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1、浦东国际机场供冷供热主站设计浦东国际机场供冷供热主站设计摘要：摘要： 供冷供热工程规模较大，采用了部分汽电热三联供方式。本文介绍了供冷供热方案比选、确定区域供冷供热（DHC）方式，从供冷供热对象的负荷特点，用能多元化的投资与运行成本，一次能源利用率的排序表，确定了以市电为主，天然气为辅的供冷供热方案。对设备选型、运作小时数会受到用汽、用电负荷的约束，本文未能在该内容上作详细的叙述，对燃气轮机发电，入网及热置部分未包括在内。关键词：关键词： 国际机场 三联供 供冷供热方式 冷热源概述上海浦东国际机场的供冷供热设计在方案征集投标、专家评审的基础上逐步完善，确立了以电制冷为主体，部分汽、电，热联供的
2、方案。区域供冷供热（DHC）在发达国家已非常普及，但在国内还刚刚起步，我们就粗浅的实践谈谈体会，与同行讨论，以促进我国 DHC 事业的发展。机场 DHC 主站供应航站机 28 万 m2 和综合工作区 31 万 m2（二期增加 25 万 m2），冷负荷 82802KW（二期增加 19120KW），热负荷 60845KW（二期增加 14628KW），供应半径为 2.6KM；其他分散的建筑由分站供应。 机场的冷热负荷特点建筑物的日逐冷热负荷图，由设计或通过建筑物规划面积及性质按指标来估算，用热除采暖外应包括生活用热，航站楼及综合工作区的日负荷曲线见图。年逐月冷负荷图，航站楼夏季冷负荷，经分析；建筑
3、47%，人员 8.2%，照明 15.8%，电动机械 29%，由于人流随季节有变化，我们参照虹桥机场三年旅客与货物的统计表取平均后得出各月的人流系数，以供冷最大的 8 月值为 1.0。建筑负荷以室内外平均温差得出各月的负荷系数，供冷以 8 月份为 1.0,供热以 1 月份为 1.0。见表 1：航站楼人流负荷系数建筑物冷热负荷系数月份456789101112123人流系数0.8930.9250.8440.93810.9251.0560.9040.7940.72 0.753 0.857建筑负荷系数0.460.760.94110.880.680.580.8810.94 0.77逐月负荷5288.495
4、.699.510093.75358881009477照明、电动机械负荷为定值，航站楼的逐月供冷值负荷系数由下式：qi 航站=建筑%建筑月负荷系数+人员%人流月负荷系数+照明%+电动机械%其中过渡季 4、10 月的室温可净动，Q4、10 建=0，得航站楼逐月负荷系数，列入表 1 第三行。综合工作区因人流的逐月变化不显著，所以这部分仅考虑了建筑物负荷的逐月变化，方法同上。综合工作区过渡季 3、4、5、10、11 月不供冷暖逐月负荷系数见表 2：综合区逐月负荷系数 表 qiq5q6q7q8q9q12q1q2%8998100100967310094将上述三部分逐月负荷绘入 DHC 主站年逐月冷热负荷图
5、。方案比选本项目建成跨二十一世纪，宜采用区域供热（DHC）方式。针对机场有东海天然气供应的特点，增加了燃气轮机汽电共生制冷供热，使能源多元化，提高了供冷供热可靠性，既有利于环境保护，又提高了一次能源夏季用电高峰，起到了平衡冬夏用天然气负荷等优点。为了对供冷供热方式进行比选，我们以五种方式制冷 1000RT，四种方式供热 100 万大卡/时，到达用户的综合成本排序；还将其一次能源的利用系数也进行排序，列出几种方式在投资、生产成本与一次能源的利用率的优劣排序见表 3。从表中可以看出燃气汽电共生方式名列首位。针对该项目的日逐时冷热负荷特点和年冷热负荷的变化特点，进行全年设备运行时间设计。制冷供热设备
6、的配置航站楼要求的冷冻水供水温度为 5oC/回到冷冻站房水温为 12.15oC，出站供水温度为4.85oC，溴化锂机的出水温度为 6oC，离心式制冷机的出水温度为 4.2oC，机房供冷水温度，冷冻机的启动台数、冷却水的启动台数，冷却水泵，冷却塔，冷却水泵的运行启停和能量控制由供冷站 BAS 系统监控。通过方案比选及供冷供热总站的用电与用汽负荷分析，平衡，一期选用一套额定功率为 4000KW 燃料为天然气（轻油备用）燃气轮机。本工程所需冷负荷二部分组成，基本负荷由燃气轮机汽电组合制冷，一期由 4000KW 燃气轮机发电供 2 台 1200RT 离心式制冷机，馀热锅炉供 2 台 1500RT 蒸汽
7、溴化锂制冷机（配置 4 台），不足部分由供热锅炉供给予。二期增加一台 4000KW 燃气轮机，2 台离心式制冷机，馀热锅炉供一期已配置的蒸汽溴化锂制冷机。基本负荷的供冷量和出水温度不能满足本供冷系统设计要求，由追从负荷来追加，本站设置 4 台 4000RT 离心式制冷机，二期再增加一台 4000RT 制冷机。一期总制冷 24400RT，二期增加到 30800RT。全年生活、冬季采暖供热锅炉房的蒸汽调节由分汽站上的压力和供汽总管上的流量测定值与设定值偏差来控制锅炉的蒸汽量。本站供热锅炉由工作压力 1.0Mpa 火管锅炉，一期为 30 吨/时 3 台，3320 吨/时 1 台及燃气轮机匹配的 11
8、 吨/时馀热锅炉 1 台，二期增加 30吨/时 1 台及 11 吨/时馀热锅炉 1 台。供热蒸汽压力 0.85MP 饱和蒸汽。夏季供冷 3516KW（1000RT/H）到过用户的费用优劣排序表设备折旧（元）优选排行一次能源利用序号供冷机组能源费（元）120D/Y 240D/Y合计（元） i/l气 油系数排行1离心式冷水机组（省能型0.7kw/RT）991.4169.611611.0221.25522蒸汽比效溴化锂冷水机组（4.5T/h0.8Mpa）1181/11393031484/1442 1.28/1.24 550.77853汽电共生制冷气(400KW 机组）685/652235920/88
9、70.8/0.76111.3941油4热泵机组市电（200RT 省能型）自电1056/10221771233/1199 1.06/1.03 331.12535直燃机气油1317/11641491466/1313 1.26/1.13 440.7774冬季供热 1163KW（1106Kal/h）到达用户的费用优劣排序表设备折旧（元）优选排行一次能源利用序号供冷机组能源费（元）120D/Y240D/Y合计（元）i/l气 油系数排行1锅炉蒸 气油500 37631.817.9517.9393.9 1.0 1.0 2330.76442汽电共生余热供蒸汽汽，电供热泵油373.3 30155.2458.93
10、85.2 0.89 0.98 11113直燃式 气 油466 34092.5558.5432.5 1.08 1.1420.82634热泵机组 市电46176.3537.31.04340.862本表依据一、能源费一、能源费电增容费 高压 900 元/KW 以每天满负荷运行 10 小时，10 个分摊，计入运行能源费，高压 800 元/KW 以每天满负荷运行 10 小时，10 年分摊，计入运行能源费电费 1.0 元/KW天然气增容费 198 元/NM3 以每天满负荷运行 10 小时，10 年分摊，计入运行能源费天然气价 （冬季 4 个月）3.25 元/NM3（热值 8750Kcal/NM3）；夏季过
11、度季 8 个月）2.75 元/NM3轻油费 3100 元/吨（热值 10300Kcal/kg)汽油共生 运行时间以满负荷 10 时/天，240 天/年计算水费 1.0 元/NM3二、折旧费，折旧年限二、折旧费，折旧年限单季运行冷冻机 18 年蒸汽溴化锂，15 年 锅炉，燃气轮机（耗损与更换）热泵 12 年水泵 10 年冷却塔 8 年冷媒费 5 年（耗损与更换）土建 25 年三、本表运行费未计人工费，折旧费，未包括通行地沟及总体管道的折旧费用。三、本表运行费未计人工费，折旧费，未包括通行地沟及总体管道的折旧费用。附注：本工程在实际实施中天然气供应协议价 1.9 元，发电已同意上网，这样燃气轮机的
12、工作时间与运行成本将会比表 3 值降低。室外输送管网DHC 的室外管网通常都是通常都是通行地沟方式，由于浦东机场的设计由多单位承担和工程进度急等到原因，我们将通往航站楼临界近主站屋的一段降到通行地沟内，其馀均采用架空敷设，设计带有遮阳防雨功能的管廊，下部兼做人行通廊，高度在 5 米以上，廊柱跨距 12-18M，过道路的跨距达到 30-40M。供冷水管最大直径 1000MM；供热蒸汽管分冬季用和全年用二根，最大直径 500MM，凝结水管合用一根，最大处 250MM。与用户联接的方式根据使用情况，采用了不同的受入方式，生活用热蒸汽有间接和直接二类，生活热水是汽-水换热方式，厨房、洗衣等用热力直接供
13、汽，空调冷热媒入户均采用间接受入式，供热由蒸汽-水热交换器供热水，供冷通过水-水板式热交换器产生二次水供用户使用。冬季为防止供冷水系统冰冻及加热药沉积，设机房值班采暖和水体育循环系统。供冷供热主站系统控制本站 BAS 由中央控制站下设三个 DDC 分站，即变配电分站，供热分站和供冷分站，中央控制站有监视和负荷日报、月报记录和事故报警等功能。本节介绍供冷分站的控制，。基本负荷由 4000kw 燃气轮机的汽油联供组合，有二台 1200RT 的离心冷水机组（二期增加2 台 1200RT）和二台 1500RT 的蒸汽溴化锂机组（另外二台 1500RT 的蒸汽溴化锂机组一期作为多元能基本负荷，二期作为新
14、增 4000Kw 燃气轮机的三联供汽制分辨率机组）和以上冷机配套的冷冻水泵，冷却水泵、冷却塔、凝水回水泵等都有固定的组合和启停程序联锁，这部分的启停是手动。追从负荷有 4 台 4000RT 离心式冷水机组（二期增加 1 台 4000RT），机组的启动和调节是根据出站管网上二供二回水总管上的温度和水量测定和参数运算对比设定偏差投入或退出参加追从机组的产出量。离心机与其配套的水泵冷却塔配置也固定的启停编序，属 BAS 软件。本 DDC 分站还具有冷水机组运行顺序选择，最优冷水机的负荷分配，冷冻水温度重新设定，低负荷控制等功能，并为中央控制站提供各项信息。张沂，章伟良，章捷同志一起参加本项目暖通设计，设计过程中还得到同济大学范存养教授，日本名古屋大学名誉教授，中原信生先生的指导
