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1、对蒸汽型溴化锂制冷机TSA-NCC14节能可行性分析华能南通电厂 陆中伟摘要：由于电子技术的广泛应用，电子设备的工作环境要求也越来越高，尤其是电厂电子间的温度要求非常之高，通常要保证环境温度在232，随着我厂二期制冷设备十年的运行，设备老化突出，如何保证在高温极端天气下，保证制冷机的正常运行与电子间的环境温度成了我厂高温季节的突出问题，通过对现有设备水电系统的小范围的技术改造，达到稳定、安全、经济运行的目的，特别是电厂最近几年煤价的市场化及电价的行政干预，电厂经营困难甚至亏损，如何花最小的代价取得最佳经济的运行成果成了我们优先考虑的对象。关健词：工作原理 采取水电改造 存在问题及解决办法1 工
2、作原理我厂选用的是大连三洋制冷机有限公司生产的TSA-NCC14型溴冷机，其工作原理主要是通过以溴化锂溶液为吸收剂，以水为制冷剂，利用水在高真空下蒸发吸热达到制冷的目的。吸收周期涉及到发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器。发生器利用热源（蒸汽）对溴化锂稀溶液进行蒸发，放出的水蒸汽进入冷凝器冷凝成液体，热量传给冷却水。冷凝成液体的制冷剂分布到蒸发器的管子上，去除冷水的热量而其自身则气化。由发生器浓缩的溴化锂溶液进入吸收器，吸收来自蒸发器的制冷剂蒸汽而其自身变稀。溴化锂稀溶液由吸收剂泵抽回发生器，下一个周期变开始。2 辅助工作介质流程冷水制冷机冷却水冷却塔蒸汽工业水冷却风蒸汽101/2风机201/2风机
3、辅助工作介质流程简图如上3 存在问题 (1) 由于冷却水与冷水选用的是水质较差的工业水,长期运行后,管壁结垢,热交换系数降低，地下管线锈蚀严重,工质流失较多,既增加了制冷机的负荷,又导致大量工质的流失. (2) 为了保证电子间的温度恒定,制冷机长期运行,而制冷机选型按照最大负荷选取,并没有考虑一年四季的气温变化,造成了制冷机冷水泵、冷却水泵、喷射泵长期额定负荷运行，造成了巨大的浪费。 (3) 夏季高温极端环境下，由于制冷机性能下降，不能满足电子间对环境温度的要求。特别是冷却水进水温度30时，制冷机性能下降较多，再加上我厂冷却塔位于除氧层，即使是冬天冷却塔周围环境温度也不低于10，况且取风口位于
4、汽机房顶，房顶是波形板，夏天蓄热较为严重，从而使得冷却风温达到30以上，起不到冷却冷却水的效果，相反加热了冷却水水温。4 现状与改进方法(1) 冷水与冷却水原选取工业水作为介质，工业水水质硬度较高，长期引用必定管道产生结垢与腐蚀.。A电厂除盐水水质要求较高，其标准优于工业水。我厂如利用除盐水作为二期空调系统的冷水与冷却水不仅可以节省经费支出，减少水设备及水管道维修费，减少热损失，杜绝管道中防腐添加剂的使用,减少环境污染的发生。 B电厂运行以安全为重心，确保机组长期稳定运行为目标，如选取我厂闭冷水作为二期空调系统冷水与冷却水及其补水一定对机组的运行造成影响，其实大可不必担忧其影响，理由如下，二期
5、空调系统冷水与冷却水是闭式循环，除了投用时一次性用水较多外，如系统无泄漏或较小泄漏发生时对机组的闭冷水使用量是非常有限的，考虑到我厂空调系统冷水管大多经地下，一旦发生泄漏给发现与查找带来一定的困难，故考虑在冷水与冷却水补水管道上装一只水表，供运行人员定期抄录，一旦发生用水量异常，就能及时查找处理，从而能排除安全隐患。C由于我厂从化水楼送至二期冷水与冷却水泵补水压力在2.3kg/cm2,而我厂#3与#4机闭冷水箱位于16M层,加上闭冷水箱水位控制在2.5M到4M,如从闭冷水箱底部取水至冷水与冷却水补水,水压是足够的,况且距离不超过30M长,管材选与原6CM工业水管一样粗细,如选取冷却水泵与冷水泵
6、旁边的空压机闭冷水补水,因3台空压机与3台厂用机补水共用一根4CM管,考虑紧急情况下不够,故不考虑从0M空压机补水母管接入；闭冷水作为机组油冷却与机械密封水，水温控制非常严格，温度设定值长期控制在25左右,此温度与冷却水、冷水回水温度相差不大。D综上所述，将我厂#3与#4机闭冷水箱底部辅设一根补水管至二期空调系统作为补水是切实可行的，其优点也是明显的。E改造示意图如下：101风机A制冷机A制冷机B#3机 辅汽#4机 辅汽凝汽器#3机 #4机 闭冷水补水闭冷水补水工业水101风机B201风机A202风机B (2)冷水、冷却水泵、空调风机改成变频风机 冷水泵额定功率：20HP 冷却水泵额定电流：3
7、0.1A 冷却水泵额定功率:75HP 冷却水泵额定电流:110A 空调送/回风机额定功率:96HP 空调送/回风机额定电流:141.39AA 空调系统设计过程中，泵的选型是根据系统的最大负荷加一定余度来选择的，泵的额定功率往往要大于设计的最大功率，这样就导致了设备选型所造成的能量浪费。另外，由于受到内、外界干扰等不定因素的影响，系统的实际负荷总是不断变化的，大部分时间系统都工作在部分负荷状态。通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹配的冷水泵、冷却泵、喷射泵、冷却风机却不能自动调节负载，几乎长期在100%负载下运行，造成了能量的极大浪费。B 泵/风机类系统
8、中的流量调节特性与节能计算阀门调节B点：HBKQ2 PB= hB水泵轴功率：hKQH1000hrg QHP=KQ2 HC+KQ2 (HB-HC)+KQ2HB( -1）1hB= 有用功节流损失泵内损失功耗分析：H扬程 Q流量 n转速 h 泵效率QCQ1Q20H0HAHBHC(HQ)n1(HQ)n2hn1hn2R1R2hAhBhCHhAB离心泵系统工作原理图泵/风机系统流量调节功耗图流量（）40200608010020406080100功率消耗（）转速调节阀门调节转速调节C点：KQ2HC+KQ2HC（ -1）KQ2HCPC = 1 hC hC=有用功泵内损失参考经验公式：阀门/挡板调节时电机功率：
9、调速调节时电机功率：e1e21vP)QQ(55.045.0P+=(Q n P n3)节约功率：1n1vPPP=D1e3e1e3e1nPnnPQQP=我们知道火力发电厂大部分风机、水泵采用的都是传统的节流调节方式，即在风机、水泵特性曲线不变的条件下，改变风机、水泵出口门（或入口门）进行调节，这一调节方式的损耗是很大的。变频调节技术是在管道特性不变的条件下，通过改变转速而改变特性曲线来进行调节。由于风机、水泵的耗电量是和其转速的三次方成正比（N=（n/n0）3N0），所以其节电量是很可观的。 式中： N0 额定转速时的实际耗电量； n0 额定转速;n 调节后的转速;N 调节后对应n转速时的实际耗电
10、量。变频调节时的节电量为： N= N0 （n/n0）3N0变频调节时的节电量用百分数表示则为： N%=（ 1 n3/n03）100%由上式，若转速较额定转速下降到90%，则N%=27.1%下降到80%，则N%=48.4%，可见变频调节的节电率是很高的。通过上述分析可以证明，变频调节的优点就是节能。因此，随着电气传动技术,尤其是高压变频调速技术的发展,各种大容量高压变频器不断出现,即可满足生产需要,又可以达到节能效果,同时又能减少设备的检修维护费用。5节能改进后的节能估算:修改前节能措施节能措施实施效果冷却塔风机4台长期运行1， 当环境温度低于20度时，两侧风机各停运台2， 当环境温度低于10度
11、时，4台风机均停运，或留一台风机运行，将喷射泵停用1,减少二台额定电压380V 电流27.6A的风机,以一天24小时,每年停用6个月计算,可以节电1.732*380*27.6*0.85*24*180*2/1000约133400度2, 减少3台额定电压380V 电流27.6A的风机与一台380V电流21.4A喷谢泵,以一天24小时,每年停用4个月计算,可以节电1.732*(3*380*27.6+380*21.4)*0.85*24*120/1000约167900度3, 减少4台额定电压380V 电流27.6A的风机,以一天24小时,每年停用4个月计算,可以节电4*1.732*380*27.6*0.
12、85*24*120/1000约177800度4按每度电0.3元计算40020元至53340元,完全能购置二台启东海林电气设备公司生产的以西门子为核心部件变频控制柜。制冷机辅汽压力设定值无一明确的说法，日常运行中，在春、秋、冬三季压力设定偏高明确春、秋、冬季制冷机辅汽压力设定值，减少调阀节流损失1,当环境温度低于20度时，辅汽压力设定在4-6bar2,当环境温度低于10度时, 辅汽压力设定在2-4bar空调系统风机、水泵长期定速运行如对空调系统选取较大的电动机进行变频改造，如冷却水泵、送风机与回风风机如对送、回风机风机进行变频改造，以节电30%计算：2*96*0.735*24*365*0.3约370863度/年,按每度0.3计算节约111259元.年综上所述，对我厂蒸汽型溴化锂制冷机进行节能是可行并是降低运行成本最有效的办法。
