50万大卡（-35度蒸发）余热制冷方案评价
1、项目的提出
随着国家经济的发展以及对能源梯级利用的日益重视，冷热电联产提到重要日程，现结合集团公司热、电产品和吸收式制冷产品的优势，模拟50万大卡制冷机组（-35度蒸发）采用不同制冷方式的运营成本，并进行技术经济性分析。
一种方式为电制冷，采用螺杆压缩机，一种采用余热制冷，利用单位或电厂的余热（120度以上）来驱动氨水吸收制冷机组来制冷。
2、方案技术经济评价
50万大卡制冷设备可选的技术方案有2种：
１）采用消耗电力的以氨或氟利昂为制冷剂的压缩式制冷系统。
２）利用低压蒸气为热源的单级氨水吸收制冷系统。
现对上述2种备选方案进行初步的技术经济评价。
其中，取折算的制冷设备满功率运行时间系数为0.65，即制冷设备每天按满功率运行15.6小时，每年满功率运行运行时间为5694小时。
电价＝0.7元／kWh，蒸汽为余热，并且系电厂自用，不计费。
（计费余热可以根据消耗的蒸汽量把费用自行加上）
（１）压缩制冷方案
ａ．压缩制冷机组购置费
目前低温压缩制冷机组单位制冷量售价约为0.12万元/kW，50万大卡/小时制冷量的压缩制冷机组购置费用69.6万元，加上辅机、安装等在100万左右。
ｂ．运行费用
压缩制冷机组（蒸发温度为-35度，压缩机COP接近1.0）实际满
功率运行功率为580ｋＷ，满功率运行时每小时耗电580kWh，电价按
0.70元/度计算，则每小时电费406元/h。
年运行5694小时计，则
年运行电费为231.1764万元/年。
（50万大卡的机组，每小时消耗蒸
汽2吨，蒸汽价格只要不超过203元每吨，氨水吸收制冷机组的费用
就不会超过用电的压缩机）。
ｃ．设备维修、维护费用
由于制冷压缩机内运动机械的摩擦作用，部分零部件需要定期更
换，机组需要定期保养和维修。
因此，设备的年保养和维修费用较高。
压缩制冷系统年维护费约为总购置费的10%，为10万元/年。
（２）蒸汽驱动的单级氨水吸收式制冷方案
冷工作原理单级循
环是吸收式制冷循环
的基础, 其工作流程
如图1所示。
该循环主
要由发生/精馏、冷
凝、节流、蒸发、吸
收过程组成。
氨含量
从吸收器中流出, 送入泵中获得高压后进入精馏塔和发生器。
对发生
器中的浓溶液进行加热，浓溶液就被分离为氨含量较低的溶液（稀溶液）和含水分的氨气。
含水分的氨气经精馏塔后可得到纯度很高的氨气（99.5%以上）。
高温高压的稀溶液经溶液热交换器降温并减压后，流回吸收器，吸收从蒸发器来的氨气。
另外, 从精馏塔顶出来的高纯度氨气在冷凝器内冷却为氨液, 流过节流阀节流降压成为低温汽液混合物, 进入蒸发器内吸收低温热量, 产生制冷效应。
完成制冷后的氨蒸汽流回吸收器被贫液吸收, 并冷却到环境温度。
采用单级氨水吸收制冷系统的条件见图2。
从图中可见，当蒸发温度为-35℃，冷却水温度为30℃时，单级氨水吸收制冷系统需要的最低热源温度为170℃（实际值稍高），0.8Mpa(G)以上的饱和
蒸汽即能满足单级氨水吸收
制冷要求。
单级吸收制冷循环主要设备有：发生器、精馏塔、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液泵、过冷器、溶液热交换器、冷却水系统和控制系统。
ａ．单级氨水吸收制冷机组购置费
大型单级氨水吸收制冷机组单位制冷量售价（包括辅机、安装、调试）约为0.25万元/kW ，50万大卡/小时（580KW ）制冷量的单级吸收制冷机组购置费用为145万元。
图2 单级氨水吸收制冷最低热源温度
ｂ．运行费用
从图3中可以看到，当蒸发温度为-35℃，年平均冷却水温度为30℃时，单级余热制冷机组的热力系数约为0.4（实际运行可达0.4）。
假设用压力0.8MPa （G ）
，
温度170℃的蒸汽作为驱动
能源，580kW 冷负荷需要消耗的蒸汽量为2t/h 左右。
单级余热制冷系统大约要消耗压缩制冷所消耗电量5-10%的电力，按照50KW 计算，需要电费为35元/h ，年运行5694小时，运行费19.929万元/年。
ｃ．设备维修、维护费用
氨水吸收制冷系统内运转的设备只有溶液泵，其余均为换热设备。
设备的年维护费用较低，取为2万元/年。
3、 方案技术经济评价汇总（按照蒸汽不收费）
以上为2种制冷方案技术经济评价。
汇总如表1
表1 2种制冷方案技术经济评价 单位 万元
图3 单级氨水吸收制冷热力系数
*建、安费的差别在于压缩制冷机需要专用机房，而氨水吸收制冷机为露天安放增额投资回收期（年）=投资额差/年运行费用差的绝对值
全额投资回收期（年）=投资总额/年运行费用差的绝对值
如果蒸汽收费，按照120元/每吨计算，每小时两吨，费用为240元/小时，全年蒸汽费用为：136.656万元。
年运行费用电压缩机多出241.1764-（21.929+136.656）=82.5914万元. 增额投资回收期（年）为0.42年，全额投资回收期（年）为1.94年。
4、结论
通过2种制冷方案的技术经济分析可以看到，采用余热制冷技术可以取得长期较好的经济效益。
氨水吸收的运行稳定性，便于保养维修也将带来长期经济效益。
泰山集团泰安华能制冷有限公司
2013.01.08。