利 用 火 电 厂 的 余 热 制 冷 实 现
“ 热 、 电 、 冷 ” 三 联 产 的 可 行 性1998 年 我 国 电 力 工 业 装 机 容 量 已 达 到 26 MW ， 其 中 78% 为 火 力 发 电 机 组 ， 如 何 因 地 制 宜 地 发 展 热 电 联 产 、 提 高 火 力 发 电 厂 燃 料 的 综 合 利 用 率 、 改 善 环 境 卫 生 、 增 加 电 厂 的 收 益 、解 决 电 厂 工 人 下 岗 - 再 培 训 - 再 就 业 等 问 题 已 经 迫 在 眉 睫 。 因 此 ， 电 力 系 统 必 须 大 力 发 展 第 三 产 业 ， 开 拓 市 场 ， 开 展 多 种 经 营 ， 从 而 提 高 经 济 效 益 。
一、 利 用 电 厂 的 余 热 制 冷
到 了 夏 季 人 们 为 了 解 热 吃 冰 棍 ， 住 房 降 温 用 空 调 已 是 寻 常 之 事 。 为 了 适 应 人 们 生 活 节 奏 的 加 快 ， 冷 冻 食 品 的 大 量 生 产 与 供 应 ， 夏 季 吃 桔 子 ， 冬 天 吃 西 瓜 都 能 实 现 。 随 着 经 济 收 入 的 增 加 、 生 活 水 平 的 提 高 ， 用 在 仓 贮 ， 制 冷 ， 空 调 的 电 负 荷 高 速 增 长 ， 用 电 结 构 发 生 变 化 ， 电 力 部 门 生 产 的 电 力 从 “ 卖 方 市 场 ” 转 向 “ 买 方 市 场 ” 。 取 消 了 各 种 限 制 用 电 的 规 定 。 制 冷 通 常 用 电 ， 虽 然 方 便 、 效 应 快 ， 但 成 本 较 高 。 如 建 500 T 低 温 冷 库 ， 库 温 – 20 ℃ ， 需 要 装 置 200 kwh 功 率 ， 按 商 业 用 电 0.8 元 / kwh 计 算 ， 每 天 用 电 4800 kwh ， 每 日 电 费 3,840 元 ， 每 月 电 费 115,200 元 。
如 果 利 用 电 厂 余 热 来 制 冷 ， 成 本 可 以 大 大 降 低 。
大 型 火 力 发 电 厂 的 热 效 率 仅 35 – 38% ， 大 部 分 热 损 失 是 能 量 转 换 过 程 中 的 各 种 不 可 逆 损 失 ， 电 厂 热 能 工 作 者 采 取 各 种 有 效 措 施 后 ， 让 各 种 余 热 都 加 以 利 用 回 收 ， 但 还 有 些 余 热 ， 如 锅 炉 连 续 排 污 和 定 期 排 污 的 污 水 等 ， 认 为 水 质 不 洁 未 能 利 用 ， 直 接 排 入 地 沟 ， 造 成 电 厂 热 污 染 ， 如 ： 400 T / h 锅 炉 ， 排 入 地 沟 污 水 （ 175 ℃ ） 达 4T / h ， 对 电 厂 来 说 微 不 足 道 ， 但 要 利 用 其 热 能 制 冷 ， 却 是 较 大 的 数 字 。 如 ： 2 × 125 MW 电 厂 配 置 2 × 400 T/h 锅 炉 ， 排 污 扩 容 器 工 作 压 力 0.68 MPa， 污 水 温 164 ℃ ， 每 小 时 排 污 水 4 T ， 利 用 蒸 汽 制 冷 后 污 水 冷 却 到 65 ℃ ， DY 吸 附 热 能 制 冷 最 低 效 率 按 0.3 计 算 ， 可 以 用 于 制 冷 的 热 量 为 ：
Q = D（h – h’）0.3
= 4000(693 – 250)×0.
= 531600 kj/h
= 12.69万 kcal/h
可 以 建 500 吨 T 温 小 型 冷 库 ！
同 理 ， 2 × 300 MW 机 组 2 × 1024 T / h 锅 炉 发 电 厂 、 排 污 水 热 量 ， 可 以 用 来 制 冷 的 热 量 为 25.5 万 kcal/h ， 可 建 700 T 低 温 小 型 冷 库 。
DY 制 冷 技 术 比 压 缩 式 制 冷 技 术 能 耗 小 ， 设 备 简 单 ， 总 投 资 减 少 1/3 ， 而 且 安 全 ， 无 运 行 噪 音 ， 设 备 可 以 使 用 10 年 以 上 ， 且 不 需 维 修 ， 因 此 ， 利 用 余 热 制 冷 具 有 强 劲 的 竞 争 力 。 在 其 它 条 件 相 同 的 情 况 下 ， 发 电 厂 可 利 用 余 热 制 冷 ， 开 办 冰 厂 ， 开 办 食 品 冷 冻 、 贮 藏 、 保 鲜 的 商 业 性 冷 库 ， 这 种 无 能 耗 成 本 生 产 经 营 是 发 展 电 厂 第 三 产 业 的 最 有 利 的 项 目 。
热 电 厂 其 连 续 排 污 量 更 大 ， 为 锅 炉 蒸 发 量 的 2 – 5% ， 排 污 水 更 多 ， 创 办 冷 冻 事 业 条 件 更 有 利 ， 如 果 利 用 火 电 厂 所 在 供 汽 范 围 内 ， 利 用 0.2 MPa ， 106 ℃ 的 热 水 来 制 冷 ， 可 以 不 受 电 厂 场 地 的 限 制 ， 采 用 DY 制 冷 技 术 制 冷 比 压 缩 式 制 冷 能 使 成 本 减 少 1/2 ， 同 样 有 竞 争 力 ， 且 DY 制 冷 技 术 是 成 熟 的 可 靠 的 。 热 电 厂 也 可 利 用 抽 汽 发 展 制 冷 工 业 ， 增 加 夏 季 热 负 荷 ， 提 高 机 组 利 用 率 。
二、 热 电 厂 发 展 “ 热 、 电 、 冷 ” 三 联 产 的 设 想
我 国 供 热 机 组 约 占 全 国 火 电 装 机 容 量 的 10% ， 全 国 共 装 供 热 机 组 20000 MW 以 上 ， 目 前 大 量 发 展 140，200 MW 大 型 供 热 机 组 ， 这 些 机 组 大 都 装 在 北 京 、 郑 州 、 石 家 庄 等 大 城 市 ， 有 10 公 里 以 上 供 热 区 域 ， 都 有 稳 定 的 工 业 热 负 荷 和 采 暖 热 负 荷 ， 且 以 供 生 活 采 暖 负 荷 为 主 ， 夏 季 采 暖 热 负 荷 降 至 零 ， 电 厂 经 济 效 益 不 佳 。 如 果 将 汽 轮 机 中 作 了 部 分 功 的 低 品 位 蒸 汽 热 能 ， 用 以 对 外 供 热 和 制 冷 ， 采 用 蒸 汽 动 力 循 环 和 DY 吸 附 式 制 冷 ， 其 循 环 效 率 可 达 65% 以 上 。
随 着 经 济 发 展 ， 人 们 的 生 活 水 平 提 高 ， 空 调 已 进 入 普 通 百 姓 家 庭 ， 97 年 夏 天 酷 热 使 北 京 的 空 调 机 出 现 了 暂 时 脱 销 的 局 面 ， 社 会 一 度 出 现 “ 空 调 ” 热 。 生 活 水 平 进 一 步 提 高 ， 热 电 厂 冬 季 供 热 ， 夏 季 供 冷都 已 提 到 议 事 日 程 上 来 。
目 前 ， 效 益 好 的 单 位 办 公 和 生 活 区 及 大 型 饭 店 宾 馆 、 商 场 、 戏 院 、 公 用 事 业 等 都 利 用 溴 化 锂 吸 收 式 制 冷 技 术 实 现 冷 暖 集 中 空 调 ， 且 发 展 迅 速 。 我 国 第 一 台 溴 化 锂 吸 收 式 制 冷 机 90 年 代 初 出 现 在 长 沙 ， 但 其 技 术 容 量 小 、 分 散 、 烧 油 ， 对 城 市 环 境 造 成 一 定 影 响 。 但 最 根 本 的 缺 陷 是 成 本 高 ， 一 般 的 机 关 单 位 投 资 不 起 ， 其 实 际 推 广 受 经 济 条 件 限 制 。 另 外 溴 化 锂 对 金 属 有 强 烈 腐 蚀 作 用 。
DY 热 能 吸 附 式 制 冷 技 术 ， 有 实 现 热 电 厂 “ 热 、 电 、 冷 ” 三 联 产 的 可 能 性 ， 它 与 传 统 的 蒸 汽 压 缩 式 制 冷 有 实 质 上 的 区 别 ， 可 获 得 大 制 冷 量 ， 制 冷 效 率 高 于 蒸 汽 压 缩 制 冷 。 1992 年 第 一 台 DY 热 能 吸 附 式 制 冷 样 机 于 长 沙 试 制 成 功 。 目 前 ， 对 于 可 利 用 尾 管 排 汽 来 制 冷 的 船 用 柴 油 机 、 汽 车 内 燃 机 ， 它 同 样 可 以 利 用 热 电 厂 0.12 – 0.25 MPa 抽 汽 来 制 冷 ， 制 冷 效 率 最 低 0.3 ， 高 时 可 达 0.5 。
采 用 DY 热 能 吸 附 式 制 冷 技 术 实 现 热 电 厂 “ 热 、 电 、 冷 ” 三 联 产 有 如 下 特 点 ：
1、 适 应 供 冷 需 要 、 扩 大 热 电 厂 服 务 功 能 、以 及 设 备 运 行 可 靠。
热 电 厂 只 需 增 设 大 型 DY 吸 附 式 制 冷 机 ， 利 用 热 电 厂 原 有 中 央 （ 集 中 ） 供 热 系 统 ， 向 热 用 户 供 7 – 8 ℃ 的 冷 水 ， 即 可 满 足 热 用 户 、 及 各 高 层 建 筑 空 调 的 要 求 ， 可 以 在 10 – 100% 范 围 内 自 动 调 节 制 冷 量 。 大 型 DY 吸 附 式 制 冷 机 ， 基 本 上 是 热 交 换 器 组 合 ， 除 小 功 率 溶 液 泵 外 ， 无 转 动 部 件 ， 无 振 动 ， 无 噪 音 ， 无 爆 炸 危 险 ， 运 行 可 靠 ， 维 护 方 便 ， 易 于 实 现 自 动 化 。
2、改 变 热 电 厂 夏 季 无 采 暖 负 荷 的 状 况 ， 提 高 热 能 利 用 率 。
热 电 厂 蒸 汽 动 力 循 环 加 DY 吸 附 式 制 冷 机 ， 其 循 环 热 效 率 可 达 65% 以 上 ， 因 此 可 以 改 善 热 电 厂 全 年 经 济 效 益 ， 增 加 收 入 。
3、改 善 大 气 环 境 ， 提 高 人 们 的 生 活 质 量 。
4、降 低 空 调 制 冷 的 成 本 。
使 用 电 空 调 耗 电 量 大 ， 因 此 成 本 也 大 。 采 用 低 品 质 蒸 汽 制 冷 取 代 部 分 电 制 冷 ， 其 制 冷 成 本 要 低 ， 同 时 增 加 电 厂 供 热 抽 汽 量 ， 热 电 厂 的 发 电 量 也 就 增 加 。
热 电 厂 实 现 “ 热 、 电 、 冷 ” 三 联 产 后 ， 因 供 热 抽 汽 量 的 限 制 ， 供 冷 量 一 般 小 于 供 热 量 ， 因 此 供 冷 半 径 也 小 于 供 热 半 径 ， 一 般 供 冷 量 为 供 热 量 的 30% 至 50% ， 可 以 保 证 需 要 供 冷 的 主 要 用 户 。
此 外 ， 有 热 源 （ 小 型 锅 炉 ） 需 要 大 面 积 空 调 单 位 也 可 以 装 设 DY 吸 附 式 制 冷 装 置 ， 实 现 “ 热 、 冷 ” 联 产 。
实 现 “ 热 、 电 、 冷 ” 三 联 产 的 问 题 ：
1、 大 、 中 型 DY 吸 附 式 制 冷 装 置 的 设 计 和 研 制 目 前 在 原 理 和 技 术 上 是 成 熟 的 ， 但 样 机 的 研 制 还 未 开 始 ， 如 何 提 高 DY 吸 附 式 制 冷 装 置 的 制 冷 效 率 和 降 低 其 体 积 ， 如 何 实 现 DY 吸 附 式 制 冷 机 的 自 动 化 控 制 ， 如 何 得 到 研 制 样 机 的 经 费 ， 如 何 使 产 品 商 品 化 是 一 系 列 的 问 题 。
2、 国 家 和 电 力 公 司 应 制 订 合 理 的 冷 价 ， 从 政 策 上 解 决 电 热 冷 价 ， 鼓 励 以 热 制 冷 ， 调 动 用 热 的 积 极 性 ， 促 进 热 、 电 、冷 三 联 产 的 发 展 。
3、 目 前 集 中 供 热 区 还 存 在 很 多 小 型 供 热 水 锅 炉 ， 利 用 DY 吸 附 式 制 冷 技 术 ， 生 产 直 燃 式 冷 热 两 用 锅 炉 （ 冬 季 供 95 ℃ 热 水 ， 夏 季 供 8 ℃ 冷 水 ） 也 将 有 广 阔 的 市 场 ， 可 以 实 现 供 热 供 冷 集 中 化 ， 以 满 足 广 大 群 众 生 活 的 需 要 。