集中供熱制冷技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析

一、電、熱用戶供熱、制冷隨著供暖空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，不同用途的空調(diào)系統(tǒng)在各個領(lǐng)域的使用變得越來越普遍。目前廣泛應(yīng)用的集中供熱、制冷方式有:(1)燃?xì)庵比夹弯寤囄帐嚼錈崴畽C(jī)組供熱、制冷;(2)蒸汽型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組供熱、制冷;(3)熱水型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組供熱、制冷。目前北京市的能源供應(yīng)情況為:電力供應(yīng)的峰谷矛盾嚴(yán)重,尤其在空調(diào)季該矛盾更為突出,給電力生產(chǎn)帶來很大困難和浪費;天然氣供應(yīng)雖較以前有很大提高,但仍供不應(yīng)求;很多集中供熱熱源廠冬夏季熱負(fù)荷存在較大峰谷差,夏季蒸汽使用一直處于低負(fù)荷狀態(tài),給安全、高效的蒸汽輸配帶來不利影響,且不利于提高能源的利用率和熱源廠的經(jīng)濟(jì)效益。不同的集中供熱、制冷方式有不同的適應(yīng)性,集中供熱、制冷方式選擇的是否合理將直接影響能源的利用和環(huán)境質(zhì)量。對于北京地區(qū),哪種才是經(jīng)濟(jì)、合理、環(huán)保的集中供熱、制冷方式?本文結(jié)合實例,對直燃型吸收式供熱/制冷、蒸汽型吸收式供熱/制冷、熱水型吸收式供熱/制冷三種集中供熱、制冷方式進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,就上述問題試做初步分析。二、直燃型機(jī)組的特點直燃型溴化鋰吸收式機(jī)組的特點:1、燃料分油類(輕油、重油)和氣類(煤制氣、油制氣、液化氣、天然氣),依靠燃油或燃?xì)庵苯尤紵l(fā)熱作為熱源,在無余熱和廢熱可利用的地區(qū),無需專門建造鍋爐房提供蒸汽或熱水作為熱源,與電制冷機(jī)組相比,簡化了設(shè)備和系統(tǒng)。2、由于采用燃燒的方式,直燃型機(jī)組的輔助設(shè)備相對較多,主要有排煙風(fēng)機(jī)、除塵設(shè)備、自動消防、防爆系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)等,因此,設(shè)備投資一般高于蒸汽(熱水)型機(jī)組。3、直燃型機(jī)組的能源利用率(COP值)較低,在北方寒冷地區(qū)用于采暖往往達(dá)不到室內(nèi)要求的溫度標(biāo)準(zhǔn)。蒸汽(熱水)型溴化鋰吸收式機(jī)組的特點:1、采用蒸汽或熱水作為熱源,完全清潔,尤其是采用城市熱網(wǎng)作為熱源,不必在鍋爐房建設(shè)方面額外投資,節(jié)省了資金。2、城市熱網(wǎng)提供的蒸汽(熱水),溫度和壓力完全滿足機(jī)組所需的工作參數(shù),熱網(wǎng)可全年無間斷提供熱源,保證了用戶的用熱、用冷需求。3、對冬季供暖運行,機(jī)組只需進(jìn)行簡單的換熱過程,把熱源溫度降低到用戶所需要的溫度即可,過程簡單,減少了運行費用。三、三個屋頂?shù)募夹g(shù)經(jīng)濟(jì)比較3.1供熱量及制冷量某建筑物需要冬季供暖、夏季制冷,其建筑面積為20000m2,冬季最大熱負(fù)荷1.16MW,夏季最大冷負(fù)荷1.6MW,年供熱量8093GJ/a,年供冷量10370GJ/a,機(jī)組制熱量1.4MW,制冷量1.7MW。3.2方案2:蒸汽型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組方案1:采用燃?xì)庵比夹弯寤囄帐嚼錈崴畽C(jī)組,冬季供熱耗天然氣21.175萬m3/a,機(jī)組耗電量6.67萬kWh/a,管網(wǎng)耗電量1.4萬kWh/a,耗水量0.95萬t/a;夏季供冷耗天然氣22.446萬m3/a,機(jī)組耗電量6.402萬kWh/a,冷卻水泵耗電量5.38萬kWh/a,管網(wǎng)耗電量1.4萬kWh/a,耗水量0.95萬t/a。方案2:采用蒸汽型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組,冬季供熱耗蒸汽量2936.08t/a,機(jī)組耗電量2.5萬kWh/a,管網(wǎng)耗電量1.4萬kWh/a,耗水量0.9萬t/a;夏季供冷耗蒸汽量3762.15t/a,機(jī)組耗電量2.5萬kWh/a,冷卻水泵耗電量5.38萬kWh/a,管網(wǎng)耗電量1.4萬kWh/a,耗水量0.9萬t/a。方案3:采用熱水型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組,冬季供熱耗熱水量14814.2t/a,機(jī)組耗電量2.5萬kWh/a,管網(wǎng)耗電量1.4萬kWh/a,耗水量0.9萬t/a;夏季供冷耗熱水量18982.2t/a,機(jī)組耗電量2.5萬kWh/a,冷卻水泵耗電量5.38萬kWh/a,管網(wǎng)耗電量1.4萬kWh/a,耗水量0.9萬t/a。3.3天然氣價3.3.1地區(qū)參數(shù)用電電價:0.7元/kWh,水價:4元/t,天然氣價:1.4元/m3,蒸汽價:90元/t。3.3.2機(jī)組經(jīng)濟(jì)指標(biāo)根據(jù)上述方案機(jī)組的選擇,配套相應(yīng)的冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)等主要設(shè)備,機(jī)組主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下:3.4方案設(shè)備初投資比較各方案初投資費用如下表所示。從表2可知,以設(shè)備初投資進(jìn)行比較,直燃型機(jī)組供熱制冷方案設(shè)備初投資最大,蒸汽(熱水)型機(jī)組供熱制冷方案設(shè)備初投資相對較少。3.5運行成本分析運行費用包括設(shè)備運行能源消耗費、耗水費、設(shè)備折舊費、維修費等,其中能源消耗費用占比例較大,各方案運行費用統(tǒng)計如表3。從表3可知,以年運行費用進(jìn)行比較,夏季直燃機(jī)組制冷方案的年運行費用最高,冬季熱水型吸收式機(jī)組供熱方案的年運行費用最高。從整個制冷期的單位面積運行成本看,蒸汽型吸收式機(jī)組比直燃機(jī)組制冷方案每平米節(jié)約2.66元。對于整個建筑,蒸汽型吸收式冷熱水機(jī)組方案年運行費用比直燃型吸收式冷熱水機(jī)組方案每年節(jié)約運行費用4.16萬元,比熱水型吸收式冷熱水機(jī)組方案每年節(jié)約運行費用2.16萬元。各方案中固定成本(折舊、其他)在總成本中所占比例較小,分別為23.94%、19.68%、19.28%,且相對穩(wěn)定。可變成本(天然氣、電、水、熱費)在總成本中所占比例較大,分別為76.06%、80.32%、80.71%,且有一定波動。方案1中天然氣、電費各占可變成本的73.1%和16.94%,可見天然氣價格是影響項目經(jīng)濟(jì)性的主要因素。方案2、3中電費、熱費各占可變成本的10.87%、80.65%和12.14%、79.59%,可見熱價是影響項目經(jīng)濟(jì)性的主要因素。四、供熱制冷方式由以上分析可知,采用蒸汽型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組,具有初投資小、運行費用低、安全、環(huán)保的優(yōu)勢,在有集中供熱熱源可利用的區(qū)域,這種供熱制冷方式應(yīng)優(yōu)先考慮采用,在提高夏季熱電廠蒸汽利用率的同時,又不增加夏季城市電網(wǎng)的負(fù)荷,產(chǎn)生較好的社會經(jīng)濟(jì)效益。直燃型溴化鋰吸收式供熱制冷方式,在燃?xì)夤?yīng)充足的地區(qū)可提倡采用,對城市季節(jié)用氣的平衡有積極作用,但其運行成本相對較高。集中供熱制冷還有一些其他的方式,如水(地)