【摘要】： 能源緊缺是當(dāng)今世界各國面臨的共同問題,我國正處在高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中,充分發(fā)揮能源的利用效率十分必要,針對(duì)不同用能對(duì)象的特點(diǎn),開展各種節(jié)能技術(shù)的研究、采取有效的節(jié)能措施具有重要的意義。 本文研究一種利用低品位廢熱節(jié)省制冷機(jī)消耗的高品位電能的技術(shù)。針對(duì)某化工廠的生產(chǎn)過程有大量低溫廢熱產(chǎn)生,同時(shí)生產(chǎn)工藝又有冷凍需求的實(shí)際情況,提出一種采用廢熱驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)組與常規(guī)電動(dòng)壓縮式冷凍機(jī)組構(gòu)成復(fù)疊式制冷系統(tǒng)的節(jié)能方案,即,在氣溫相對(duì)較高的季節(jié)里,利用余熱廢熱制冷機(jī)組制取冷水,作為冷卻水供給壓縮式制冷機(jī)組,以提高電動(dòng)制冷機(jī)的效率,節(jié)省制冷機(jī)組的電能消耗。 通過建立冷凍機(jī)和冷卻塔模型,結(jié)合化工廠所在地氣象參數(shù),對(duì)常規(guī)制冷系統(tǒng)和復(fù)疊式制冷系統(tǒng)的全年電耗進(jìn)行了仿真計(jì)算與分析;此外,對(duì)節(jié)能方案的投資回報(bào)期、對(duì)應(yīng)節(jié)電量的溫室氣體減排量、標(biāo)煤減少量也進(jìn)行了適度的分析。結(jié)果表明,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的一臺(tái)冷量為1213 kW,假定冷媒出口溫度為-6.5℃的機(jī)組,復(fù)疊式系統(tǒng)的高溫段(廢熱制冷段)制取15℃的冷水,在4月1日至10月30日之間,復(fù)疊式制冷系統(tǒng)比現(xiàn)有的常規(guī)制冷系統(tǒng)節(jié)電27萬度以上,節(jié)電比例達(dá)22%;對(duì)應(yīng)的CO2排放減少129.3噸/年、標(biāo)煤使用量減少60.7噸標(biāo)準(zhǔn)煤/年;如果采用余熱溴化鋰機(jī)組作為復(fù)疊式系統(tǒng)的高溫段,投資成本回收期為9年;復(fù)疊式制冷系統(tǒng)節(jié)電能力隨工藝?yán)涿綔囟鹊纳叨龃?現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組的冷媒出口溫度實(shí)際為0℃,前述節(jié)電等效應(yīng)量是保守的計(jì)算結(jié)果;全年氣溫高的季節(jié)越長的地區(qū),復(fù)疊式系統(tǒng)的節(jié)能減排能力越明顯。
【圖文】：

在介紹復(fù)疊式制冷系統(tǒng)前，首先對(duì)兩種制冷系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)分：僅僅采用電動(dòng)壓縮式冷凍機(jī)組或者余熱廢熱制冷機(jī)組（如溴化鋰制冷機(jī)組、噴射式制冷機(jī)組）運(yùn)行的冷凍站制冷系統(tǒng)稱為常規(guī)制冷系統(tǒng)，其系統(tǒng)原理如圖2.1。圖2.1 常規(guī)制冷系統(tǒng)原理圖常規(guī)制冷系統(tǒng)只有余熱吸收式制冷機(jī)組或者電動(dòng)壓縮式冷凍機(jī)組兩者之一與冷卻塔相連接制取冷凍水。常規(guī)制冷系統(tǒng)的某PVC化工企業(yè)冷凍站廠內(nèi)有大量工藝?yán)鋮s/冷凍用冷凍機(jī)，常年連續(xù)運(yùn)行，使用量最大的機(jī)型為螺桿式氟利昂機(jī)組，制冷量為1200kW，冷媒出口溫度為0℃左右�，F(xiàn)有冷凍機(jī)組的運(yùn)行電耗成本是全年平均日電耗成本大致為53元/噸，此冷凍站全年電耗成本為12萬噸/年（化工廠PVC產(chǎn)能）×53元/噸=636萬元/年。該廠同時(shí)也有大量溫度高于95℃的連續(xù)不斷的富余熱量，為改造成為復(fù)疊式制冷系統(tǒng)提供了足夠的條件。

一般復(fù)疊式蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)是為了得到更低的蒸發(fā)溫度（-60～-70℃），，將兩種制冷劑在兩獨(dú)立制冷壓縮機(jī)中循環(huán)換熱。但利用余熱的復(fù)疊式制冷系統(tǒng)是為了節(jié)能。圖2.2為利用余熱作高溫段制冷的復(fù)疊式制冷系統(tǒng)原理圖。與一般意義上的復(fù)疊式制冷系統(tǒng)相比較，此利用余廢熱的復(fù)疊式制冷系統(tǒng)多了水泵和兩個(gè)三通水閥。圖2.2 復(fù)疊式制冷系統(tǒng)原理圖比較復(fù)疊式制冷系統(tǒng)與常規(guī)制冷系統(tǒng)可以看出，前者可以在常規(guī)制冷系統(tǒng)冷凍站的基礎(chǔ)上輕易改造得來，僅僅只需增加余熱制冷機(jī)組或者電動(dòng)壓縮式制冷機(jī)組以及相應(yīng)輔助的閥門、泵等設(shè)備。從復(fù)疊式制冷系統(tǒng)提出原理我們可知，要體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)必須具備以下使用條件：（1）此復(fù)疊式制冷系統(tǒng)主要是降低電動(dòng)壓縮式冷凍機(jī)組的冷卻水進(jìn)口溫度來減少電耗，因此余熱制冷機(jī)組在冷卻塔出水溫度較高時(shí)才開啟使用，在我國有此氣溫分布的多為長江中下游地區(qū)以及常年溫度較高的南方地區(qū)。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TB65;X706

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2641297