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      某放射性廠房制冷系統(tǒng)熱源優(yōu)化設(shè)計

      2020-07-04 02:21肖瑤楊少東
      好日子(下旬) 2020年4期
      關(guān)鍵詞:制冷系統(tǒng)熱源

      肖瑤 楊少東

      摘要:通過對某放射性廠房能源利用進(jìn)行綜合分析,提出利用高溫凝結(jié)水進(jìn)入疏水罐產(chǎn)生的二次蒸汽作為本廠房制冷系統(tǒng)的驅(qū)動熱源,并從制冷系統(tǒng)性能評價、經(jīng)濟和環(huán)保方面對二次蒸汽作為熱源驅(qū)動蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組實現(xiàn)制冷進(jìn)行了比較分析。該系統(tǒng)既充分利用了二次蒸汽,提高了能量利用率,又防止環(huán)境熱污染,極具有推廣價值。

      關(guān)鍵詞:二次蒸汽;熱源;制冷系統(tǒng)

      某放射性廠房的制冷系統(tǒng)用于工藝循環(huán)冷卻水冷卻,總冷負(fù)荷約為1500kW。根據(jù)該廠房原有設(shè)計方案,選用30HR-250型電動壓縮式制冷機組,單機制冷量880 kW,耗電功率233 kW,選用2臺,耗電取自廠用電。電能屬于高品味能量,若對該放射性廠房的能源利用進(jìn)行綜合分析,選擇更加合適的驅(qū)動熱源能實現(xiàn)本廠房制冷,不僅會節(jié)約大量成本,產(chǎn)生經(jīng)濟效益,且符合國家節(jié)能減排總體要求。

      一、優(yōu)化方案

      對該放射性廠房綜合能源利用進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)在該廠房中有一套蒸汽轉(zhuǎn)換系統(tǒng),來自鍋爐房的軟化水蒸汽(1.1MPa(a))在汽汽換熱器內(nèi)與去離子水換熱后將變成飽和凝結(jié)水,這部分凝結(jié)水是接近汽汽換熱器壓力的飽和水,飽和冷凝水自流進(jìn)入疏水罐,后再經(jīng)疏水冷卻器與二次側(cè)凝結(jié)水進(jìn)行換熱后進(jìn)入冷凝水回收系統(tǒng)。其中疏水罐內(nèi)壓力約為0.6MPa(a),由能量守恒可知,高壓的冷凝水將會閃蒸成大量蒸汽(又稱二次蒸汽)。蒸汽蓄熱器即根據(jù)這一原理進(jìn)行設(shè)計的。當(dāng)然,不是所有情形都會出現(xiàn)閃蒸蒸汽,當(dāng)高壓水的溫度比低壓水的飽和溫度低,將不會出現(xiàn)閃蒸蒸汽。閃蒸蒸汽的比例由蒸汽和冷凝水中所含有的能量決定,一般閃蒸蒸汽的質(zhì)量占高壓冷凝水的3%-15%。閃蒸蒸汽與水在鍋爐中被加熱產(chǎn)生的蒸汽(也稱直接蒸汽)相比,性質(zhì)并無任何不同,僅僅是蒸汽來源有一些區(qū)分,他們在相同壓力下都含有相同的潛熱,都是能量的載體。如果利用這部分閃蒸蒸汽,作為制冷系統(tǒng)的驅(qū)動熱源,不僅意味著可以充分利用蒸汽所蘊含的熱量,降低單位能耗,而且能節(jié)省大量電能,降低全廠用電負(fù)荷,也能在一定程度上減少廠房火荷載。

      二、技術(shù)經(jīng)濟性分析

      1.制冷系統(tǒng)評價

      對于制冷系統(tǒng)評價標(biāo)準(zhǔn),壓縮式制冷機通常用制冷系數(shù)作為其制冷能機性能評價的指標(biāo),而對于吸收式制冷機,其評價指標(biāo)通常稱為熱力系數(shù),二者統(tǒng)稱為性能系數(shù)COP。

      這樣,蒸汽壓縮式制冷機與吸收式制冷機效相比,使用相同性質(zhì)的驅(qū)動熱源,就具有可比性。一般的,采用壓縮式制冷,根據(jù)發(fā)電廠具體情況,效率 在0.3-0.45之間,未修正之前的壓縮式制冷機制冷系數(shù)在1.5-6之間,根據(jù)機組和運行情況電動壓縮式制冷機等效性能系數(shù) 在0.45-2.7之間。

      選用30HR-250型電動壓縮式制冷機組,單機制冷量880 kW,耗電功率233 kW,選用2臺,耗電取自廠用電,COP為3.77,考慮到發(fā)電廠效率,取0.34,由式(4)可求得電動壓縮式等效制冷機性能系數(shù)為1.28. 若選用SG-22M蒸汽溴化鋰吸收式制冷機組,額定制冷量777 kW,蒸汽額定壓力為0.6MPa(a),制冷所用蒸汽取自飽和凝結(jié)水流經(jīng)疏水罐產(chǎn)生的0.6MP(a)閃蒸蒸汽,蒸汽量0.972t/h,制冷機性能系數(shù)為1.307,經(jīng)比較,蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機性能系數(shù)大于修正后的電動壓縮式制冷機性能系數(shù)。因此,工程若選用蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機作為工藝循環(huán)冷卻水用冷的制冷機形式,設(shè)計2臺,可滿足其用冷需求。

      2.經(jīng)濟效益

      獲得1500 kW制冷量,溴化鋰吸收式制冷機組較電動壓縮式制冷機組少耗電約466kW,按照該廠房制冷系統(tǒng)設(shè)計,其夏季使用冷水機組進(jìn)行制冷,按照夏季運行5個月,即3600h計,節(jié)約能量466 kW ×3600h=1 677 600KW.h,按電價0.6/ kW h計,節(jié)約費用1006560元,兩臺SG-22M蒸汽溴化鋰機組投資100萬元,1年即可回收。

      3.環(huán)保效益

      電動壓縮式制冷機組在夏季制冷時,向室外排出熱量并產(chǎn)生較大噪聲,給周圍環(huán)境帶來熱污染和噪聲污染,而以蒸汽為熱源的蒸汽溴化鋰制冷機組具有運轉(zhuǎn)部件小,噪聲低,振動小,無爆炸危險,無公害的優(yōu)點,不僅充分利用了二次蒸汽,提高了能量的利用率,又防止環(huán)境熱污染,極具有推廣價值。

      三、結(jié)語

      通過對某放射性廠房能源利用進(jìn)行綜合分析,提出利用高溫凝結(jié)水進(jìn)入疏水罐產(chǎn)生的閃蒸蒸汽作為本廠房制冷系統(tǒng)的驅(qū)動熱源,并從制冷系統(tǒng)性能評價、經(jīng)濟和環(huán)保方面對閃蒸蒸汽作為熱源驅(qū)動蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組實現(xiàn)制冷進(jìn)行了比較分析。該系統(tǒng)既充分利用了二次蒸汽,提高了能量利用率,又防止環(huán)境熱污染,極具有推廣價值。

      參考文獻(xiàn):

      [1] ?沈維道,童鈞耕.工程熱力學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2007.

      [2] ?馬博.冷凝水及二次蒸汽回收實現(xiàn)節(jié)能[J].節(jié)能與環(huán)保,2007(9):42-42.

      [3] ?張曉輝,陳效孺.蒸汽溴化鋰機組用于熱電廠的效益分析[J].暖通空調(diào),2006(36):47-50.

      [4] ?張珍,高婷.冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)中凝結(jié)水用于制冷系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟性分析[J].制冷與空調(diào),2016(11):59-62.

      作者簡介:肖瑤(1994.01-),女,漢族,湖南邵陽市人,碩士學(xué)歷,中國核電工程有限公司助理工程師,主要研究方向:蒸汽、壓空系統(tǒng)等。

      (作者單位:中國核電工程有限公司)

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