1、50 万大卡（-35 度蒸发）余热制冷方案评价1、 项目的提出随着国家经济的发展以及对能源梯级利用的日益重视，冷热电联产提到重要日程，现结合集团公司热、电产品和吸收式制冷产品的优势，模拟 50 万大卡制冷机组（-35 度蒸发）采用不同制冷方式的运营成本，并 进行技术经济性分析。一种方式为电制冷，采用螺杆压缩机，一种采用余热制冷，利用单位或电厂的余热（120 度以上）来驱动氨水吸收制冷机组来制冷。2、 方案技术经济评价50 万大卡制冷设备可选的技术方案有 2 种：（ 采用消耗电力的以氨或氟利昂为制冷剂的压缩式制冷系统。（ 利用低压蒸气为热源的单级氨水吸收制冷系统。现对上述 2 种备选方案进行初步
2、的技术经济评价。其中，取折算的制冷设备满功率运行时间系数为 0.65，即制冷设备每天按满功率运行 15.6 小时，每年满功率运行运行时间为 5694 小时。电价0.7 元kWh，蒸汽为余热，并且系电厂自用，不计费 。（计费余热可以根据消耗的蒸汽量把费用自行加上）（ 压缩制冷方案压缩制冷机组购置费目前低温压缩制冷机组单位制冷量售价约为 0.12 万元/kW，50 万大卡/ 小时制冷量的压缩制冷机组购置费用 69.6 万元，加上辅机、安装等在 100 万左右。运行费用压缩制冷机组（蒸发温度为-35 度，压缩机 COP 接近 1.0）实际满功率运行功率为 580，满功率运行时每小时耗电 580kWh
3、，电价按0.70 元/度计算，则每小时电费 406 元/h。年运行 5694 小时计，则年运行电费为 231.1764 万元/年。 （50 万大卡的机 组，每小时消耗蒸汽 2 吨，蒸汽价格只要不超过 203 元每吨，氨水吸收制冷机组的费用就不会超过用电的压缩机）。设备维修、维护费用由于制冷压缩机内运动机械的摩擦作用，部分零部件需要定期更换，机组需要定期保养和维修。因此， 设备的年保养和维修费用较高。压缩制冷系统年维护费约为总购置费的 10%，为 10 万元/ 年。（ 蒸汽驱动的单级氨水吸收式制冷方案单级氨水吸收制冷工作原理 单级循环是吸收式制冷循环的基础, 其工作流程如图1所示。 该循环主要由
4、发生/精馏、冷凝、节流、蒸发 、吸收 过程组成。氨含量较多的溶液（浓溶液）从吸收加 热 发生精馏塔 溶 液 热 交 换 器 吸 收 器 冷 凝 器 蒸 发 器 泵 排 热 排 热 图 1 单级氨水吸收制冷流程 简图器中流出, 送入泵中获 得高压后进入精馏塔和发生器。对发生器中的浓溶液进行加热，浓溶液就被分离为氨含量较低的溶液（稀溶液）和含水分的氨气。含水分的氨气经精馏塔后可得到纯度很高的氨气（99.5% 以上）。高温高压的稀溶液经溶液热交换器降温并减压后，流回吸收器，吸收从蒸发器来的氨气。另外, 从精馏塔顶出来的高纯度氨气在冷凝器内冷却为氨液, 流过节流阀节流降压成为低温汽液混合物, 进入蒸发
5、器内吸收低温热量, 产生制冷效应。完成制冷后的氨蒸汽流回吸收器被贫液吸收, 并冷却到环境温度。采用单级氨水吸收制冷系统的条件见图2。从图中可见，当蒸发 温度为-35，冷却水温度为30时，单级氨水吸收制冷系统需要的最低热源温度为170（实际值稍高），0.8Mpa(G)以上的饱和蒸汽即能满足单级氨水吸收制冷要求。单级吸收制冷循环主要设备有：发生器、精馏塔、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液 泵、 过冷器、溶液热交 换器、冷却水系统和控制系统。单级氨水吸收制冷机组购置费大型单级氨水吸收制冷机组单位制冷量售价（包括辅机、安装、调试）约为 0.25 万元/kW，50 万大卡/小时（580KW）制冷量的单级吸收
6、图 2 单级氨水吸收制冷最低热源温度制冷机组购置费用为 145 万元。运行费用从图 3 中可以看到，当蒸发温度为-35 ，年平均冷却水温度为 30时，单级余热制冷机组的热力系数约为0.4（实际运行可达 0.4）。假设用压力 0.8MPa（G），温度 170的蒸汽作为驱动能源，580kW 冷负荷需要消耗的蒸汽量为 2t/h 左右。单级余热制冷系统大约要消耗压缩制冷所消耗电量 5-10%的电力，按照 50KW 计算，需要电费为 35 元/h，年运行 5694 小时，运行费 19.929 万元/年。设备维修、维护费用氨水吸收制冷系统内运转的设备只有溶液泵，其余均为换热设备。设备的年维护费用较低，取为
7、 2 万元/年。3、 方案技术经济评价汇总（按照蒸汽不收费）以上为 2 种制冷方案技术经济评价。汇总如表 1表 1 2 种制冷方案技术经济评价 单位 万元方案 压缩制冷 单级氨水吸收制冷制冷机组购置费 100 145冷却系统费用 5 10图 3 单级氨水吸收制冷热力系数建安费用 20 5投资总额 125 160年运行费 231.1764 19.929年维护费 10 2年总运行费用 241.1764 21.929投资额差 / 35年运行费用差 / -219.2474增额投资回收期（年） / 0.1596全额投资回收期（年） / 0.729*建、安费的差别在于压缩制冷机需要专用机房，而氨水吸收制冷
8、机为露天安放增额投资回收期（年）=投资额差/年运行费用差的绝对值全额投资回收期（年）=投资总额/年运行费用差的绝对值如果蒸汽收费，按照 120 元/每吨计算，每小时两吨，费用为 240 元/小时，全年蒸汽费用为：136.656 万元。年运行费用电压缩机多出 241.1764-（21.929+136.656）=82.5914 万元 . 增额投资回收期（年）为 0.42 年，全额投资回收期（年）为 1.94 年。4、 结论通过 2 种制冷方案的技术经济分析可以看到，采用余热制冷技术可以取得长期较好的经济效益。氨水吸收的运行稳定性，便于保养维修也将带来长期经济效益。泰山集团泰安华能制冷有限公司 2013.01.08
