电厂发电余热氨水吸收制冷5万吨冷库经济可行性分析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，现结合泰安华能制冷有限公司热、电产品和吸收式制冷产品的优势，模拟一5万吨规模冷库采用不同制冷方式的运营成本，并进行技术经济性分析。
其中冷间温度为0～2℃的高温库和冷间温度为-15～-18℃的低温库各占一半。
计划采用电厂的抽汽余热资源，利用氨水吸收制冷技术进行制冷作为冷库冷源，以提高热能的利用效率，节约能源。
2、冷量估算
１）冷库高温库贮存水果、蔬菜、饮品；低温库贮存肉类、冰淇淋、水饺。
库容50000吨（高低温库各储存25000吨）。
２）制冷负荷概算
由于目前冷库土建结构尚未设计，日进出货量未知，精确的冷库负荷计算需要在土建和保温结构、日进出货量给定后才能进行。
故只能根据冷库冷负荷概算指标进行估算。
冷库冷负荷概算指标
肉、禽、水产品
水果、蔬菜
表中，冷却设备负荷是指冷库内制冷剂蒸发负荷（冷负荷）；机械负荷是指考虑
了管道冷损失后的制冷机制冷功率。
按给定的冷藏容量各为25000吨计，取适当的蒸发器换热温差，则低温库需要蒸发温度为-22℃的冷负荷1750kW。
压缩制冷机功率为875kW；高温库需要蒸发温度为-5℃的冷负荷5250kW。
在采用压缩制冷情况下，压缩制冷机功率1750kW。
两库总计需要冷负荷7000kW。
在采用压缩制冷情况下，制冷压缩机总功率2625kW。
3、方案技术经济评价
50000吨级冷库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。
（１）压缩制冷方案
ａ．压缩制冷机组购置费
目前冷库用压缩制冷机组单位制冷量售价约为0.1万元/kW，7000kW制冷量的压缩制冷机组购置费用700万元。
ｂ．运行费用
压缩制冷机组实际满功率运行功率为2625ｋＷ，满功率运行时每小时耗电2625 kWh，电价按0.70元/度计算，则每小时电费1837.5
元/h。
年运行5694小时计，则年运行电费为1046.3万元/年。
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15%，为105万元/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-22℃，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145℃，
0.4Mpa(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约为
0.18万元/kW ，7000kW 制冷量的单级吸收制冷机组购置费用为1260万元。
ｂ．运行费用
从图3中可以看到，当蒸发温度为-22℃，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0.47。
蒸发温度为-5℃，年平均冷却水温度为30℃时，单级余热制冷机组的热力系
图2 单级氨水吸收制冷最低热源温度
图3 单级氨水吸收制冷热力系数
数约为0.55，机组平均热力系数为0.51。
压力0.4MPa（G），温度151.85℃）蒸汽比焓为 2748.5kJ/kg，设计出制冷机的冷凝水温度为145℃，比焓为612.3 kJ/kg，则每公斤蒸汽放热量为2136.2 kJ/kg，7000kW冷负荷需要消耗的蒸汽量为7000÷0.51÷2136.2=6.42 kg/s=23.1t/h
单级余热制冷系统大约要消耗压缩制冷所消耗电量10%的电力，需要电费为183.75元/h，年运行5694小时，运行费104.6万元/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10万元/年。
4、方案技术经济评价汇总
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
*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
相关数据：
a.50000吨冷库的建筑面积约4.8万㎡
b.冷藏库平均造价：1800元/㎡（含土建、保温、制冷终端）
5、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。
国家《“十二五”节能环保产业发展规划》中明确规定，余热余压利用符合节能减排政策，电厂的热、电、冷联产可以大大提高燃料的利用率，使电厂的效益大大提高，燃料的利用效率可以由原来的31%，提高到60%以上。
氨水吸收制冷技术的推广应用，可以回收工业生产环节中的大量余热，制冷用于冷库可以取代压缩机，并且可以取得良好的经济效益和社会效益。