溴化鋰蒸汽制冷在寶鋼應(yīng)用的可行性研究

　　制冷網(wǎng)：摘要： 針對寶鋼低壓蒸汽系統(tǒng)夏季余熱蒸汽大量放散的問題，對增加夏季蒸汽負(fù)荷進(jìn)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(guān)熱力參數(shù)，可發(fā)現(xiàn)發(fā)展澳化鋰蒸汽制冷實現(xiàn)熱電冷三聯(lián)產(chǎn)，不僅可以提高寶鋼熱電系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性，也可以降低寶鋼夏季蒸汽放散量和電網(wǎng)的峰谷差，從而達(dá)到節(jié)電、節(jié)能 減少環(huán)境污染的目的。

　　由于經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，能源的消耗量大增。隨著石油、天然氣等優(yōu)質(zhì)能源的逐步枯竭，而且新能源的開發(fā)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(yè)是工業(yè)部門中的能源消耗大戶，因此推進(jìn)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新成為鋼鐵企業(yè)降低生產(chǎn)成本的重要途徑。熱電冷三聯(lián)供是在熱電聯(lián)產(chǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，此系統(tǒng)在生產(chǎn)電能、熱能的同時，熱電聯(lián)產(chǎn)裝置產(chǎn)生的低位熱能，可以作為吸收式制冷機(jī)的驅(qū)動熱源，生產(chǎn)冷媒水，向用戶供冷，這一系統(tǒng)充分體現(xiàn)了能源的梯級利用[1]。本文以寶鋼低壓熱力系統(tǒng)為例，探討在大型鋼鐵企業(yè)推廣采用溴化鋰蒸汽制冷的意義。

　　1 寶鋼熱力系統(tǒng)現(xiàn)狀和存在問題

　　1.1 寶鋼熱力系統(tǒng)現(xiàn)狀

　　寶鋼股份低壓蒸汽系統(tǒng)有統(tǒng)一的管網(wǎng)和互換性很強(qiáng)的汽源，其蒸汽供需網(wǎng)絡(luò)龐大，蒸汽汽源和用戶遍及廠區(qū)20多km的范圍。寶鋼低壓蒸汽系統(tǒng)主要為生產(chǎn)和生活提供蒸汽，根據(jù)壓力等級分為中壓蒸汽和低壓蒸汽兩個系統(tǒng)：中壓蒸汽系統(tǒng)運行壓力4.1MPa，溫度260℃;低壓蒸汽系統(tǒng)運行壓力1.6MPa，溫度260℃。低壓蒸汽汽源種類和產(chǎn)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(yán)重

　　產(chǎn)生原因：① 余熱蒸汽發(fā)生不穩(wěn)定;② 設(shè)備檢修或機(jī)器故障時放散較大，干熄焦汽輪發(fā)電機(jī)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(chǎn)生原因：冬季供工業(yè)生產(chǎn)用熱，民用采暖和生活用熱;夏季只供工業(yè)生產(chǎn)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(fù)荷的45%。造成影響：夏季負(fù)荷低，使得

　　熱電機(jī)組和低壓鍋爐負(fù)荷低，造成設(shè)備閑置和鍋爐效率低。

　　2.3 解決措施

　　解決冬季夏季的負(fù)荷差，增加夏季蒸汽負(fù)荷有兩種辦法：① 上低壓凝汽發(fā)電機(jī)組：上低壓凝汽發(fā)電機(jī)組不但投資高，而且有半年的時間設(shè)備閑置，投資回報率低;② 發(fā)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(fù)荷，還可以減少規(guī)劃期后的電力缺口，降低外購電成本。

　　3 溴化鋰蒸汽制冷節(jié)能分析

　　目前，國內(nèi)外對熱電冷三聯(lián)供的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、節(jié)電等優(yōu)勢的認(rèn)識是一致的。但對于其是否節(jié)能，由于評價標(biāo)準(zhǔn)和評價對象不一樣，得出不同的結(jié)論。有部分研究文獻(xiàn)，采用的是基于熱力學(xué)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(tǒng)能量轉(zhuǎn)換的實質(zhì)。由于在熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，一次能源燃料產(chǎn)生的是電、熱、冷三種不同質(zhì)的能，三種能的品質(zhì)不一樣，它們的做功能力也不一樣。因此，對不同質(zhì)的能進(jìn)行評價比較，必須把它們換成同一種質(zhì)的能，本文采用當(dāng)量熱力系統(tǒng)這一指標(biāo)，較好地反映了是否節(jié)能的本質(zhì)[2~4]。

　　本文主要根據(jù)寶鋼低壓蒸汽系統(tǒng)供汽設(shè)備的實際情況，對采用大型離心式電制冷機(jī)和掛壁式空調(diào)與溴化鋰蒸汽制冷機(jī)組的節(jié)能指標(biāo)進(jìn)行比較分析。

　　3.1 機(jī)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(jī)和溴化鋰蒸汽制冷機(jī)為對象，全面地分析其節(jié)能效果和運行經(jīng)濟(jì)性，具體設(shè)備參數(shù)見表2。

　　3.2 溴化鋰蒸汽制冷與電制冷節(jié)能效果比較

　　3.2.1 制冷系數(shù)或熱力系數(shù)

　　制冷系數(shù)是電制冷機(jī)的評價指標(biāo)，熱力系數(shù)是溴化鋰蒸汽制冷機(jī)的評價指標(biāo)。這是對于制冷機(jī)來說z*常用的評價手段。

　　不同機(jī)組的COP比較見表3，表明電制冷機(jī)的制冷系數(shù)遠(yuǎn)高于溴化鋰蒸汽制冷機(jī)的熱力系數(shù)，離心式電制冷機(jī)約為后者的3.9倍，而掛壁式電空調(diào)約為后者的2倍，因而就得出了溴化鋰機(jī)組節(jié)電不節(jié)能的結(jié)論。

　　顯然這種比較方法是不恰當(dāng)?shù)模驗榍罢呦牡氖歉咂焚|(zhì)的電能，后者消耗的是低品質(zhì)的熱能，能源品質(zhì)不同其所能產(chǎn)生的價值不同，不能簡單以制冷機(jī)組設(shè)備熱效率進(jìn)行比較。

　　3.2.2 制冷系統(tǒng)的當(dāng)量熱力系數(shù)

　　(2)溴化鋰制冷機(jī)的當(dāng)量熱力系數(shù)對應(yīng)不同的蒸汽來源，當(dāng)量熱力系數(shù)計算方法是不一樣的，具體如下：

　　(a)鍋爐直接產(chǎn)汽

　　當(dāng)量熱力系數(shù)為

　　因?qū)氫摕崃ο到y(tǒng)大都采用中壓產(chǎn)汽設(shè)備，電制冷機(jī)所需的電由中壓電廠提供進(jìn)行比較較為合理。根據(jù)寶鋼低壓管網(wǎng)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(jī)組規(guī)定的蒸汽壓力和溫度。一般溴化鋰機(jī)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(jī)進(jìn)口蒸汽壓力，相比離心式電制冷機(jī)可節(jié)能30%左右甚至更高。

　　4 溴化鋰蒸汽制冷經(jīng)濟(jì)性分析

　　5 結(jié)論

　　寶鋼推廣溴化鋰蒸汽制冷具有以下三大優(yōu)勢：

　　(1)可大量減少電空調(diào)所消耗的電量，緩解寶鋼在2006年規(guī)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(lián)產(chǎn)的基礎(chǔ)上，寶鋼已具備熱能梯級利用的條件，應(yīng)積極鼓勵應(yīng)用溴化鋰蒸汽制冷，形成熱電冷三聯(lián)供的綜合用能系統(tǒng)，改善總能利用系統(tǒng)，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(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益。

　　參考文獻(xiàn)：

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