机场供冷供热主站设计案例.doc

某机场供冷供热主站设计
机场DHC主站供应航站机28万m2和综合工作区31万㎡（二期增加25万㎡），冷负荷82802KW（二期增加19120KW），热负荷60845KW（二期增加14628KW），供应半径为2.6KM；其他分散的建筑由分站供应。

　　机场的冷热负荷特点

　　建筑物的日逐冷热负荷图，由设计或通过建筑物规划面积及性质按指标来估算，用热除采暖外应包括生活用热，航站楼及综合工作区的日负荷曲线见图。

　　年逐月冷负荷图，航站楼夏季冷负荷，经分析；建筑47%，人员8.2%，照明15.8%，电动机械29%，由于人流随季节有变化，我们参照虹桥机场三年旅客与货物的统计表取平均后得出各月的人流系数，以供冷最大的8月值为1.0。

　　建筑负荷以室内外平均温差得出各月的负荷系数，供冷以8月份为1.0,供热以1月份为1.0。见表1：航站楼人流负荷系数建筑物冷热负荷系数
　　表1
月份
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
人流系数
0.893
0.925
0.844
0.938
1
0.925
1.056
0.904
0.794
0.72
0.753
0.857
建筑负荷系数
0.46
0.76
0.94
1
1
0.88
0.68
0.58
0.88
1
0.94
0.77
逐月负荷
52
88.4
95.6
99.5
100
93.7
53
58
88
100
94
77

　　照明、电动机械负荷为定值，航站楼的逐月供冷值负荷系数由下式：

　　qi航站=建筑%×建筑月负荷系数+人员%×人流月负荷系数+照明%+电动机械%

　　其中过渡季4、10月的室温可净动，Q4、10建=0，得航站楼逐月负荷系数，列入表1第三行。

　　综合工作区因人流的逐月变化不显著，所以这部分仅考虑了建筑物负荷的逐月变化，方法同上。

　　综合工作区过渡季3、4、5、10、11月不供冷暖逐月负荷系数见表2：综合区逐月负荷系数 
　　表2
qi
q5
q6
q7
q8
q9
q12
q1
q2
%
89
98
100
100
96
73
100
94

　　将上述三部分逐月负荷绘入DHC主站年逐月冷热负荷图。

　　方案比选

　　本项目建成跨二十一世纪，宜采用区域供热（DHC）方式。

　　针对机场有东海天然气供应的特点，增加了燃气轮机汽电共生制冷供热，使能源多元化，提高了供冷供热可靠性，既有利于环境保护，又提高了一次能源夏季用电高峰，起到了平衡冬夏用天然气负荷等优点。

　　为了对供冷供热方式进行比选，我们以五种方式制冷1000RT，四种方式供热100万大卡/时，到达用户的综合成本排序；还将其一次能源的利用系数也进行排序，列出几种方式在投资、生产成本与一次能源的利用率的优劣排序见表3。从表中可以看出燃气汽电共生方式名列首位。

　　针对该项目的日逐时冷热负荷特点和年冷热负荷的变化特点，进行全年设备运行时间设计。

　　制冷供热设备的配置

　　航站楼要求的冷冻水供水温度为5℃/回到冷冻站房水温为12.15℃，出站供水温度为4.85℃，溴化锂机的出水温度为6℃，离心式制冷机的出水温度为4.2℃，机房供冷水温度，冷冻机的启动台数、冷却水的启动台数，冷却水泵，冷却塔，冷却水泵的运行启停和能量控制由供冷站BAS系统监控。
通过方案比选及供冷供热总站的用电与用汽负荷分析，平衡，一期选用一套额定功率为4000KW燃料为天然气（轻油备用）燃气轮机。本工程所需冷负荷二部分组成，基本负荷由燃气轮机汽电组合制冷，一期由4000KW燃气轮机发电供2台1200RT离心式制冷机，馀热锅炉供2台1500RT蒸汽溴化锂制冷机（配置4台），不足部分由供热锅炉供给予。二期增加一台4000KW燃气轮机，2台离心式制冷机，馀热锅炉供一期已配置的蒸汽溴化锂制冷机。基本负荷的供冷量和出水温度不能满足本供冷系统设计要求，由追从负荷来追加，本站设置4台4000RT离心式制冷机，二期再增加一台4000RT制冷机。一期总制冷24400RT，二期增加到30800RT。

　　全年生活、冬季采暖供热锅炉房的蒸汽调节由分汽站上的压力和供汽总管上的流量测定值与设定值偏差来控制锅炉的蒸汽量。本站供热锅炉由工作压力1.0Mpa火管锅炉，一期为30吨/时3台，3320吨/时1台及燃气轮机匹配的11吨/时馀热锅炉1台，二期增加30吨/时1台及11吨/时馀热锅炉1台。供热蒸汽压力0.85MP饱和蒸汽。

　　夏季供冷3516KW（1000RT/H）到过用户的费用优劣排序表
序号
供冷机组
能源费（元）
设备折旧（元）
合计（元）
i/l
优选排行
一次能源利用
120D/Y
240D/Y
气
油
系数
排行
1
离心式冷水机组（省能型0.7kw/RT）
991.4
169.6

1161
1.0
2
2
1.255
2
2
蒸汽比效溴化锂冷水机组（4.5T/h0.8Mpa）
1181/1139
303

1484/1442
1.28/1.24
5
5
0.778
5
3
汽电共生制冷气(400KW机组）油
685/652

235
920/887
0.8/0.76
1
1
1.394
1
4
热泵机组市电（200RT省能型）自电
1056/1022

177
1233/1199
1.06/1.03
3
3
1.125
3
5
直燃机气油
1317/1164

149
1466/1313
1.26/1.13
4
4
0.777
4

　　冬季供热1163KW（1×106Kal/h）到达用户的费用优劣排序表
序号
供冷机组
能源费（元）
设备折旧（元）
合计（元）
i/l
优选排行
一次能源利用
120D/Y
240D/Y
气
油
系数
排行
1
锅炉蒸    气油
500   376
31.8
17.9
517.9393.9
1.0   1.0
2
33
0.764
4
2
汽电共生余热供蒸汽汽，电供热泵油
373.3  301

55.2
458.9385.2
0.89 0.98
1
1
1
1
3
直燃式       气  油
466     340

92.5
558.5432.5
1.08 1.1
4
2
0.826
3
4
热泵机组  市电
461

76.3
537.3
1.04
3
4
0.86
2

　　本表依据
　　一、能源费
　　电增容费  　高压900元/KW以每天满负荷运行10小时，10个分摊，计入运行能源费，高压800元/KW以每天满负荷运行10小时，10年分摊，计入运行能源费
　　电费    1.0元/KW
　　天然气增容费　　198元/NM3以每天满负荷运行10小时，10年分摊，计入运行能源费
　　天然气价    （冬季4个月）3.25元/NM3（热值8750Kcal/NM3）；夏季过度季8个月）2.75元/NM3　
　　轻油费   3100元/吨（热值10300Kcal/kg)
　　汽油共生  　运行时间以满负荷10时/天，240天/年计算
　　水费   1.0元/NM3

　　二、折旧费，折旧年限

单季运行冷冻机    18年
蒸汽溴化锂，15年   锅炉，燃气轮机（耗损与更换）
热泵   12年
水泵   10年
冷却塔  8年
冷媒费5年（耗损与更换）
土建25年

　　三、本表运行费未计人工费，折旧费，未包括通行地沟及总体管道的折旧费用。

　　附注：本工程在实际实施中天然气供应协议价1.9元，发电已同意上网，这样燃气轮机的工作时间与运行成本将会比表3值降低。

　　室外输送管网

　　DHC的室外管网通常都是通常都是通行地沟方式，由于浦东机场的设计由多单位承担和工程进度急等到原因，我们将通往航站楼临界近主站屋的一段降到通行地沟内，其馀均采用架空敷设，设计带有遮阳防雨功能的管廊，下部兼做人行通廊，高度在5米以上，廊柱跨距12-18M，过道路的跨距达到30-40M。供冷水管最大直径1000MM；供热蒸汽管分冬季用和全年用二根，最大直径500MM，凝结水管合用一根，最大处250MM。

　　与用户联接的方式根据使用情况，采用了不同的受入方式，生活用热蒸汽有间接和直接二类，生活热水是汽-水换热方式，厨房、洗衣等用热力直接供汽，空调冷热媒入户均采用间接受入式，供热由蒸汽-水热交换器供热水，供冷通过水--水板式热交换器产生二次水供用户使用。冬季为防止供冷水系统冰冻及加热药沉积，设机房值班采暖和水体育循环系统。

　　供冷供热主站系统控制

　　本站BAS由中央控制站下设三个DDC 分站，即变配电分站，供热分站和供冷分站，中央控制站有监视和负荷日报、月报记录和事故报警等功能。本节介绍供冷分站的控制，。基本负荷由4000kw燃气轮机的汽油联供组合，有二台1200RT的离心冷水机组（二期增加2台1200RT）和二台1500RT的蒸汽溴化锂机组（另外二台1500RT的蒸汽溴化锂机组一期作为多元能基本负荷，二期作为新增4000Kw燃气轮机的三联供汽制分辨率机组）和以上冷机配套的冷冻水泵，冷却水泵、冷却塔、凝水回水泵等都有固定的组合和启停程序联锁，这部分的启停是手动。

　　追从负荷有4台4000RT离心式冷水机组（二期增加1台4000RT），机组的启动和调节是根据出站管网上二供二回水总管上的温度和水量测定和参数运算对比设定偏差投入或退出参加追从机组的产出量。

　　离心机与其配套的水泵冷却塔配置也固定的启停编序，属BAS软件。

　　本DDC分站还具有冷水机组运行顺序选择，最优冷水机的负荷分配，冷冻水温度重新设定，低负荷控制等功能，并为中央控制站提供各项信息。