溴化鋰蒸汽制冷在寶鋼應用的可行性研究

　　制冷網：摘要： 針對寶鋼低壓蒸汽系統夏季余熱蒸汽大量放散的問題，對增加夏季蒸汽負荷進行了可行性方案的研究。通過比較采用澳化鋰蒸汽制冷取代電制冷的相關熱力參數，可發現發展澳化鋰蒸汽制冷實現熱電冷三聯產，不僅可以提高寶鋼熱電系統的熱經濟性，也可以降低寶鋼夏季蒸汽放散量和電網的峰谷差，從而達到節電、節能 減少環境污染的目的。

　　由于經濟的迅速發展，能源的消耗量大增。隨著石油、天然氣等優質能源的逐步枯竭，而且新能源的開發利用還沒有重大突破，目前世界正處在被稱為“青黃不接”的能源低谷時期。鋼鐵工業是工業部門中的能源消耗大戶，因此推進節能技術的應用和創新成為鋼鐵企業降低生產成本的重要途徑。熱電冷三聯供是在熱電聯產的基礎上發展起來的，此系統在生產電能、熱能的同時，熱電聯產裝置產生的低位熱能，可以作為吸收式制冷機的驅動熱源，生產冷媒水，向用戶供冷，這一系統充分體現了能源的梯級利用[1]。本文以寶鋼低壓熱力系統為例，探討在大型鋼鐵企業推廣采用溴化鋰蒸汽制冷的意義。

　　1 寶鋼熱力系統現狀和存在問題

　　1.1 寶鋼熱力系統現狀

　　寶鋼股份低壓蒸汽系統有統一的管網和互換性很強的汽源，其蒸汽供需網絡龐大，蒸汽汽源和用戶遍及廠區20多km的范圍。寶鋼低壓蒸汽系統主要為生產和生活提供蒸汽，根據壓力等級分為中壓蒸汽和低壓蒸汽兩個系統：中壓蒸汽系統運行壓力4.1MPa，溫度260℃;低壓蒸汽系統運行壓力1.6MPa，溫度260℃。低壓蒸汽汽源種類和產汽能力詳見表1。

　　2 目前存在問題及解決措施

　　2.1 蒸汽放散嚴重

　　產生原因：① 余熱蒸汽發生不穩定;② 設備檢修或機器故障時放散較大，干熄焦汽輪發電機組每年4月定修，一般平均每天總的低壓蒸汽放散量約200t。

　　2.2 冬夏季低壓蒸汽峰谷差大

　　產生原因：冬季供工業生產用熱，民用采暖和生活用熱;夏季只供工業生產用熱;近3年平均每年的z*大峰谷差約為

　　，約為蒸汽全年平均負荷的45%。造成影響：夏季負荷低，使得

　　熱電機組和低壓鍋爐負荷低，造成設備閑置和鍋爐效率低。

　　2.3 解決措施

　　解決冬季夏季的負荷差，增加夏季蒸汽負荷有兩種辦法：① 上低壓凝汽發電機組：上低壓凝汽發電機組不但投資高，而且有半年的時間設備閑置，投資回報率低;② 發展蒸汽制冷：推廣使用溴化鋰蒸汽制冷不但可以有效提高夏季的低壓蒸汽負荷，還可以減少規劃期后的電力缺口，降低外購電成本。

　　3 溴化鋰蒸汽制冷節能分析

　　目前，國內外對熱電冷三聯供的經濟、環保、節電等優勢的認識是一致的。但對于其是否節能，由于評價標準和評價對象不一樣，得出不同的結論。有部分研究文獻，采用的是基于熱力學第一定律的熱量法。這種方法計算時雖然簡單、方便，但是沒有揭示系統能量轉換的實質。由于在熱電冷聯產系統中，一次能源燃料產生的是電、熱、冷三種不同質的能，三種能的品質不一樣，它們的做功能力也不一樣。因此，對不同質的能進行評價比較，必須把它們換成同一種質的能，本文采用當量熱力系統這一指標，較好地反映了是否節能的本質[2~4]。

　　本文主要根據寶鋼低壓蒸汽系統供汽設備的實際情況，對采用大型離心式電制冷機和掛壁式空調與溴化鋰蒸汽制冷機組的節能指標進行比較分析。

　　3.1 機組選型

　　本文比較以可以制冷5500m2面積，制冷量為l250kW左右的電制冷機和溴化鋰蒸汽制冷機為對象，全面地分析其節能效果和運行經濟性，具體設備參數見表2。

　　3.2 溴化鋰蒸汽制冷與電制冷節能效果比較

　　3.2.1 制冷系數或熱力系數

　　制冷系數是電制冷機的評價指標，熱力系數是溴化鋰蒸汽制冷機的評價指標。這是對于制冷機來說z*常用的評價手段。

　　不同機組的COP比較見表3，表明電制冷機的制冷系數遠高于溴化鋰蒸汽制冷機的熱力系數，離心式電制冷機約為后者的3.9倍，而掛壁式電空調約為后者的2倍，因而就得出了溴化鋰機組節電不節能的結論。

　　顯然這種比較方法是不恰當的，因為前者消耗的是高品質的電能，后者消耗的是低品質的熱能，能源品質不同其所能產生的價值不同，不能簡單以制冷機組設備熱效率進行比較。

　　3.2.2 制冷系統的當量熱力系數

　　(2)溴化鋰制冷機的當量熱力系數對應不同的蒸汽來源，當量熱力系數計算方法是不一樣的，具體如下：

　　(a)鍋爐直接產汽

　　當量熱力系數為

　　因寶鋼熱力系統大都采用中壓產汽設備，電制冷機所需的電由中壓電廠提供進行比較較為合理。根據寶鋼低壓管網的實際情況，抽汽和背壓壓力在15MPa左右，如果采用溴化鋰蒸汽制冷，需要通過減溫減壓降到機組規定的蒸汽壓力和溫度。一般溴化鋰機組運行蒸汽為壓力0.8MPa、0.6MPa或0.4MPa的飽和蒸汽。如果抽汽和背壓壓力控制在溴化鋰蒸汽制冷機進口蒸汽壓力，相比離心式電制冷機可節能30%左右甚至更高。

　　4 溴化鋰蒸汽制冷經濟性分析

　　5 結論

　　寶鋼推廣溴化鋰蒸汽制冷具有以下三大優勢：

　　(1)可大量減少電空調所消耗的電量，緩解寶鋼在2006年規劃期后夏季電力缺口，減少外購電量1600萬kWh～2700萬kWh，有效緩解上海電力緊張局面;

　　(3)可減少原先由于檢修和故障造成的蒸汽放散，減少能源損失。

　　在熱電聯產的基礎上，寶鋼已具備熱能梯級利用的條件，應積極鼓勵應用溴化鋰蒸汽制冷，形成熱電冷三聯供的綜合用能系統，改善總能利用系統，提高能源利用率。可見，在寶鋼推廣溴化鋰蒸汽制冷具有一定的節能和經濟效益。

　　參考文獻：

　　[1] 余敏，湯妙琴，盧玫，等.熱電冷三聯供制冷系統能耗的經濟性分析[c].中國工程熱物理學會2002年學術會議，2002，326-330.

　　[2] 鐘史明.熱電冷三聯產節能效益討論[J].福建能源開發與節約，2003，25(4)：9-11.

　　[3] 嚴德隆，張維君.空調制冷及熱電冷聯產系統的能耗分析[J].暖通空調，1998，28(6)：18—22.

　　[4] 張洪偉，黃素逸，龍妍，等.有關溴化鋰吸收式制冷系統的經濟性分析及其在分布式能源系統中的應用[J].制冷與空調，2004，17(4)：59—63.