999-大型制药厂热电冷三联供工程设计研究
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2004 届毕业论文1第一章 绪论热电冷联产系统在大幅度提高能源利用率及降低碳和污染空气的排放物方面具有很大的潜力。有关专家做了这样的估算,如果从 2000 年起每年有 4的现有建筑的供电、供暖和供冷采用热电冷联产,从 2005 年起 25的新建建筑及从 2010 年起 50的新建建筑均采用热电冷联产的话,到 2020 年的二氧化碳的排放量将减少 19。如果将现有建筑实施热电冷联产的比例从 4提高到 8,到 2020 年二氧化碳的排放量将减少 30。热电冷联供系统与远程送电比较,可以大大提高能源利用效率。大型发电厂的发电效率为 35-55,扣除厂用电和线损率。终端的利用效率只能达到 30-47,而热电冷联产的效率可达到 90,没有输电损耗。热电冷联产系统与大型热电联产比较,大型热电联产系统的效率也没有热电冷联产高,而且大型热电联产还有输电线路和供热管网的损失。显然热电冷联产可以减少输配电系统和供热管网的投资,无论从减少投资成本和减轻污染来讲都是十分有利的。(1)经济效益:热、电、冷三联供解决了热电厂冬夏季热负荷不均造成的热经济性低的问题,降低了发电煤耗率,提高了经济效益。(2)环保效益:以溴化锂吸收式制冷机取代压缩式制冷机,避免了 CFC 类氟利昂制冷剂的大量使用和排泄,起到环保的作用。(3)节电:溴化锂吸收式制冷机较压缩式有明显的节电效益,可以大大缓解夏季用电紧张的问题。(4)投资少:溴化锂吸收式制冷机的基建投资仅为压缩式制冷机的 50%-60%左右,年运行费用也较压缩式少。热电冷三联产技术是一种能源综合利用技术不仅可以节约能源,还可以减轻对环境的污染,因而在全世界范围内得到了发展。日本和歌山马里拿弟区开发了以海南发电厂抽汽作为蒸汽吸收式制冷机热源的三联产系统,建立了热源分厂和冷暖站,向用户集中供热、供冷和供生活热水。意大利的拉波利综合医院采用从中央热源厂生产的 180高温水、冷水和蒸汽三种热媒的方式进行集中三联供。我国的热电冷三联产系统是最近几年才发展起来的。山东省淄博市率先利用张店热电厂的低压蒸汽的热源,实现了热电冷三联产。哈尔滨制药厂采用蒸汽两效溴化锂吸收式制冷机制取低温水;在冬季采暖期间,以大自然空气为冷源,采用玻璃钢冷却塔制取低温水。随后,济南、南京、上海等城市也相继设置了热电冷三联产系统。 2004 届毕业论文2第二章 工程概述该工程为某药厂生产车间,地点位于四川省成都市。其中空调面积为 4200m2,包括制粒间、干燥间、称量间、粉粹过筛间、总混间、压片间、胶囊充填间、洁净走廊、人流缓冲间、男二更、女二更、IPC 室、器具清洗间、器具存放间、洁具洗存间、中间品暂存间、不合格品暂存间、原材量暂存间、待包装品暂存间、内包材暂存间、物流缓冲间、袋装内包间、瓶装内包装间等,其中空调面积为 4200m2,空调面积占总面积 70%以上。101 洁净走廊102 人流缓冲间103 男二更104 女二更105 物流缓冲间106 干燥间107 粉粹过筛间108 称量间109 制粒间110 总混间111 压片间112 胶囊充填间113 袋装内包间114 瓶装内包装间115 中间品暂存间116 不合格品暂存间117 洁具洗存间118 器具清洗间119 待包装品暂存间120 IPC 室121 内包材暂存间122 原材量暂存间2004 届毕业论文3第三章 设计参数第一节 室外设计参数由参考文献查得四川省成都市的气象资料为:夏季大气压 947.70hPa 冬季季大气压 963.2夏季室外日平均温度 28.00 冬季采暖计算温度 2夏季室外干球温度 31.60 空调计算温度 1夏季室外湿球温度 26.70 室外计算相对湿度 80夏季室外平均风速 1.10m/s 冬季室外平均风速 1.8第二节 室内设计参数室内设计参数为:夏季:t=240.1冬季:t=200.1空调室内相对湿度:=5510%洁净级别为 30 万级2004 届毕业论文4第四章 负荷计算第一节 冷负荷计算一、围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法1.外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷LQn(q)=FK(tl,n-tn) W式中 LQn(q)-外墙和屋顶传热形成的逐时冷负荷 (W);K-外墙壁或屋顶的传热系数W/m.C;F-外墙或屋顶的面积(m);tl,n -外墙可屋顶的逐时冷负荷计算温度(C),根据建筑物的地理位置、朝向和构造、外表面颜色和粗糙程度以及空气调节房间的蓄热特性;tn -夏季空气调节室内计算温度(C ) 。表 1 101 房间南外墙冷负荷时间 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00tl,n 31.8 30.9 30.2 29.5 29.1 29.0 29.2 30.0 31.0 32.3 33.8 35.3 36.4tl,n-tn 7.8 6.9 6.2 5.5 5.1 5.0 5.2 6.0 7.0 8.3 9.8 11.3 12.4K 1.97F 10.20LQn(q) 156 139 124 112 103 101 105 120 141 167 197 227 250表 2 101 房间屋面冷负荷时间 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00tl,n 34.9 33.5 32.4 32.0 32.3 33.3 35.3 37.7 40.4 43.4 46.2 48.5 50.2tl,n-tn 10.9 9.5 8.4 8.0 8.3 9.3 11.3 13.7 16.4 19.4 22.2 24.5 26.2K 0.97F 73.68LQn(q) 784 678 602 572 595 671 807 981 1178 1390 1587 1754 18752.外窗温差传热形成的逐时冷负荷,宜按下式计算;LQ=KF( tl- tn )式中 LQ-外窗温差传热形成的逐时冷负荷(W);tl-外窗的逐时冷负荷计算温度(),根据建筑物的地理位置和空气调节房间的蓄热特性,可按本规范第 2.2.10 条确定的 T 值,通过计算确定 ;K-玻璃窗的传热系数 W/m.C;F-窗口的面积(m);tn-夏季空气调节室内计算温度(C ).表 3 101 房间外窗温差传热形成的逐时冷负荷时间 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00tl,n 25.0 25.9 26.9 28.0 28.9 29.8 30.5 30.9 31.2 31.2 31.0 30.6 29.8K 6.42004 届毕业论文5F 3.0LQn(q) 19 36 56 77 94 111 125 132 138 138 134 127 111二、透过玻璃窗的日射得热形成冷负荷的计算方法直射冷负荷 LQ = F Cz Dj,max CLQ其中 :F - 窗玻璃的直射面积,m 2Cz - 窗玻璃的综合遮挡系数, 无因次Dj,max - 日射得热因数的最大值, W/m2CLQ - 冷负荷系数,无因次所用玻璃为 6mm 厚单层吸热玻璃,由参考文献附录 2-5 表 4 查得单层钢窗有效面积吸收 Ca=0.85,故窗之有效面积 F=30.85=2.55由参考文献附录 2-5 表 2 查得遮挡系数 CS=0.83, 参考文献附录 2-5 表 3 查得遮阳系数 Cn=0.6,于是综合遮挡系数 Cz=0.830.6=0.498再参考文献附录 2-5 表 1 查得成都南向日射得热因数的最大值 173.00W/,由参考文献附录 2-5 表 6 查得无内遮阳的窗玻璃冷负荷系数逐时值 CLQ。表 4 101 房间透过玻璃窗的日射得热形成冷负荷时间 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00CLQ 0.18 0.26 0.40 0.58 0.72 0.84 0.80 0.62 0.45 0.32 0.24 0.16 0.10F 2.55Cz 0.5Dj,max 173LQ 40 57 88 127 158 185 176 136 99 70 53 35 22三、内围护结构冷负荷: 冷负荷 LQ= F K Tls其中 Tls - 邻室温差表 5 101 房间内围护结构冷负荷时间 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00计算温度 26.0 26.0 26.0 26.0 26.0 26.0 26.0 26.0 26.0 26.0 26.0 26.0 26.0 计算温差 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 传热系数 1.30面积 31.20冷负荷 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 四、设备散热形成的冷负荷LQ=QCLQ W其中 Q-设备和用具的实际显热散热量,W ;CLQ-设备和用具显热散热冷负荷系数,LQ=10001=1000 W五、人体散热形成的冷负荷2004 届毕业论文6人体显热散热引起的冷负荷计算式为:LQS=qsnnCLQ W其中 qs-不同室温和劳动性质成年男子显热散热量,W;n-室内全部人数n-群集系数CLQ-人体显热散热冷负荷系数,由参考文献表 2-5 查得成年男子散热散湿量为:显热 70W/人,潜热 112W/人,由于该厂是三班倒,所以 CLQ=1,查参考文献表 2-4 得 n=0.9,n=2 ,由上公式计算得:LQS=qsnnCLQ=7020.91=126W人体潜热散热引起的冷负荷计算式为:LQL=qLn n其中 qL-不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量,W;n-室内全部人数n-群集系数由上公式计算人体潜热散热引起的冷负荷为LQL=qLn n=11220.9=201W将上面数据汇总得:表 6时间 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00外墙冷负荷 157 140 125 112 103 101 106 121 142 167 197 227 250 屋面冷负荷 785 679 603 573 595 671 807 982 1179 1391 1588 1754 1876 日射冷负荷 40 57 88 127 158 185 176 136 99 70 53 35 22 传热冷负荷 19 36 56 77 94 111 125 132 138 138 134 127 111 冷负荷 81 81 81 81 81 81 81 81 81 81 81 81 81 人体显热负荷 126 126 126 126 126 126 126 126 126 126 126 126 126 人体潜热负荷 202 202 202 202 202 202 202 202 202 202 202 202 202 灯光冷负荷 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 冷负荷小计 2409 2321 2280 2298 2360 2477 2622 2780 2966 3175 3381 3552 3668 按上述计算方法计算其他各房间冷负荷分别为:表 7 各房间逐时冷负荷计算表t 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00101 2409 2321 2280 2298 2360 2477 2622 2780 2966 3175 3381 3552 3668 102 570 560 553 551 553 560 572 588 606 626 644 659 670 103 365 358 352 350 352 357 366 379 392 407 421 432 440 2004 届毕业论文7104 342 334 329 327 328 334 343 355 369 383 397 409 417 105 544 536 530 528 530 536 546 559 574 590 605 618 627 106 2303 2261 2230 2218 2227 2258 2313 2383 2462 2548 2627 2694 2743 107 2069 2044 2026 2019 2025 2042 2074 2114 2160 2209 2255 2294 2322 108 1044 1024 1009 1004 1008 1022 1048 1081 1119 1159 1196 1228 1251 109 1551 1517 1492 1483 1490 1514 1558 1614 1677 1746 1809 1863 1902 110 1472 1447 1429 1422 1428 1445 1478 1519 1565 1615 1662 1701 1730 111 1549 1522 1503 1495 1501 1520 1555 1599 1650 1704 1754 1797 1828 112 317 310 305 303 305 310 319 331 344 359 372 384 392 113 1481 1457 1440 1434 1439 1456 1486 1525 1570 1617 1661 1699 1726 114 3117 3085 3134 3257 3405 3608 3752 3845 3962 4102 4260 4379 4441 115 689 667 651 645 650 665 693 729 769 813 853 888 913 116 520 532 563 610 654 702 723 719 722 734 754 768 770 117 516 528 557 606 654 693 758 769 737 748 764 772 768 118 544 533 526 523 525 533 547 565 585 607 627 644 656 119 583 569 558 554 557 568 586 609 636 664 691 713 729 120 517 510 505 503 505 510 519 531 544 559 572 584 592 121 879 879 901 943 983 1035 1063 1072 1092 1123 1164 1196 1212 122 633 619 608 604 607 618 636 659 686 714 741 763 779 合计 24015 23613 23484 23675 24084 24760 25556 26325 27189 28201 29210 30035 30575 最大冷负荷出现在: 19:00 点钟; 最大冷负荷为: 30574.76 W六、人体湿负荷 r = 1/1000n 式中: r人体湿负荷,kg/h;n 空调房间内人员总数;群集系数,见表 2-46;各成年男子的散热量(g/h) ,见表 2-47。101 房间的湿负荷 r=0.0010.91672=0.3kg/h按照上述计算方法计算其他各房间湿负荷为表 8 各房间湿负荷计算表房间编号湿负荷(kg/h) 房间编号湿负荷(kg/h)101 0.3 113 0.6102 0.15 114 2.09103 0.15 115 0.3104 0.15 116 0.15105 0.15 117 0.32106 0.6 118 0.37107 0.6 119 0.3108 0.6 120 0.152004 届毕业论文8109 0.6 121 0.3110 0.6 122 0.3111 0.6 合计 8.35112 0.35第二节 热负荷计算一、.通过围护物的温差传热量作用下的基本耗热量:Qj = K F (tn - tw) a式中:Q j - 通过供暖房间某一面围护物的温差传热量(或称为基本耗热量), W;K - 该面围护物的传热系数, W/(m 2.);F - 该面围护物的散热面积, m 2;tn - 室内空气计算温度 , ;tw - 室外供暖计算温度, ;a - 温差修正系数.以 101 房间为例:屋面的耗热量 Qj=76.380.97181=1333.59 W南外墙的耗热量 Qj=10.201.97181=361.69 W南外窗的耗热量 Qj=36.4181=345.60 W内墙的耗热量 Qj=30.81.3180.70=504.5 W内门的耗热量 Qj=3.64.65181.0=301.32 W二、附加耗热量:Ql = Qj (1 + xch+xf) ( 1 + xg)式中:x ch朝向修正率,%;xf风力附加率,%;xg高度附加率,%;屋面的耗热量 Ql =1333.59(1+0+0)(1+0.02)=1360.27 W南外墙的耗热量 Ql =361.69(1-0.25+0 )( 1+0.02)=276.69 W南外窗的耗热量 Ql =345.60(1-0.25+0 )( 1+0.02)=264.38 W内墙的耗热量 Ql =504.51(1+0+0)(1+0.02)=514.59 W内门的耗热量 Ql =301.32(1+0+0)(1+0.02)307.35 W三、通过门窗缝隙的冷风渗透耗热量 Qs(W) :Qs = 0.28 Cp V w (tn - tw)式中:C p - 干空气的定压质量比热容, C p = 1.0 Kj / (Kg )V - 渗透空气的体积流量, m3 / h w- 室外温度下的空气密度 Kg / m3tn - 室内空气计算温度 , ;tw - 室外供暖计算温度, ;V 的确定:2004 届毕业论文9V =L l n式中:l- 外门窗缝隙长度, mL - 每米门窗缝隙的基准渗风量, m3 / h.m,查参考文献可知 L=1.1 m3 / h.mn渗透空气量的朝向修正系数。所以 V=121.1(1-0.25)=9.9 WQs=0.2811.19(20-2)=59.38 W四、总耗热量Q=QQ=1360.27+276.69+264.38+514.59+307.35+59.38=2782.66 W其他各房间的耗热量按上述方法计算如下表表 9 各房间耗热表房间号 耗热量 房间号 耗热量101 2782.66 112 89.76102 340.75 113 615.18103 536.71 114 3282.18104 386.34 115 269.28105 378.53 116 609.85106 1377.01 117 665.22107 505.31 118 188.1108 503.29 119 175.95109 699.43 120 89.76110 513.71 121 774.63111 936.46 122 175.95总耗热量 15839.75W2004 届毕业论文10第五章 空调方案的选择及空气处理过程的确定第一节 空调房间送风量和送风状态参数的确定以 101 房间为例,1.求热湿比 3.64200/QW2.在 i-d 图上确定室内空气状态点 N,通过该点画出 =43200 的过程线。取送风温差为t N =4,则送风温度为 tO=24-20=20,从而得出iN=50.26kJ/kg,dN=10.22g/kgiO=45.89 kJ/kg,do=10.12g/kg图 1 室内送风状态变化过程3.计算送风量按消除余热kg/s3.60.8250249NoQGi按消除余湿2004 届毕业论文11kg/s0.3/6.8212NoWGd按消除余热和余湿所求通风量相同,说明计算无误。其他房间计算风量依照上述公式计算如下表:表 10 各房间送风量房间号 冷量(kW) 湿负荷(kg/h) 热湿比 焓 含湿量 送风量(m/h)101 3.6 0.3 43200 45.19 10.12 2471102 0.7 0.15 16800 45.41 9.93 422103 0.5 0.15 12000 45.04 9.79 301104 0.5 0.15 12000 45.04 9.79 301105 0.7 0.15 16800 45.41 9.93 422106 2.8 0.6 16800 45.41 9.93 1748107 2.4 0.6 14400 45.26 9.88 1447108 1.3 0.6 7800 44.62 9.49 633109 1.9 0.6 11400 44.96 9.76 1085110 1.8 0.6 10800 44.88 9.72 955111 1.9 0.6 11400 44.96 9.76 1085112 0.4 0.15 9600 44.66 9.64 211113 1.8 0.6 10800 44.88 9.72 995114 4.3 0.9 17200 45.43 9.94 2684115 1 0.3 12000 45.04 9.79 573116 0.7 0.15 16800 45.41 9.93 422117 0.7 0.32 7875 44.19 9.45 361118 0.7 0.37 6810 43.7 9.26 331119 0.8 0.3 9600 44.66 9.64 422120 0.6 0.15 14400 45.26 9.88 362121 1.2 0.3 14400 45.26 9.88 723122 0.8 0.3 9600 44.6 9.64 4222004 届毕业论文12第二节 空调方案的选择本系统采用一次回风处理,相对于二次回风系统,一次回风系统没有二次回风系统复杂,且满足系统新风、除尘的要求。一、一次回风夏季处理过程1.计算热湿比 31.4298/60QW2.确定送风状态点:在 i-d 图上根据 tN=24及 N=55,确定 N 点 iN=50.26kJ/kg,dN=10.22g/kg,过 N点做 =13429 线,根据空调精度取t N =4, 可得送风状态点 O, tO=20,i O=45.18 kJ/kg,do=9.84g/kg图 2 一次回风系统示意图及夏季空调过程3.计算风量/s(18432m 3/h)31.6.25048NoQGi新风量 GW=Gm=6.1215=0.918/s(2764.8m 3/h)一次回风量 Gh=G-GW=5.208/s(15667.2m 3/h)2004 届毕业论文134.确定新、回风状态点又 CNWim由成都市气象资料可知 tW=31.6及 tSW=26.7,查焓湿图可知 iW=83.64 kJ/kg可知 50.261834Ci所以 iC=55.26kJ/kg在 i-d 图上 iC 线与 线交点即为 C 点。N5.求系统所需的冷量在 i-d 图上作等 d 线与 =95%曲线相交,交点为机器露点 L.tL=15.5,i L=40.52kJ/kg如果采用喷水室处理空气,则喷水室冷量为QO=G(iC-iL)=6.12(55.26-40.52)=90.21kw6.求系统所需的再热量Q= G(iO-iL)=6.12(45.18-40.52)=28.52 kw二、一次回风冬、夏季处理过程1.计算热湿比 15.864234/0QW2.确定送风状态点取送风量 G=G=6.12kg/s由 tN=20, N=55%可知 iN=40.48kJ/kg,dN=7.99g/kg15.840.43.07/62o kJg由 Noid计算得 do=7.61g/kg根据 io=1.01to+(2500+1.84to)do计算得 to=23.53.检查是否需要预热在 i-d 图上过 O点做等 d 线与 =95%曲线相交,交点为机器露点 LtL=10.32,i L=30.03kJ/kgkJ/kg1 40.83. 25.19%1NLWiim由冬季室外参数 tW=1, W=80%可知 iW=9.12kJ/kgiW1300聚苯乙烯 40-45 45-50 55-60 60-65 70保温层厚度(mm) 玻璃棉 35 40 45 50 50冷凝水管道的保温层厚度取 25mm。具体的保温材料选取及保温层厚度的计算可参考供暖通风设计手册 。2.保温层结构管道和设备的保温结构一般由保温层和保护层组成。对于埋在地沟里的管道和输送低温水的管道还需加防潮层。保温层外表面须进行捆扎,一般用镀锌铁丝网,不可采用螺旋形连续捆扎方式。保护层一般有 4 种:铝箔牛皮纸用于室内低温管道。玻璃纤维布外刷油漆可作为室内管道的保护层。室外架空管道一般采用油毡玻璃纤维布保护层。室外管道也可用油毡、铁丝网沥青胶泥作保护层,次种结构强度高、寿命长,但投资大。二、防腐在溴化锂吸收式机组空调系统中,为了减少制冷管道和设备的腐蚀,增加保护层的耐久性,须对管道和设备的外表面、对保温结构的外表面作防腐处理。2004 届毕业论文291.管道与设备的防腐地上热力管道与设备在保温施工前,都须涂刷一层耐热防锈漆。对不保温的管道应先涂一层红丹防锈漆,再涂两层醇酸磁漆,或涂以两层沥青。2.保护层的防腐一般情况下室内外管道保护层刷醇酸树脂磁漆两遍,地沟管道刷冷底子油两遍。3.管道附件的防腐管道支吊架、阀门等附件的表面涂一层红丹防锈漆,再涂一层调和漆。4.地管道的防腐埋地管道外表面涂刷沥青防腐绝缘层。三、隔振在整个空调系统中,设备产生的振动,除了以躁声形式通过空气传播到空调房间外,还可能通过建筑物的结构和基础进行传播。因此在系统中须对溴化锂吸收式机组、水泵、空调装置进行减振与隔振处理。溴化锂吸收式机组运行平稳,设计基础时只要考虑其静载荷就行,在基础之上铺设橡胶隔振垫即能起隔振效果。水泵的进出口管道上,紧挨进出口处安装可饶曲的橡胶软接头,这种软接头通常专门用于风机盘管的减振。在设计和选用减振器时应根据以下几个原则:1.当设备转速 n1500r/min 时,宜用橡胶、软木等弹性材料垫块或橡胶减振器;设备转速 n1500r/min 时,宜用弹簧减振器。2.减振器承受的载荷应大于允许工作载荷的 5%10%;但不应超过允许工作载荷。3.选择橡胶减振器时,应考虑环境温度对减振器压缩变形量的影响,计算压缩变形量宜按制造厂提供的极限压缩量的 1/31/2 考虑。4.当设备的共振振幅较大时,弹簧减振器宜与阻尼比大的材料联合使用。5.当设备的质心比较高时,宜加大减振器台座得知两极尺寸,使体系质心下降,确保机器运转平稳。6.支承点数目不应少于 4 个,机器较重或尺寸较大时,可用 6-8 个。2004 届毕业论文30第十一章 能效分析一、效益分析1.节能效益热、电、冷三联供系统具有明显的节能效果,下面利用实例作定性定量分析说明。吸收式制冷机的一次能源利用率:PER 1=COP h其中 h 为系统的供热效率。压缩式制冷机的一次能源利用率 PER2= ex每冷吨制冷量的耗煤量:(kg/RT)304bPER7或(kg/kWh)86=式中压缩式制冷机组的制冷系数RT冷吨 ex供变电效率 , ex=0.286(1)溴化锂吸收式制冷机组的能耗分析以双效溴化锂吸收式制冷机为例来求其一次能源利用系统 PER1 及标准煤耗率 b1。双效溴化锂机组 COP=1.30,Qh=9740(kJ/RT)分散锅炉房:一次能源利用系数:PER=COPb=1.30.55=0.715 b分散锅炉房的锅炉效率, b 取 0.55每冷吨标准煤耗:(kg/RT 标准煤)30243024b=.6PER7.157集中锅炉房:一次能源利用系数:PER=COPb=1.30.75=0.975 b集中锅炉房的锅炉效率, b 取 0.75每冷吨标准煤耗:(kg/RT 标准煤)30243024b=.3PER7.957热电站:2004 届毕业论文31热电站的供热效率定义为供热量 Qgr 与供热所耗用的能源量 Qhn 之比,即 grhnQgr=Dh2式中D抽汽量,kg/hh2抽汽的焓值(kJ/kg) ohnbjdDWqA式中h o汽轮机组新蒸汽的焓,kJ/kgW抽汽量 D 蒸汽在被抽出之前所生产出的电量,kWq发电的平均煤耗率,q 取 430(g/kWh)(标准煤)W=(ho-h2)jd式中 jd汽轮机发电机的机电效率 , jd=95%对于新蒸汽压力为 9.0MPa,温度为 535的高压抽汽式汽轮机组 ,新蒸汽焓为:ho=3475kJ/kg,当抽汽压力 P2=0.6MPa 时,抽汽焓 h2=2975kJ/kg(按汽轮机相对内效率=85%)将上述数据代入以上各式中,可得提供热效率之值: 21.307()/6hojdjgdq式中 gd热电站的管道效率,取 gd 取 0.98则PER=COP.h=1.31.307=1.70(kg/RT 标准煤)3024b=.51.7同样,可以算出单效机组的一次能源利用率及标准煤耗率,结果下表所示。一次能源利率 PER/标准煤耗率(kg/RT)类型 性能系数COP耗热量kJ/RT 分散锅炉房 集中锅炉房 热电站单效 0.68 18620 0.374/1.115 0.51/0.847 0.888/0.491双效 1.3 9740 0.715/0.604 0.975/0.443 1.70/0.254由上表中的计算结果可以看出,将溴化锂吸收式制冷机引入热电联产后,由于热电站的供热效率 h=130%,比集中锅炉房 h=75%要高得多 ,因而利用热电厂抽汽来制冷的溴化锂吸收式制冷机的一次能源利用率高,每冷吨制冷量的标准煤耗率少。可见热、电、冷联供的煤耗量小,而能源利用系数高,具有明显的节能效果。(2)压缩式制冷机相比其节能效益取双效溴化锂吸收式制冷机组的性能系数 COP=1.3,压缩式制冷机制冷系数 =3.88,系由 FLZ-100 离心式压缩机数据求得,其制冷量为 1150kW 时,耗功为 300kW。吸收式的一次能源利用率:PER 1=COP h=1.31.306=1.70每 kWh 制冷量标准煤耗率:2004 届毕业论文32(kg/kWh)1860.723.b压缩式制冷机的一次能源利用率:PER2= ex=3.880.286=1.11每 kWh 制冷量的标准煤耗率:(kg/kWh)2860.171.b对于制冷量为 1150kW 的机组 ,以每年运行 1200h 计,则节能为:B=(b2-b1) 11501200=53(t/y)由上分析可见,以热电厂抽汽为热源的双效吸收式制冷机组比电空调机组要节能,若以1150kW 的冷量计算 ,每年可节煤 53t。(3)溴化锂吸收式制冷机冬季作热泵运行的节能效益在热、电、冷“三联供”系统中,夏天用于制冷的溴化锂吸收式制冷机,在冬季可作热泵运行,即以热电厂的热化抽汽为热源可回收汽轮机凝汽器的废热或其他低温工艺为废热(蒸发器加热 ),在冷凝器回路中得到供暖所需的 65的热水或其他工艺用热水。该系统的一次能源利用率:PER2=COPh b rw gd=1.27式中 b热电站锅炉效率, b 取 0.90 rw热电站热网效率 gd热电站的管道效率, gd 取 0.98从理论分析可知,热泵的性能系数 COPh=COP+1,若制冷机的性能系数为 1.3,似乎作热泵运行时 COPh 应为 2.3。而实际上热泵的性能系数比上述理论数据(2.3)要低一些。根据无锡市第四织布厂将双效吸收式制冷机在冬季改作热泵运行时,COP h 在 1.5 左右,这意味着供热量中有三分之一是来自废热。所以在本例计算中 COPh 取 1.5。可见该系统的供热效率为集中锅炉房( h=0.75)的 1.7 倍,是分散锅炉房( h=0.55)的 2.3倍。综上所述,引入溴化锂吸收式制冷机的热、电、冷联产系统具有明显的节能效果,可大幅度地提高能源利用率。2.节电效益采用溴化锂吸收式制冷机的突出好处是节电。与压缩式相比,每 1150kW 制冷量,吸收式制冷机可节电 300kW 左右。因而装 1 台溴化锂吸收式制冷机组,相当于建造 1 台小型发电站。而发电站的投资要大得多,以每 kW 设备投资 7000 元计,300kW 电站投资需 210 万元,而且电站的建设周期比制冷机安装时间要长得多,若将所节约的电能应用于生产,则所创造出的价值就更可观了。3.增电效益由于在热、电、冷联产系统中,吸收式制冷机是以热电厂的供汽为热源,故可增加电能的生产。这是因为热电厂的发电量与供热量有关。一般来说,供热量大则发电就多。夏季由于热负荷减少,热电厂常因供热量少而发电量降低,溴化锂吸收式制冷机夏季使用需消耗蒸汽,相当于增加了热电厂的热负荷,故使发电量增加。以 Qo=11500kW 冷量的吸收式制冷机组为例 ,其耗汽量为抽汽压力为 0.6MPa 的蒸汽2004 届毕业论文331550kg/h。如前所述,对于其新蒸汽初焓 ho=3475kJ/kg 的高压机组,0.6MPa 的抽汽焓值h2=2975kJ/kg,则每小时多发电:W=D(h o-h2) jd=204kW。以年运行 1200h,则多发电:2041200=2.4510 5(kWh)。从以上分析可知,用溴化锂吸收式制冷机做集中空调制冷设备时,以冷量为 1150kW 的机组为例,每年可节煤 53t,节电 36 万 kWh,增加发电 24.5 万 kWh。可见,推广利用溴化锂吸收式制冷机的热、电、冷三联供系统可大大缓解夏季用电紧张局面。4.环保效益压缩式制冷机常用 CFC 类氟里昂工质 F-12、F-11 等,由于其对大气臭氧层的破坏,已属淘汰范围。而以热电厂的蒸汽为热源的溴化锂吸收式制冷机,由于热电厂的锅炉效率较高,可以减少锅炉烟气对大气的污染,与压缩式制冷机和分散锅炉房式供冷方式相比,具有明显的环境保护作用。二、结论1.热、电、冷三联供系统解决了热电厂冬、夏季热负荷不均衡,夏季热负荷太少的问题。提高了热电联产的经济性,增加发电,降低了发电煤耗。城市实现热、电、冷三联供会创造出巨大的经济效益和社会效益。2.我国目前多数地区用电紧张,同时随着保护臭氧层,限制 CFC 类氟里昂制冷工质使用及国际蒙特利尔协定的实施,为以热能为动力的溴化锂吸收式制冷机在热、电、冷三联供中的应用开辟了广阔的发展天地。3.热、电、冷“三联供”系统,可明显地提高能源利用率,增加热电厂的发电量,缓解夏季用电紧张的局面。建 1 座 1150kW 冷量的溴化锂吸收式制冷机的供冷站,就相当于建 1座发电量为 500kW 的发电站 ,但投资要省得多,建造周期也短得多。4.在热、电、冷“三联供”系统中,夏天用以制冷的溴化锂吸收式制冷机,在冬季可作热泵运行,设备的利用率提高,节能效果显著。5.本文仅以 11500kW 冷负荷为例进行计算和分析 ,实际上作为一个城市来说,夏季需冷量远不止这些,故其节煤量,增加发电量将是上述计算数据的几十倍甚至几百倍。2004 届毕业论文34设计总结及收获年月如梭,时间一晃过了思念。在这思念的不断学习和探索当中,在广大老师的谆谆教育下,在众多同学的帮助下,我从一个血气方刚而又年幼无知的年少逐渐成为了一个成熟、合格的大学生。学习重在实践,重在总结,此次毕业设计就是依次系统地对所学知识再回顾和再认识,也是一次对所学知识的实际应用。通过对大型制药厂热电冷三联供工程设计研究的设计,在肖汉才老师的指导下,我们两个人(高小平,程小海)就毕业设计的各项任务进行仔细讨论,并进行了合理的分工,在规定的时间内,按照毕业设计大纲的要求,顺利地完成了设计任务。在设计时间和资料有限的情况下,我们两人分工合作,集体攻克设计当中的难关,并经常和指导老师进行交流和探讨,再此过程当中,也学到了一些很有用的实际经验和知识,为我们完成设计作料必不可少的准备!就我个人而言,就设计当中的一些收获现总结如下:积小流而成大海!知识的学习重在积累,重在运用。在将近四年的学习当中,虽说学了很多科目,很多知识,但真正学到手的知识又有多少呢?学后就忘,特别是专业知识的学习,往往是时间是少,内容多,加之专业性很强,如不及时进行运用和回顾,很容易造成真空性的学习,即学了等于没学!此次的毕业设计可以说是弥补了专业课学习当中的不足。通过这次设计,即使我在理论上得到了升华,更重要的是对我的实际知识是一次大充实。由于设计的需要,使我在一个个不眠的夜晚,我想到的是怎么解决设计当中的存在的问题,经历的人生的经历极限。在挑战身体的同时,我想没有谁会说我的生活不够充实吧!社会的生存竞争是残酷的,没有一点吃苦耐劳的精神是不行的,在毕业设计过程当中,我们或多或少的得到了一点身体的锻炼、毅力的锻炼等等。当我们红着眼,拖着疲惫的身躯时,我可自豪的说:我具备了生存的基本素质!社会当中的残酷我可经受!回首短暂的两个月时间,放眼未来,我很自豪,我满怀豪情!作为莘莘学子当中的一员,即将踏入工作岗位,在这即将结束的大学生活里,我很充实!2004 届毕业论文35设计结束了,大学生也离我而去,设计是辛苦的,学习是饶有趣味的,我相信在我们每个毕业生当中,永远也不会忘记大学里的种种,更不会忘记这一段毕业设计的时间,因为他对每个人都很特殊!致谢毕业设计是大学学习的最后阶段,在这次毕业设计是在指导老师肖汉才老师严格要求,精心指导下完成的。肖汉才老师学识渊博,经验丰富,时时给我热情的鼓励,不懈的督促和不倦的教诲,从思想、学习等方面进行教育,解决了许多的难题。我不但学到了新的知识,思想上也有很大的提高。肖汉才老师待人诚恳、对我们严格要求,以其平凡而伟大的人格影响着我,感染着我,使我收益非浅。在毕业论文完成之际对肖汉才老师表示深深的谢意。同时在此课程设计中得到了本专业院系领导的热心帮助和大力支持。在此对他们表示感谢。感谢院系给了我锻炼自己和发挥自己才能的机会。并向给予我帮助的同组同学表示真诚的感谢!2004 届毕业论文36参考文献:薛殿华空气调节清华大学出版社 2000 年 1 月赵荣义、范存养等空气调节 第三版 中国建筑工业出版社 2003 年 6 月陆耀庆实用供热空调设计手册中国建筑工业出版社 2003 年 6 月尉迟斌实用制冷与空调工程手册机械工业出版社 2003 年 1 月戴永庆溴化锂吸收式制冷技术及应用机械工业出版社 2001 年 3 月贺平、孙刚供热工程第三版中国建筑工业出版社 2003 年 1 月杨小灿制冷空调产品设备手册国防工业出版社 2003 年 10 月王增长建筑给排水工程第四版中国建筑工业出版社 2003 年 6 月赖艳华、吕明新,热、电、冷三联供的效益分析,动力工程,1999 年 8 月,第 19 卷第4 期 305-308郑国耀李道林张时飞,黄浦区中心医院“热、电、冷”三联供工程设计及实践,动力工程,第 19 卷第 3 期,59-64钱北中,哈药厂热电冷联产应用及经济效益分析,节能,1996 年第 12 期,37-39严德隆 张维君,空调制冷及热电冷联产系统的能耗分析,暖通空调,1998年第 28 卷第 6 期,18-22Havelsky V. Engergetic efficiency of cogeneration systems for combined heat,cold and power productionJ.International Journal of Refrigeration,1999(22):479-485. 秦志红 刘凤强 曹家枞,楼宇冷热电联供系统的热经济性分析,能源研究与信息,第19 卷 第 2 期,116-122李树平 王文,吸附式制冷热泵及其在冷热电联供系统应用的能源利用分析,山东电力技术,2001 年第 5 期,12-14Pilavachi PA. Power generation with gas turbine systems and combined heat andpowerJ.Applied Thermal Engineering,2000,20(15):1421-14292004 届毕业论文37孙志高 曹建荣 郭开华, 热电冷三联综合经济分析, 中国能源, 2000 年 6 月,22-23孙志高,热电冷三联供综合经济分析,建筑热能通风空调,2000 年第 3 期,40-41杜垲 钱瑞年 杨思文,热电冷三联供应用分析,能源研究与利用,1997 年第 6 期,16-19王永川 戴铭 李建新,热电冷三联供节能分析,内蒙古电力技术,2001 年第 19 卷第 1期,24-25
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