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1、分布式能源站集中冷热源方案优化探讨北京燃气能源发展有限公司 北京 100101摘要：随着社会的蓬勃发展，能源也逐渐趋向于多元化，众多能源中分布式 能源引起了社会各界的关注和重视。本文基于对分布式能源站内的集中冷热源设 备进行介绍，对比不同类型的冷热源方案的性能和经济性。希望可以为今后的合 理使用提供有力条件。关键词：分布式能源站；集中冷热源方案；性能；经济性1工程概况工程位于江苏南京地区，建设2台20MW燃气-蒸汽联合循环冷热电三联供分 布式能源站,同时能源站内建一座集中制冷加热站,为能源站内及周边地区空调用 户供冷供热。2供冷热源设备介绍2.1冷源设备按照驱动方式进行划分，可以将空凋用冷水机
2、组分为两种不同形式的机组， 分别为驱动压缩式的制冷机组压缩式制冷机组、热水（蒸汽）驱动型吸收式冷水 机组；前者还可以根据冷却的方式分为两种不同的机型，分别为水冷和风冷两种2.1.1热水（蒸汽）型驱动型吸收式冷水机组热水（蒸汽）型驱动型吸收式冷水机组属于一种制冷装置，运行过程中的冷 却方式通常采用水冷却，其原型原理：蒸汽为主要动力，制冷剂以水为主，吸收 剂一般为溴化锂溶液，制冷过程中都是采用5C以上冷冻水来完成1设备运行 过程中的内部构件较少，不容易发生故障，具有安全可靠运行的特点，且设备运 行过程中还可以利用回收热水的方式完成操作，能够有效控设备运行成本，提升 经济效益。2.1.2 风冷冷水机
3、组风冷冷水机组通常采用空气冷却的方式来制取冷水，先将热量利用风冷冷凝 器全部散播到室外的空气中，之后在将其中放置在建筑物的屋面，这时不需要设 置任何专门性的冷冻机房，能够节省大量的建筑空间。采用热泵机组来制取相应 的热水，能够有效省去加热系统设备的安装，可以减少故障的发生几率，同时该 设备安装流程非常简单，在操作和维护上都非常方便，能够节省大量的人力和物 力，但是在效能这方面比较欠缺，运行费用较高。2.1.3 水冷冷水机组水冷机组采用水冷却的方式来制取冷冻水，先将热量利用水冷冷凝器的方式 将其全部传入到冷却好的水中，冷却水经过冷却塔后就会降温，能够循环性的使 用，另外机组需要安置在室内，所以需
4、要在专门的区域内设置一个专门放置冷冻 机房的空间，会占用较大的建筑空间。但是效能较为理想，运行费用不高。2.2 热源设备分布式能源站内热源通常有 :低品位蒸汽 ;余热热水;风冷热泵机组三种。本 工程由于对排放烟气进行热回收后可得到余热热水，因此只考虑热水及风冷热泵 机组两种热源。3 各类制冷机的性能比较电制冷冷水机组和溴化锂冷水机组性能系数见表 1、2表 1：电制冷冷水机组性能系数表类型制冷量（kW）性能系数（W/W）价格（万/kW）水冷螺杆1163= 5.60.06风冷螺杆热泵50三2.90.088表2：溴化锂冷水机组性能系数表类型热源参数COP价格（万/kW）热水型95/80C0.750.
5、07蒸汽型0.6MPa饱和蒸汽1.30.0654空调冷热源方案技术经济比较本工程集中制冷加热站冷热源配置：冷源设备3x50%容量，热源设备2x70%容 量（冷热源容量按发电厂供暖通风与空气调节设计规范 DL/T5035- -2016 配 置），可有以下四种方案：4.1空调冷热源方案介绍及技术比较根据不同配置可以分为以下四种方案：方案一：利用烟气的余热可以直接将热水全部收回，夏季通常采用2台热水 型溴化锂机组进行供冷，同时还需要备用1台水冷螺杆冷水机组；而冬季主要以 水水热交换器来完成供热，设备同样是2台。这种方案通过利用烟气来回收大量 的余热，能够有效减少设备运行过程中的用电量，而且机组内部运
6、转的相关部件也非常少，所以发生故障的几率也比较低，能够确保设备在安全、稳定的环境下 运行，提高设备运行的效率。方案二：在夏季通过采用汽机设备来提供足够量的蒸汽，通常为0.6MPa，再 采用 2 台蒸汽型溴化锂机组为设备的运行提供冷气，准备 1 台水冷螺杆冷水机组 冬季，与方案一的运行原理非常相似，同样是利用烟气的余热将热水全部收回， 在这个过程中选用 2 台水热交换器设备进行供热。该方案通过利用烟气来回收大 量的余热为相关设备进行供热，夏季通常采用低品位的蒸汽热源设备来进行供热， 该方案整体的用电比较小，机组内部运行中的各个转部件较少，整体运行过程中 故障的发生率也会逐渐降低，非常符合目前我国
7、设备安全稳定运行的标准和需求。方案三：需要准备 3 台热泵型风冷冷热水机组为设备运行提供冷热源。这方 案不具有无烟气热回收装置，冷热源系统设备相对其他方案比较少，但是设备安 置位置相对比较集中，安装流程操作简单，维护和管理上也会节省大量的人力和 物力，但是唯一存在的缺点就是无法利用烟气进行余热，这样就很有可能增加设 备运行过程中的用电量，增加设备运行的费用，不利于企业实现经济效益最大化 的发展目标。方案四：在夏季通常需要准备 3 台水冷螺杆冷水机组进行供冷；冬季同样利 用烟气来回收大量的余热为相关设备进行供热，供热过程中需要采用 2 台水热交 换器设备来完成。这种方案只可以在冬季采用烟气回收余
8、热的方式，设备整体运 行过程中的用电量比较，会支出大量的运行费用。4.2 空调冷热源方案配置四种方案冷热源设备配置情况见表 3。表3：四种方案冷热源设备配置情况类方案方案一方案二型方案四2台热水型溴化锂机，制冷量1650kW/台功率7.5kW/台，1台水冷螺杆机，制冷量1650kW,功率2台蒸汽型溴化锂机295kW/台，3台开式冷却塔600m3/h，32/38C，功率18.5kW/台，3台冷却水泵600m3/h，280kPa 功率 75kW/1650kW/台3台风3水冷螺杆冷冷热泵型水机，制冷量功率7kW/冷热水1650kW/台台，1台水机，功率295kW/冷螺杆机，制制冷台，3台开式冷却冷量
9、1650kW功率量 1650kW/600m3/h，32/38C295kW/台3台开台，制热功率18.5kW/台3式冷却塔量台冷却水600m3600m3/h，1815kW/32/38C，功率台，功率/h， 280kP 功18.5kW/台3台冷510kW/台率75kW/台，制冷量却水泵600m3/h，台。280kPa，功率75kW/台2 台水-水板2台水-水板式换热器换热量1610kW/台2台水-水板式换热器换热量1610kW/台热泵型冷热水机组兼顾式换热器换热量1610kW/台余热回收2台烟气-水换2台烟气-水热器换热量换热器，2台烟气-水换热器2300kW/台，功率设备36/18kW换热量23
10、00kW/ 台，换热量2300kW/台功率0/18kW功率 0/18kW4.3空调冷热源方案经济对比四种方案，设备初投资和设备运行费用情况对比，具体内容见表4表4：四种方案冷热源的经济情况无运行功率无运行功率无运行功率类型、* J ?方案一、* J ?.方案二、，J ,*方案三方案四夏季设备夏季设备夏季设备夏季设备总设备总价为总价为405万总价为435万价为395万元，415万元，元，元，运行的功率运行的功率为运行的功运行的功为 780kW202kW率为201kW率为1020kW初投资冬季设备冬季设备冬季设备总价为35总价为35万运行功率总价为35万万元，元670kW元。共计570 万元520
11、 万元440 万元 510 万元热利用烟气来回夏季0.6MPa，3.5t/h 蒸汽，冬季：利用源用量收余热冬季：利用烟烟气来回收余热气进行余热的回收电夏/冬季为夏/冬季为夏/冬季为夏/冬季为芋238/18kW733/18kW1020/670kW780/18kW制冷机房为375m2土建造价为 18万元余热回收热备为 102 万元夏/冬季运行功率为 36kW/18kW制冷机房 为 375m2，土建造 价为 18 万元余热回收热备为 62 万元，冬季运行功率为 18kW制冷机房为 100m2，土建造价为 5 万元制冷机房为375m2，土建造价为18 万元余热回收热备总价 62 万元，冬季运行功 率为
12、 18kW年运行电费29 万元86 万元172 万元92 万元结束语综上所述，为了更好地提高分布式能源的利用率，选择合理的能源站内冷热 源方案至关重要。站在技术的性能上分析，发现方案一，即热水型溴化锂机组供 冷，水水热交换机组，前期供热投资较多，为 570 万元，一年运行费用仅花费 29 万元，与其他三种方案对比，在一年之内完成可以收会成本，获取较大的经济效 益，另外，方案一中的设备在运行过程中通过利用烟气就可以回收余热，资源利 用率较高，而且运行费用较低，机组运转的零部件也比较少，故障发生率较低， 非常值得广泛的推广与应用。参考文献1常志拓,张雨濛.用于平抑功率波动的分布式综合能源站储能装置容量计算J.供用电,2019,36(2):67-72.
