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1、毕业设计（论文）开题报告题 目：某余热利用集中供冷站设计院（系）市政学院专业学生*学号班号指导教师开题报告日期2009.4.1哈尔滨工业大学教务处制2005 年 9 月某余热利用集中供冷站设计开题报告1. 课题来源及研究的目的和意义1.1课题来源我国是一个能源十分短缺的国家，中国经济的发展近年来已明显受到能源短缺的制 约。2004年全国许多省市闹起了电荒，个别大城市只能保证30%的用电需要。有资料 估计由于电力短缺的影响，近五年来使全国的GDP直接或间接造成损失近万亿元。广 东省今年电力缺口超过550万千瓦。目前广州市负荷已达800万千瓦，要求党政机关、 事业单位、第三产业都参加避峰用电，要求
2、所有宾馆酒楼控制室内空调温度在26C以上。 若采用热电厂余热进行集中供冷，将在一定条件下大幅提高能源的利用率；减少用电峰 值负荷；优化电力建设和输变电系统；减少市政电力建设的投资1。本次设计为某余热利用集中供冷站设计，该设计分两期进行，一期供冷冷负荷 1723.544kW,空调冷源由冷机房的一台蒸汽双效溴化锂制冷机组集中供应，溴化锂制冷 机组冷水供水温度为7C，回水温度为15C ；总循环水量为527 m3/h。系统采用双级泵 变流量系统，集中供冷作用半径为9510.19 m。1.2课题目的本设计为一实际工程的部分设计，通过该设计，解决电厂的余热利用，也解决所供 应对象的夏季冷量供应。1.3课题
3、意义所谓热、电、冷联产就是将一次能源（如石油、天然气或煤碳等）转换成电、冷水、 热水等二次能源。热、电、冷联产的最大特点就是将一次能源的利用率达到最大限度。 无论如何先进的发电系统，一次能源直接转换成电能的效率都很低，如燃气轮机发电效 率一般在24%40%，加上电能传输的损失，最后到达用户的效率只有22%35%。这 意味着65%以上的能源被白白的扔掉，而热、电、冷联产可以将这部分废热再加以回收 利用，进行制冷、采暖或提供卫生热水，以达到更高的利用效率。根据有关文献计算，热、电、冷联产的一次能源利用率，比电压缩式制冷高43%肌 溴化锂吸收式制冷机是一种主机不用电能，直接以热源为动力，制取冷水及温
4、水的中央 空调设备。其利用的热源既可以是燃油、燃气、蒸汽也可以是各种高温排气、热水，甚 至太阳能等余热和废热作为热源。在一台制冷机上可以同时利用多种热源。运用所学的 理论知识，通过参阅相关参考文献，完成本次设计，熟悉并掌握热、电、冷联产设计的 方法与过程，培养查阅相关设计资料和绘制CAD图纸的能力，满足烟台清泉公司关于 余热集中供冷的需要，完成热、电、冷联产技术的研究和设计的经济最优化。2. 国内外在该方向的研究现状及分析2.1国外在该方向的研究现状及分析日本、美国、英国等国是集中供冷发展很快的国家，从理论基础、设备、技术、管 理等诸方面都居世界领先的水平，其中日本，由于社会发达而资源缺乏，对
5、热、电、冷 三联产工程十分重视。日本自1970年大阪世博会开始出现区域供冷，至今已超过30年。 现有区域供冷供热项目154个（供冷/热量超过21 GJ的），区域供冷公司89家，供应的 区域面积3980万平方米，其中比较有名的项目是东京新宿区的区域供热和制冷工程以 及北海道札幌市地铁车站的制冷和供热系统。现在日本已制订“供热事业法”已保障区 域供冷供热事业的发展，根据日本地域冷暖协会提供的资料，2004年日本供冷供热量已 达21,628,267 GJ,其中区域供冷为13,406,144 GJ,占其中62%，售冷收入1016亿日元。 日本区域供冷项目多与燃气轮机发电结合，采用吸收式冷水机组，极大限
6、度的充分利用 能源。美国从1978年开始提倡发展热电联产（CHP）,目前除继续坚持发展小型热电 联产之外，正研究高效利用能源资源的小型冷热电联产（CCHP）。其中芝加哥区域供冷 系统，总装机容量超过10万RT,并在不断扩展，向该中心商业区300多栋建筑供冷， 是目前世界上规模最大的区域供冷项目之一。20世纪70年代纽约世界贸易中心采用新 技术向建筑物群集中供冷供热，成为当时世界上规模最大的供冷供热工程。目前美国有 众多的学者从事有关区域供冷供热方面的研究，并在多项技术上保持优势。英国由于燃 料供应比较充足，价格低廉，因此区域供冷比较落后，伦敦市的热、电、冷三联产工程 是1990年开始的，199
7、4年初首次实现商用大厦和重要建筑的集中供冷。英国比较有名 的热、电、冷联产项目为曼彻斯特机场的三联产工程。除此之外，马来西亚应用在 Cyberjaya多媒体超级走廊镇区内高科技园区的项目，总供冷量为352,000KW（ 10万RT）， 办公面积超过186万m2。地下保温冷水管道设计总长80km，与区内50多幢建筑连接。 吉隆坡双子塔地区采用热电冷三联供，冷源装机容量约为30000RT，管网长约8公里。 吉隆坡机场热电冷联供，冷源装机容量约25000RT。2.2国内在该方向的研究现状及分析我国从1992年在山东淄博率先开始利用张店热电厂蒸汽实施城市集中三联供项目 以来，建设部、电力部十分重视，并
8、大力推广促进了城市三联供技术的发展，下面以具 体实例说明国内城市三联供的应用现状。（1）以热电厂低压蒸汽作为城市集中三联供的热源 北京市热力公司集中三联供项目北京市第一热电厂每年向热力公司提供的蒸汽量，夏季为450t/h,冬季为700 t/h, 华能热电厂有800 t/h蒸汽进京，两家热电厂都有供热潜力。为了更好的推广热制冷技 术，热力公司在公司大院的办公楼群实施了三联供。三联供方案，制冷：热电厂蒸汽+ 吸收式制冷；采暖：热电厂热水+板式换热器；室内：风机盘管机组。供冷面积，5600 m2, 办公楼为砖混结构。制冷站主要设备：制冷剂：TSA-NCC-14型，冷水流量109m3/h，冷 却水18
9、0 m3/h，制冷量180USRT,泵功率3.1kW，蒸汽耗量0.792 t/h；冷却水泵， G125-32-22NY 型，二台；冷冻水泵，G80-32-13NY 型，二台；冷却塔，DBNL3-150T 型。 制冷总投资（含室内系统）249.7万元。两年实际运行说明；吸收式制冷的耗电量为压 缩式的1/4,运行费比压缩式节约1/5, 一次性投资比压缩式节约1/10，从能源利用方 面看，吸收式利用了热电厂的低压蒸汽，增加热电厂夏季负荷，降低电厂发电煤耗，同 时，还可缓解北京夏季电力供应紧张的问题。淄博市张店城市集中三联供项目1993年，淄博制冷企业联合公司供冷7.5万m2,供汽15.5 t/h,敷
10、设蒸汽管网12公 里，投资600万元；敷设二级管网20公里，投资800万元；建冷暖站6座；主要用户 是宾馆、商厦、办公楼和住宅等。广州大学城区域供冷项目广州大学城区域供冷项目总装机容量37.3万kW （10.6万RT）,冷冻水管网总长 度120公里，一期总投资达6.8亿元。共设区域冷冻站4座，其中3座采用离心式冷水 机组与冰蓄冷系统结合，1座采用热电冷三联供方案，向广州大学城18平方公里内超过 300座建筑供冷。是世界上规模最大的区域供冷系统之一。该系统于2003年开始可行性研究，2004年8月投入试运行并向用户供冷，至今已 运行两个供冷季。经过两个供冷季的运行，效果良好。（2）以蒸汽锅炉房为
11、热源的城市集中供冷系统大连市热电集团中心区热力分公司热电冷三联供项目为建设大连香海热电厂工程，解决大连市中心区用汽早而且容量偏小，而电厂建设 周期长的矛盾，1997年大连市政府在火车站后身建起了一座4 * 20 t/h集中供热锅炉房， 承担胜利广场、迈凯乐大连商厦、先施秋林等商厦、宾馆的冬季供暖、夏季供冷任务， 目前运行情况良好。如胜利广场装有3台大连三洋的SCC-71 930 USRT的双效蒸汽制冷 机，供全场12万m2的空调使用。另外还有北京市北辰供热厂集中三联供项目、郑州市热力公司火车站蒸汽锅炉房三 联供项目等，上述系统均已运行多年，目前正在进行总结。（3）以燃气为能源的城市集中三联供项
12、目 顺德新城区中央商务区区域供冷系统顺德新城区中央商务区区域供冷系统，服务面积6平方公里，为区内52个地块提 供区域供冷，总建筑面积超过300万m2,区域冷冻站装机容量232100 kW （66000 RT）。顺德新城区区域供冷与附近德胜电厂的改造结合，热、电、冷三联供。利用燃气轮 机抽汽，采用蒸汽吸收式双效溴化锂制冷机与电制冷机串连的方案，或采用蒸汽推动透 平的离心式制冷机方案a。该项目已全面启动，经过可行性研究及方案设计，将进入BOO招标阶段。 另外利用燃气能源的城市集中三联供项目还有上海中央商务区三联供系统。（4）以海水为能源的热泵三联供项目青岛东部开发区和高科技工业园坐落在黄海之滨，这
13、里将建数百万m2大型宾馆、 写字楼、高级住宅、大部分建筑要求三联供。青岛建工大学于立强教授经分析研究，提 出并推荐采用大型海水热泵站实现城市集中三联供，该系统由大型热泵，变压器，海水 泵，抽吸海水铸铁管，排除海水暗渠，供回水管及用户等组成，第一期工程向香格里拉 大酒店和金都大酒店供冷供热，冬季冷负荷（包括生活热水）10.15MW，夏季冷负荷 10.5 MW，选用瑞典ABB公司生产的11 MW热泵机组一台，全年供热量为kWh, 次投资2979.49万元，每年消耗标煤4801t,全年运行成本费521.48 万元。其所以采用这个方案是根据青岛气象条件和黄海的水温而决定的。青岛冬季采暖 期室外平均温度
14、2.2C,冬季浅海水计算温度为6C；夏季室外平均温度为27.5C,浅海 水温为25C，这就为利用海水为能源创造了条件，这也是实施本方案的先决条件Mo 实践证明:三联供系统是一种先进的、实用的、符合我国国情的城市供热制冷新模式， 是一项利国、利民、改善城市人民工作生活环境，加快城市现代化建设的节能项目，该 系统一是能有效地利用热电厂的低压蒸汽作为城市三联供的热源，可以提高夏季热电厂 的发电和供热量，提高热电厂全年的综合经济效益，同时还减少了夏季制冷用电负荷， 缓解了电力供应紧张的问题，具有明显的节能节电效益。二是能够降低设备费、运行费。 由于三联供系统将冷热源设备、泵、管道等集中后，可采用大型装
15、置，实现高效率运转; 由于三联供的对象建筑物多种多样，使用时间不尽相同，因此可削减峰值负荷、降低设 备容量;由于三联供设备集中，因此可降低机房面积，同时便于维修和运行管理。三是能 提高建筑物的安全性。采用三联供技术制冷所使用的设备都是低温低压、非易燃易爆设 备，而分散供热制冷所使用的设备如燃油炉、煤粉炉属压力容器，而且其储油罐中数十 吨备用燃油构成了极大的安全隐患，所用的高电压、高转数大型制冷机也具有一定的不 安全性。因此，热电冷三联供技术具有取代其他供热制冷方式的优越性，值得推广。3. 主要研究内容在集中供冷站的工艺设计中，通过准确计算冷用户空调冷负荷、适当选择冷水机组和 水泵等设备、采取合
16、理的空调水系统形式和布置来达到该系统的经济、安全、高效、节 能运行，发掘系统的节能潜力和经济效益。具体内容包括：1集中供冷冷用户空调冷负荷计算根据烟台地区的室外气象参数和办公建筑的室内空调设计参数，运用冷负荷系数法 并参考有关手册、规范，计算出冷用户夏季空调冷负荷。2选择一期工程溴化锂冷水机组及配套的冷却水泵、冷冻水泵等主要设备(1) 溴化锂冷水机组选择：根据冷用户夏季空调冷负荷，并考虑工程扩展的余量，选 用蒸汽双效式大温差溴化锂冷水机组。(2) 冷机侧阻力损失和管网阻力损失计算：根据所选溴化锂冷水机组的冷冻水、冷却 水流量，冷冻水供回水温差等参数，分别计算冷机侧阻力损失和管网阻力损失、冷却水 管路阻力损失。(3) 水泵选择：根据冷机侧流量、阻力损失，考虑一定的余量，合理选择冷机
