系数,对于www.zhulong.com吸收制冷机称为热力系数,统称为性能系数COP。对于压缩式制冷机:对于吸收式制冷机:式(1)
3、,(2)中COPc为压缩式制冷机性能系数;Ql为制冷量;W为耗功量;COPa为吸收式制冷机性能系数;Qh为耗热量。11.2火用效率对制冷系统来说,火用效率定义为式中Eg,Ep分别为系统中收益的和消耗的。在相同制冷量情况下,电动压缩式制冷机与蒸汽溴化锂吸收式制冷机的效率几乎相等。1.3当量热力系数对吸收式制冷机来说,热力系数仅表明产生一定的冷量需要消耗的热量,并没有反映出这些热量的产生过程及效率。效率考虑了能量的品位,因而可以判断系统或设备内部有效能利用的程度和不可逆程度,但也没有反映出所耗热量的来源和经历及其已经利用的程度,所以用作评价不同种类的制冷机都存
4、在缺陷。电能大都由火力发电厂燃料燃烧产生,文献[1]将消耗一定量的燃料所产生的冷量作为能量指标,称作当量热力系数或折合热力系数,以ζ表示。对于溴化锂吸收式制冷机,如采用汽轮机抽汽作为热源,溴化锂吸收式制冷机当量热力系数可表示成式中ηp为管道输送效率;u为燃料燃烧产生的单位高位热折算成抽汽口处的热量。文献[1]给出了抽汽压力不超过0.6MPa时三个不同蒸汽参数的u值,根据该www.zhulong.com值计算出的溴化锂吸收式制冷机当量热力系数远大于压缩式制冷机。从而说明以热电厂汽轮机抽汽为热源的溴冷机是节能的。然而,由于许多双效溴化锂制冷机组热源蒸汽的设计压
5、力为0.6MPa,低于0.6MPa将会使制冷机出力及性能下降,考虑到热网的输送压力损失,双效溴化锂制冷机组运行需要的抽汽压力要高于0.6MPa,由此会使u值变小。另外,从上述计算中可发现,抽汽制冷的蒸汽热能折算成燃煤量时,热电燃料分摊采用的是热量法。事实上,汽轮机抽出的蒸汽或背压排汽是做过功的,所含热能品位低,而电能是高品位能,所以单纯把制冷系数和热力系数相比较是不恰当的,为克服分析法2和当量热力系数的不足,考虑到压缩式制冷机中电能W通过电厂热耗量Qs转换而来,其转换效率η为对压缩式制冷机性能系数进行修正,引入等效性能系数:式中COPcd为等效性能系数。这
6、样,蒸气压缩式制冷机与吸收式制冷机相比较时,由于用相同性质的驱动热源,就具有可比性。COPcd,COPs是分析和比较压缩式制冷机与吸收式制冷机的指标。对于燃煤热电冷联产系统,由式(6)可见,COPcd不仅与电动压缩式制冷机本身制冷系数有关,还与电厂机组性能(电厂初参数、供热负荷率、运行状况等)有关。若电动压缩式制冷机在调节抽汽热电联产机组中运行,夏季由于热负荷极低或没有,热电机组处于低效率运行,电动压缩式制冷机的等效性能系数很低;若采用蒸汽吸收式制冷机,则可收到良好综合效益。若电动压缩式制冷机处于大型冷凝式供暖热电机组中运行,夏季机组在经济状态下,电动压缩
7、式制冷机的等效性能系数很高,这时采用蒸汽吸收式制冷机其效益表现在节电上。一般地,对于吸收式制冷机,其性能系数COPs小于2,采用压缩式制冷时,根据所在发电厂具体情况,效率η在0.3～0.45之间,未修正前的压缩式制冷机制冷系数在1.5～6之间,根据机组和运行情况电动压缩式制冷机等效性能系数www.zhulong.comCOPcd在0.5～2.7之间。2蒸汽溴化锂吸收式制冷机在热电厂应用的实例2.1制冷系统设计某热电厂供热机组型号为CC140/N200130/535/535,机组有7级非调整抽汽和1级调整抽汽,回热系统为2个高压加热器,5个低压加热器和1个除
8、氧器。冬季工业用汽量50t/h(抽汽参数1.2MPa,420℃),
