集中供热制冷技术经济比较分析

集中供热制冷技术经济比较分析

一、电、热用户供热、制冷随着供暖空调技术的发展，不同用途的空调系统在各个领域的使用变得越来越普遍。目前广泛应用的集中供热、制冷方式有:(1)燃气直燃型溴化锂吸收式冷热水机组供热、制冷;(2)蒸汽型溴化锂吸收式冷热水机组供热、制冷;(3)热水型溴化锂吸收式冷热水机组供热、制冷。目前北京市的能源供应情况为:电力供应的峰谷矛盾严重,尤其在空调季该矛盾更为突出,给电力生产带来很大困难和浪费;天然气供应虽较以前有很大提高,但仍供不应求;很多集中供热热源厂冬夏季热负荷存在较大峰谷差,夏季蒸汽使用一直处于低负荷状态,给安全、高效的蒸汽输配带来不利影响,且不利于提高能源的利用率和热源厂的经济效益。不同的集中供热、制冷方式有不同的适应性,集中供热、制冷方式选择的是否合理将直接影响能源的利用和环境质量。对于北京地区,哪种才是经济、合理、环保的集中供热、制冷方式?本文结合实例,对直燃型吸收式供热/制冷、蒸汽型吸收式供热/制冷、热水型吸收式供热/制冷三种集中供热、制冷方式进行了技术经济比较,就上述问题试做初步分析。二、直燃型机组的特点直燃型溴化锂吸收式机组的特点:1、燃料分油类(轻油、重油)和气类(煤制气、油制气、液化气、天然气),依靠燃油或燃气直接燃烧发热作为热源,在无余热和废热可利用的地区,无需专门建造锅炉房提供蒸汽或热水作为热源,与电制冷机组相比,简化了设备和系统。2、由于采用燃烧的方式,直燃型机组的辅助设备相对较多,主要有排烟风机、除尘设备、自动消防、防爆系统、送风系统等,因此,设备投资一般高于蒸汽(热水)型机组。3、直燃型机组的能源利用率(COP值)较低,在北方寒冷地区用于采暖往往达不到室内要求的温度标准。蒸汽(热水)型溴化锂吸收式机组的特点:1、采用蒸汽或热水作为热源,完全清洁,尤其是采用城市热网作为热源,不必在锅炉房建设方面额外投资,节省了资金。2、城市热网提供的蒸汽(热水),温度和压力完全满足机组所需的工作参数,热网可全年无间断提供热源,保证了用户的用热、用冷需求。3、对冬季供暖运行,机组只需进行简单的换热过程,把热源温度降低到用户所需要的温度即可,过程简单,减少了运行费用。三、三个屋顶的技术经济比较3.1供热量及制冷量某建筑物需要冬季供暖、夏季制冷,其建筑面积为20000m2,冬季最大热负荷1.16MW,夏季最大冷负荷1.6MW,年供热量8093GJ/a,年供冷量10370GJ/a,机组制热量1.4MW,制冷量1.7MW。3.2方案2:蒸汽型溴化锂吸收式冷热水机组方案1:采用燃气直燃型溴化锂吸收式冷热水机组,冬季供热耗天然气21.175万m3/a,机组耗电量6.67万kWh/a,管网耗电量1.4万kWh/a,耗水量0.95万t/a;夏季供冷耗天然气22.446万m3/a,机组耗电量6.402万kWh/a,冷却水泵耗电量5.38万kWh/a,管网耗电量1.4万kWh/a,耗水量0.95万t/a。方案2:采用蒸汽型溴化锂吸收式冷热水机组,冬季供热耗蒸汽量2936.08t/a,机组耗电量2.5万kWh/a,管网耗电量1.4万kWh/a,耗水量0.9万t/a;夏季供冷耗蒸汽量3762.15t/a,机组耗电量2.5万kWh/a,冷却水泵耗电量5.38万kWh/a,管网耗电量1.4万kWh/a,耗水量0.9万t/a。方案3:采用热水型溴化锂吸收式冷热水机组,冬季供热耗热水量14814.2t/a,机组耗电量2.5万kWh/a,管网耗电量1.4万kWh/a,耗水量0.9万t/a;夏季供冷耗热水量18982.2t/a,机组耗电量2.5万kWh/a,冷却水泵耗电量5.38万kWh/a,管网耗电量1.4万kWh/a,耗水量0.9万t/a。3.3天然气价3.3.1地区参数用电电价:0.7元/kWh,水价:4元/t,天然气价:1.4元/m3,蒸汽价:90元/t。3.3.2机组经济指标根据上述方案机组的选择,配套相应的冷冻水系统和冷却水系统等主要设备,机组主要技术经济指标如下:3.4方案设备初投资比较各方案初投资费用如下表所示。从表2可知,以设备初投资进行比较,直燃型机组供热制冷方案设备初投资最大,蒸汽(热水)型机组供热制冷方案设备初投资相对较少。3.5运行成本分析运行费用包括设备运行能源消耗费、耗水费、设备折旧费、维修费等,其中能源消耗费用占比例较大,各方案运行费用统计如表3。从表3可知,以年运行费用进行比较,夏季直燃机组制冷方案的年运行费用最高,冬季热水型吸收式机组供热方案的年运行费用最高。从整个制冷期的单位面积运行成本看,蒸汽型吸收式机组比直燃机组制冷方案每平米节约2.66元。对于整个建筑,蒸汽型吸收式冷热水机组方案年运行费用比直燃型吸收式冷热水机组方案每年节约运行费用4.16万元,比热水型吸收式冷热水机组方案每年节约运行费用2.16万元。各方案中固定成本(折旧、其他)在总成本中所占比例较小,分别为23.94%、19.68%、19.28%,且相对稳定。可变成本(天然气、电、水、热费)在总成本中所占比例较大,分别为76.06%、80.32%、80.71%,且有一定波动。方案1中天然气、电费各占可变成本的73.1%和16.94%,可见天然气价格是影响项目经济性的主要因素。方案2、3中电费、热费各占可变成本的10.87%、80.65%和12.14%、79.59%,可见热价是影响项目经济性的主要因素。四、供热制冷方式由以上分析可知,采用蒸汽型溴化锂吸收式冷热水机组,具有初投资小、运行费用低、安全、环保的优势,在有集中供热热源可利用的区域,这种供热制冷方式应优先考虑采用,在提高夏季热电厂蒸汽利用率的同时,又不增加夏季城市电网的负荷,产生较好的社会经济效益。直燃型溴化锂吸收式供热制冷方式,在燃气供应充足的地区可提倡采用,对城市季节用气的平衡有积极作用,但其运行成本相对较高。集中供热制冷还有一些其他的方式,如水(地)