某熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組向機(jī)場冷熱聯(lián)供項(xiàng)目分析

摘要：本文介紹了某熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組向機(jī)場冷熱聯(lián)供項(xiàng)目的情況，作為獨(dú)立區(qū)域用戶綜合能源供應(yīng)方案的參考。

1.背景

北方地區(qū)集中供熱是普遍需求，國家已有清潔能源供熱實(shí)施方案，利用熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組進(jìn)行集中供熱是最經(jīng)濟(jì)成熟的方案。但在熱電機(jī)組冷熱聯(lián)供上，受限于用戶需求、配套設(shè)施、冷熱規(guī)模等因素，成熟的案例和經(jīng)驗(yàn)較少。本文介紹了某熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組向機(jī)場冷熱聯(lián)供項(xiàng)目的情況，作為區(qū)域用戶綜合能源供應(yīng)方案的參考。

2.項(xiàng)目概況

某電廠建設(shè)2×300MW空冷供熱機(jī)組，于2012年1月投產(chǎn)發(fā)電。鍋爐為亞臨界壓力、一次中間再熱、單爐膛、自然循環(huán)、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、汽包型燃煤鍋爐。汽輪機(jī)為亞臨界蒸汽參數(shù)、一次再熱、單軸雙缸雙排汽采暖抽汽凝汽式空冷機(jī)組。目前電廠供熱熱負(fù)荷為696MW，充分利用余熱改造后供熱能力達(dá)到776MW。

距離電廠10km處有一大型民用機(jī)場，機(jī)場航站樓面積為8萬平方米。機(jī)場分為航站區(qū)、機(jī)務(wù)區(qū)和生活區(qū)。現(xiàn)狀供熱面積包括航站樓、辦公樓、餐廳、公寓、物流公司、油料公司、幼兒園、酒店等共計(jì)61.4×104平方米，供熱負(fù)荷46.6MW;現(xiàn)狀供冷面積包括航站樓、貴賓樓、餐廳、酒店等共計(jì)11.9×104平方米，供冷負(fù)荷16.4MW。

采暖期天數(shù)151天，夏季制冷天數(shù)153天。

機(jī)場現(xiàn)狀有2個(gè)熱源點(diǎn)：機(jī)務(wù)區(qū)鍋爐房設(shè)3×6t/h熱水鍋爐;動力區(qū)能源站鍋爐房設(shè)2×20t/h熱水鍋爐和2×20t/h蒸汽鍋爐、動力區(qū)能源站制冷站內(nèi)現(xiàn)有制冷量為3×5.82MW蒸汽驅(qū)動型溴化鋰熱泵+3臺LRS冷卻塔。

由于環(huán)保原因，機(jī)場2個(gè)熱源點(diǎn)準(zhǔn)備拆除，由電廠向機(jī)場提供冷熱負(fù)荷供應(yīng)。

3.機(jī)場冷熱聯(lián)供方案和分析

3.1 冷熱負(fù)荷確定

1）夏季空調(diào)制冷供熱負(fù)荷

依據(jù)現(xiàn)場資料，機(jī)場現(xiàn)狀供冷面積11.9×104m2，最大供冷負(fù)荷16.4MW;機(jī)場規(guī)劃供冷面積21.9×104m2，規(guī)劃設(shè)計(jì)供冷負(fù)荷為31.4MW。本工程冷源擬利用熱水型溴化鋰空調(diào)冷水機(jī)組，機(jī)組COP=0.7，驅(qū)動熱源為電廠提供的120/70℃高溫?zé)崴虼丝照{(diào)制冷耗熱負(fù)荷為44.9MW。本項(xiàng)目夏季空調(diào)熱負(fù)荷按44.9MW計(jì)算。

2）冬季采暖熱負(fù)荷

根據(jù)現(xiàn)場資料，機(jī)場現(xiàn)有供熱面積61.4×104㎡，供熱負(fù)荷46.6MW，預(yù)計(jì)新增面積40×104 ㎡;規(guī)劃供熱面積共計(jì)101.4×104㎡，規(guī)劃設(shè)計(jì)供熱負(fù)荷79.6MW。本項(xiàng)目冬季采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷按79.6MW 計(jì)算。

3.2 供熱管網(wǎng)參數(shù)

本工程采用熱水作為載熱介質(zhì)為機(jī)場提供冷熱聯(lián)供的熱源，供熱管道夏季和冬季運(yùn)行天數(shù)共計(jì)302天，夏季供/回水溫度為120/70℃，冬季供/回水溫度為110/50℃。

管道敷設(shè)需要綜合考慮全年運(yùn)行工況。根據(jù)計(jì)算，選用DN500供熱管網(wǎng)主干線由電廠圍墻外一米接出，敷設(shè)至機(jī)場與其原有管網(wǎng)相連，管網(wǎng)主干線長度約10km。

3.3 末端改造方案

1）動力區(qū)制冷站改造

本工程由于制冷機(jī)的熱源由0.8MPa蒸汽改為120℃高溫?zé)崴瑢⒃评錂C(jī)房內(nèi)3臺蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組更換為3臺熱水型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組。制冷主機(jī)更換后，冷卻水流量增加，更換冷卻水泵和冷卻塔，制冷系統(tǒng)沿用原系統(tǒng)。

夏季制冷站利用熱水驅(qū)動型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組供冷，驅(qū)動熱水由電廠提供，進(jìn)出口溫度為120/70℃;通過溴化鋰吸收式冷水機(jī)組驅(qū)動后制出冷凍水，冷水進(jìn)出口溫度為12/7℃;冷水機(jī)組產(chǎn)生的余熱通過冷卻水送至冷卻塔排放到大氣中，冷卻水進(jìn)出口溫度32/37℃。

2）熱力站

熱力站負(fù)責(zé)采暖熱負(fù)荷的交換和分配，熱力站原有的老舊管式換熱器更換為板式換熱器。

在熱力站中，電廠提供的熱力網(wǎng)110℃的高溫供水經(jīng)板式換熱器換熱后水溫降為50℃，回到熱力網(wǎng)回水管回至電廠;用戶側(cè)熱水供熱管網(wǎng)45℃的回水經(jīng)板式換熱器加熱后水溫提高到70℃供用戶采暖用熱。

4.結(jié)論

從上述項(xiàng)目方案中可以看出：

1）機(jī)場作為區(qū)域相對獨(dú)立的用戶，就現(xiàn)狀需求來看，其冷、熱負(fù)荷用能功率相當(dāng)，適合統(tǒng)一考慮冷熱聯(lián)供。

2）冷熱聯(lián)供項(xiàng)目中，末端采用熱水型溴化鋰機(jī)組是適合的。采用120/70℃供回水作為制冷機(jī)的熱源參數(shù)，可以與供熱系統(tǒng)很好的匹配。

3）以本項(xiàng)目為例，獨(dú)立區(qū)域供熱項(xiàng)目考慮供冷后，年供熱量和年收益增加50%以上。

4）本案例適合冷熱負(fù)荷相當(dāng)?shù)膮^(qū)域，如機(jī)場、高鐵站、商務(wù)區(qū)等。

趙耀華，男，1983年10月生，山西洪洞人，高級工程師，現(xiàn)就職于中國能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力勘測設(shè)計(jì)院有限公司。