浦东国际机场能源中心供冷系统经济运行模式研究分析.docVIP

浦东国际机场能源中心供冷系统的经济运行模式研究同济大学热能工程系 刘东 刘传聚 陆琼文上海浦东国地机场能源中心 胡稚鸿 李伟业　　 ? 摘要 本文是对浦东国际机场能源中心供冷系统的经济运行研究工作的总结。我们分析了影响能源中心的供冷系统能耗的主要因素，通过理论分析、实际运行纪录分析和实测相结合的方法，针对浦东国际机场目前的情况和今后的发展规划，提出了一套经济运行方案，为浦东国际机场空调系统的进一步节能工作提供理论依据，同时对国内DHC系统的经济运行也有参考价值。　　关键词 制冷 空调 节能 经济运行 1 前言　　　　浦东国际机场位于上海东部，一期工程设计旅客流量为每年两千万人次，是目前国内客流量最多的国际机场之一。整个机场采用区域供冷供热（DHC）的形式，机场能源中心供应航站楼28万m2和综合区31万m2（二期增加25万m2）；冷负荷为82.8MW(二期增加19MW)，热负荷为60.8MW(二期增加14.6MW)，供应半径为2.6km，其他的建筑由分站供应。能源中心采用以电制冷为主体，部分汽、电、热泵联供的方式，一期配置了4台14MW（4000RT）、2台4.2MW（1200RT）的离心式水冷冷水机组和4台蒸汽双效吸收式冷水机组；1台4000kW的燃气轮机发电机、3台30t/h、1台20t/h的火管蒸汽锅炉和1台11t/h的余热锅炉。二期增加1台14MW（4000RT）、2台4.2MW(1200RT)的离心式水冷冷水机组：1台4000kW的燃气轮机发电机、1台30t/h的火管蒸汽锅炉和1台11t/h的余热锅炉。这样大规模的供冷系统能耗是巨大的，就浦东国际机场方面的要求，成立了以刘传聚教授为课题负责的同济大学热能工程系浦东机场经济运行研究课题组，在此后的一年中开展了工作，主要研究如何提高能源中心的运行效率，使之能够高效运行。由于空调系统的能耗主要包括制冷主机、水输送系统、空调末端三大部分，这三者是相互关联的，如何寻求主要的影响因素，对这三方面进行优化，是我们工作的重点，本文是工作的总结。　　2 冷水机组的经济运行模式分析　　　　由于浦东国际机场能源中心配置的14MW（4000RT）离心式水冷冷水机组是国内空调系统中所用单机容量最大的机组，对机组的性能特点和运行管理，国内没有可以借鉴的经验。为此应该对此冷水机组性能有明确的了解，以指导设备及系统的节能运行。我们结合对浦东国际机场能源中心单机容量14MW（40000RT）的OM机组和单机容量为4.2MW(1200RT)的YK机组的验收调试工作，针对机场建筑的负荷特点，对冷水机组及空调系统的节能运行提出了建议。　　2．1 从主机的全性能曲线可以看出，在约80%的部分负荷时，冷水机组的效率最高；可见使冷水机组处在约80%的部分负荷状态是主机节能的有效途径。对于工程设计人员，可以在空调系统的方案设计阶段充分考虑建筑的空调负荷，变以满足设计工况为主的静态负荷设计为全年动态负荷设计，合理配置机组。对于运行管理人员，在分析总结机组运行记录后，尽量使用机组能够处于最优的部分负荷运行状态。　　2．2 冷却水温的降低有利于制冷机组的节能运行，但是这样又会增大冷却塔的负荷，从而使其能耗增加，应尽量使机组在冷却塔与主机的能耗之和在最小的工况下运行。从测试结果可以看出，在30以下，制冷机组的冷却水进口水温对机组能耗影响不大；当水温为30.2时，其能耗指标比31.6时减少8.4%，比32.7减少12.4%。可见将冷却水温确定在约30时，对于提高冷水机组的能耗指标是较为有利的。　　2．3 冷冻水温的高低直接影响空调系统的供冷品质，寻求合理冷冻水温不但要考虑冷水机组的性能，而且要兼顾空调末端设备的换热性能。降低水温对于空调箱中表冷器的换热是有利的：对表冷器的传热系数K值的改善影响不大，主要是通过增大冷冻水与空气的温差来体现；但是降低水温会使冷水机组的制冷量降低，能耗指标增加，这是不利的。从测试的结果可以看出将空调的冷冻水温设定在约7.5是较为合理的，不但可以确保合理的水-空气传热温差，也可以使冷水机组的运行较为经济，这与平常要求的空调冷冻水温度设定在7.0是较为吻合的。　　2．4 浦东国际机场候机楼现在不是24小时连续工作的，并且为其服务的综合区也是间歇工作的，对于能源中心的冷水机组来说会出现两个负荷高峰：一是出现在早晨开机时需要额外负担建筑的蓄热负荷。在处理第一个负荷高峰时，应尽量减少围护结构的得热及室设备得热，所以结合机场航班的情况确定合适的开机时间是非常重要的。目前将开机时间确定在凌晨六点是较为合理的，此时室外的空气干球和湿球温度较低，太阳辐射得热也较小，室内由于灯具和电梯等设备不运行也可大大减少设备的发热；干球温度较低对减少围护结构的得热有利，而湿球温度较