绥中36-1CEP溴化锂空调替代电中央空调技术可行性分析

曹红蕊

(天津中海油工程设计有限公司 天津300452)

绥中36-1CEP溴化锂空调替代电中央空调技术可行性分析

曹红蕊

(天津中海油工程设计有限公司 天津300452)

溴化锂空调可利用海上平台透平机组的高温烟气实现无能耗的制冷、制热，并能提供卫生热水，不仅可以实现节能减排的目标，还可以降低烟气排放温度。以绥中36-1CEP海上石油平台为例，介绍了透平机组和各需要改造区域的现状，结合溴化锂机组的特点，从主机安装、烟气系统、冷却水系统、空调水系统、淡水系统及其余系统几个方面分析了溴化锂空调替代电中央空调的设计方案，从而确定绥中36-1CEP平台溴化锂空调替代电中央空调在技术上是可行的。

溴化锂机组 电中央空调 节能

1 项目背景

SZ36-1CEP平台生活楼现有3台电力中央空调，总制冷量为300,kW，总制热量为216,kW，单台制冷耗电量60,kW/h，单台制热耗电量131,kW/h，两用一备。该平台MCC间现有分体空调5台，总制冷量为62,kW，根据近几年运行情况现场反馈，制冷量基本达到要求，但夏季温度太高时制冷量偏小。鉴于以上情况，调整MCC间空调的制冷参数，总制冷量调整为80,kW，单台耗电量6,kW/h。主变压器间现有分体空调4台，总制冷量为100,kW。根据现场反馈，制冷量不满足要求，开启2台空调只能满足为1台变压器制冷。经重新核算变压器间的热量，将变压器间的空调总制冷量调整为180,kW。

本项目将利用溴化锂非电空调技术对SZ36-1CEP燃气轮机高温烟气加以利用，为生活楼、MCC间和变压器间提供制冷(制热)。根据现场反馈，对空调制冷量和制热量进行重新核算后，海上平台生活楼所需制冷(热)量为300,kW，MCC间所需制冷量为80,kW，变压器间所需制冷量为180,kW，要求溴化锂机组总制冷量不低于580,kW。SZ36-1CEP平台现有燃气轮机4台，其中A、B、C 3台燃气轮机已安装废热回收装置，D机暂无废热回收装置。燃气轮机D的相关参数见表1：

表1 燃气轮机D相关参数Tab.1 Related parameters of gas turbine D

2 溴化锂空调的特点

溴化锂非电空调技术已比较成熟，该技术对高温烟气进行再利用，实现无能耗的制冷、制热和卫生热水供应，节约能源的同时降低排烟温度。

2.1 节约能耗

SZ36-1CEP平台生活楼目前采用电中央空调，MCC间和变压器间均采用分体空调，全年总能耗值计算如下：

生活楼全年制冷能耗：60,kW/h×2×24×30×7＝604,800,kW；

生活楼全年制热能耗：131,kW/h×2×24×30×5＝943,200,kW；

变压器和MCC分体空调制冷能耗：6,kW/h×11× 24×365＝578,160,kW；

全年总耗电量为：604,800,kW＋943,200,kW＋578,160,kW＝2,126,160,kW。

若采用溴化锂非电空调技术，每年将至少节约2,126,160,kW电能消耗，同时也为生活楼提供卫生热水。

2.2 减少碳排放

SZ36-1CEP空调折合碳排放约为：2,126,160,kW÷ 30%×0.2,kg/m3＝1,417,440,kg。

使用溴化锂非电空调技术，每年将减少CO2排放量1,417,t，相当于每年种活7,700棵大树。

2.3 降低排烟温度

SZ36-1CEP平台透平D机排烟温度为480,℃，通过溴化锂技术对烟气进行回收利用后，排烟温度降低至150～170,℃。

3 项目实施方案

溴化锂非电空调分为主机部分和辅机部分，外围配套高温烟气系统、冷却水(海水)系统、空调水系统、淡水系统(可选供卫生热水)和风道等。溴化锂空调替代电空调，需要对各个系统改造可行性进行分析。

3.1 溴化锂主机安装方案

根据对SZ36-1CEP平台的制冷量、空间等各个因素的考虑，选用870,kW高温烟气溴化锂机组(以远大该型号机组为例)。该机组各参数见表2：

表2 870,kW溴化锂机组相关参数Tab.2Related parameters of 870,kW lithium bromide unit

溴化锂机组主机和辅机可选用成撬安装并配套金属房间。根据现场实际情况，选择在淡水罐上搭设钢结构平台并安装溴化锂机组。该钢架结构平台将与废热甲板相连并共用楼梯和通道，同时便于日后维修和保养。由于淡水罐正处于吊车下方，满足溴化锂主机和辅机成撬吊装条件，减少后期安装调试工作量。溴化锂机组的安装位置见图1：

图1 溴化锂机组的安装位置Fig.1Mounting position of the lithium bromide air conditioning

3.2 烟气系统方案

870 kW溴化锂机组烟气系统相关参数为：烟气温度450,℃，烟气流量10,000 kg/h，机组产生背压1,600 Pa。根据MARS100操作维修手册中的数据，该型透平相关参数为：烟气温度480,℃，排烟流量150,000 kg/h，排气背压2,000 Pa。由参数对比可见，透平排烟温度满足溴化锂使用要求，透平排烟量远大于溴化锂使用量，溴化锂产生的背压不会对透平运行产生影响。为确保溴化锂机组运行的安全性和可靠性，在溴化锂机组排气端安装1台高温抽风机，相关参数为：烟气温度200,℃，烟气流量20,000 kg/h，电机为变频控制。

溴化锂机组热源主要由透平D机烟气供应，透平A/B/C出口烟气作为备用热源，每台透平引风管道配耐高温阀门独立开关控制。

3.3 冷却水系统方案

溴化锂机组利用冷却水带走热量，冷却水通常使用淡水，流量为190 m3/h。考虑到平台淡水资源紧张等实际问题，改用海水作为冷却水，但海水对换热器和管线有一定的腐蚀性，所以需要对溴化锂内部换热器和管线进行升级改造。SZ36-1CEP平台有2台海水泵，单台流量为400,m3/h，1用1备；EDP平台有1台海水泵，流量为500,m3/h，处于备用状态。3台海水泵已实现互联，共计流量1,300,m3/h，目前状态为1用2备。使用溴化锂机组后，改为2用1备即满足要求。

3.4 空调水系统方案

空调水即制冷水或制热水，空调水系统包含管线、阀门、换热风柜等。为实现分别对生活楼、MCC和变压器间进行制冷或制热，考虑安装两台换热风柜，1台专供生活楼制冷(制热)，1台专供MCC和变压器间制冷。空调水由溴化锂机组引出，分别进入2台换热风柜。变压器风柜安装在溴化锂钢结构平台上，生活楼风柜安装位置见图2。为将换热风柜放入空调间，需要将原空调机组C机拆除，替换为风柜。预留2台中央空调作为备用机组。其中冷水泵、换热器、海水管、水箱和风道均不能拆除。

图2 风柜安装位置Fig.2 Mounting position of the air cabinet

原空调机组C尺寸为3,500,mm×1,800,mm× 2,000,mm，生活楼风柜尺寸为3,200,mm×1,600,mm× 2,100,mm。由于空调间东侧走道窄小而机组尺寸较大，需要将风柜拆分后进入空调间安装。风柜拆分后最大部件体积为1,200,mm×1,600,mm×2,100,mm，而空调间出口门的尺寸为1,900,mm×800,mm，拆分后的风柜无法通过该门进入房间，需在原门边进行开孔以便将原空调机组C拆除移出并将风柜运至房间内进行安装。为减少开孔尺寸及方便吊装，开孔尺寸定为2,100,mm×1,500,mm，且需在开孔上方设置两个吊点以方便机组进出。

3.5 淡水系统方案

溴化锂机组每隔一段时间需要补充部分淡水，同时可提供卫生淡水供平台生活楼使用。图3为淡水取出点，需要将原来的弯头换成三通，连接管线引淡水至溴化锂机组。淡水非长期不间断使用，而只用于溴化锂机组淡水闭式循环补水。

图3 淡水系统取水点Fig.3 Water taking point for fresh water system

3.6 其余系统方案

溴化锂空调全系统需要2个总开关，接线利用平台原有线路接入MCC间。生活楼风柜总开关连接生活楼200,kW、400,A备用开关。溴化锂机组总开关连接原生活楼空调C机的120,kW、250,A开关。溴化锂机组接线接入机房后进入溴化锂机组控制柜。

溴化锂空调间安装1台轴流风机进行换气，并按要求配备相应的消防设施、器材。

若平台需要，可将溴化锂机组的起停信号、故障报警、紧急关断信号接入中控系统，包括泵、风柜、热油温度、冷冻水温度等数据均可在中控进行显示。

4 结 论

①经过多年发展，溴化锂空调在技术和节能效果方面均已成熟，在国内呈现出快速发展的势头。②在海上平台上应用溴化锂空调，不但可以解决海上平台供电紧张的问题，还可以节约能源、减少污染。③溴化锂机组除了初期投资较大等缺点外，在其他方面均有较大优势。④SZ36-1CEP溴化锂空调替代电中央空调技术上可行，应在此基础上进行经济核算，根据平台具体情况进行综合比选，使设计方案既经济又合理。■

［1］ 袁堂钦，孙薇莉，孙淑琴. 正确认识溴化锂吸收式冷水机组[J]. 应用能源技术，1998(2)：11-14.

［2］ 王长庆. 吸收式制冷技术的应用和发展[J]. 能源技术，2000(1)：31-35.

［3］ 郎四维. 中国采暖和空调节能技术现状及趋势[J]. 能源政策研究，1999(4)：40-44.

Analysis of Technical Feasibility of Lithium Bromide Air Conditioning in Replacing Electric Central Air-conditioning in SUIZHONG 36-1CEP

CAO Hongrui
(CNOOC Tianjin Engineering Design Corp．Ltd.，Tianjin 300452，China)

Lithium bromide air conditioner makes use of high-temperature flue gas from turbine unit of offshore platform and realizes the refrigeration and heating without energy consumption．Not only can it provide sanitary hot water，but it also can reduce greenhouse gas emissions，protect environment and achieve the purpose of energy saving and emission reduction while reducing the temperature of flue gas emission．Taking SUIZHONG 36-1CEP offshore platform as an example，this paper introduces the turbine unit and conditions of its parts to be transformed．Combinedwith the characteristics of lithium bromide air conditioning，a design scheme was given to replace electric central air-conditioning with lithium bromide airconditioning．After analyzing the design from the aspects of host installation，flue gas system，cooling water system，air conditioning water system，fresh water system and other systems，it concludes that the replacement at the SUIZHONG 36-1 CEP platform is technologically feasible.

lithium bromide air conditioning；electric central air-conditioning；energy conservation

T609

A

1006-8945(2016)03-0038-03

2016-01-27