汽机房降温通风系统经济性分析

沈 艳 张晓琼

(西南电力设计院，四川 成都 610021)

汽机房降温通风系统经济性分析

沈 艳 张晓琼

(西南电力设计院，四川 成都 610021)

研究了汽机房不同降温通风方式(蒸发冷却、压缩式制冷、吸收式制冷等降温通风方式)的基本原理，结合实际工程案例，对各降温通风方式进行了设备选型，分析了各种方案的节能及经济性，为火电厂汽机房降温通风设计提供参考。

汽机房，降温通风方式，蒸发冷却，经济性

0 引言

目前，对于地处印度、印尼等气候条件恶劣的国外工程，对汽机房大多都有降温要求，而汽机房降温通风方案的选择基本依靠经验，很难根据当地气候条件选出最节约能源的最佳系统。因此有必要应用工程实例对汽机房降温通风系统各方案进行研究，分析其节能性和经济性，为目前及以后的设计提供参考。

1 汽机房降温通风方式原理

汽机房降温通风方式主要有三种：蒸发冷却、蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷等。

蒸发冷却技术已有上百年甚至上千年的历史，最早出现的是直接蒸发冷却技术，即利用空气和水的直接接触实现蒸发冷却过程。由于直接蒸发冷却技术设备简单，容易实现，在干燥地区得到广泛应用和推广[1]。

蒸汽压缩式制冷系统(也称压缩式制冷机)主要是由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等四大部件及其连接管路组成，其系统内充注制冷剂。其工作原理是压缩机将从蒸发器来的低压制冷剂蒸汽进行压缩，变成高温、高压蒸汽后进入冷凝器，受到冷却剂空气或水的冷却放出热量并凝结成高压液体，再经膨胀阀节流后变成低压、低温的气液两相，进入蒸发器进行气化吸热制冷，得到所要求的低温和所需要的冷量，吸热气化后的低压制冷剂再进入压缩机，继续进行下一个制冷循环[2，3]。

吸收式制冷与蒸汽压缩制冷的原理相同，都是利用液态制冷剂在低温、低压条件下，蒸发、汽化吸收制冷剂的热负荷，产生制冷效应。不同的是，吸收式制冷是利用制冷剂与吸收剂组成的二元溶液为工质对完成制冷循环的。目前，应用最为广泛的就是溴化锂吸收式机组。

2 工程实例

本文结合一工程实例，探讨汽机房不同降温通风方式的经济性。

2.1 项目概况

1)工程位置。

印度某地区新建2×660 MW等级火力发电厂，除氧器及水箱室内置方式，汽机房长216.5 m，宽40.6 m，高32.5 m，开窗总面积为475.2 m2。

2)工程所在地区夏季室外气象条件。

夏季室外计算(干球)温度:47 ℃。

夏季室外计算(湿球)温度:24.8 ℃。

夏季大气压力:997 hPa。

3)汽机房室内状态参数。

室内(干球)温度：42 ℃，换气次数不小于5次/h。

2.2 降温通风设计计算

1)空调负荷计算。

本文主要进行降温通风方式的研究，对负荷进行简化计算，围护结构传热按照稳态传热进行计算，不考虑太阳辐射冷负荷。

表1为汽机房围护结构相关信息定义。

表1 汽机房围护结构类型及构造表

根据相关资料，660 MW等级的火力发电厂主厂房(除氧器及水箱室内置)的散热量Q2=4 800 kW，则汽机房总冷负荷Q=Q1+2Q2=9 744 kW。

表2 蒸发冷却系统

表3 蒸汽压缩式制冷系统

2)蒸发冷却选型计算。

根据《供暖通风空调设计手册》，蒸发冷却机组填料为格拉斯代克7 060，厚度为200 mm，空气流速为3 m/h，降温效率取0.8。

根据计算选用送风设备：每台蒸发冷却机组风量250 000 m3/h，每台汽机设置3台，共设置6台。选用排风设备：每台屋顶风机(No.15)风量75 000 m3/h，每台汽机设置9台，共设置18台。6台机组耗水量10 800 kg/h。蒸发冷却系统见表2。

表4 吸收制冷系统

表5 各设备造价表

3)蒸汽压缩式制冷系统选型计算。

根据焓湿图及计算结果，选用空调末端设备：每台组合式空气处理机组风量200 000 m3/h/台，制冷量1 400 kW，每台汽机设置5台，共设置10台。选用排风设备：每台屋顶风机(No.18)风量63 000 m3/h，每台汽机设置16台，共设置32台。

配套空调冷源设备选择如表3所示。

4)吸收制冷系统选型计算。

吸收式制冷系统空调计算负荷与蒸汽压缩式制冷系统相同，空调末端设备与蒸汽压缩式制冷亦相同，不同之处在于空调冷源的选择。吸收式制冷系统选型如表4所示。

2.3 经济比较

各方案设备造价见表5。

三种方案的初投资及运行费用对比见表6。

表6 三种方案初投资及运行费用对比表

从表6可以看出，蒸发冷却的初投资和年运行费用均远低于蒸汽压缩式和吸收式制冷方案，初投资费用较蒸汽压缩式制冷方案减少约2 149万元，每年可节约运行费用约876.9万元，较吸收式制冷方案减少约2 713万元，每年可节约运行费用约810.9万元，具有相当大的经济效益。

3 结语

由于蒸发冷却技术不使用CFCs制冷剂，对大气无污染。其驱动能源——干空气能为一种清洁可再生的能源，由于节电而节煤，从而减少了温室气体CO2以及污染物SO2等的排放。所以利用这一技术符合当前国家的节能减排产业政策。

采用蒸发冷却机组可以满足房间的室内温度要求，但设计选用时应结合具体工程气象参数和房间功能及用途，科学客观地研判采用蒸发冷却系统是否能满足要求显得尤为重要。在印度、印尼等具有干热气候特点的地区，发电厂汽机房内采用蒸发冷却完全满足汽机房内温度及换气次数的要求，且初投资和年运行费用均远低于蒸汽压缩式和吸收式制冷方案，具有较大的经济效益，是一种较经济且完全可行的降温通风方式。

总的说来，蒸发冷却是一种节能、环保、健康的冷却方式，与建设环境友好社会的理念一致，对于地处印度、印尼等气候条件恶劣的国外工程，应用在汽机房的降温通风系统中具有良好的适宜性和应用前景。

[1] 白志刚,王艳萍.直接蒸发冷却技术在火力发电厂的应用[J].能源与节能,2011(6)：108-109.

[2] 刘云霞.火电厂汽轮机房通风、供暖节能模拟研究[D].武汉：华中科技大学,2009.

[3] 刘卫华.制冷空调新技术及进展[M].北京：机械工业出版社,2004:83-102.

Analysis on the economy of ventilation cooling system of the steam-turbine house

Shen Yan Zhang Xiaoqiong

(SouthwestPowerDesignInstitute,Chengdu610021,China)

The paper studies basic principles of various ventilation cooling techniques of the steam-turbine house including evaporative cooling, compression refrigerating, absorption refrigeration and other cooling ventilation methods, carries out facilities selection of cooling ventilation methods by combining with actual engineering examples, and analyzes their energy conservation and economy, which has provided some guidance for cooling ventilation design of the steam-turbine house of the thermal power plant.

steam-turbine house, ventilation cooling technique, evaporative cooling, economy

1009-6825(2015)02-0115-02

2014-11-02

沈 艳(1983- )，女，工程师； 张晓琼(1964- )，女，高级工程师

TU834.3

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