三峡电站中央空调系统节能方案研究

【摘要】：三峡电站地处我国夏热冬冷地区，湿热期长，为保障厂内生产设备的可靠运行，其中央空调系统的年能耗量高达3500万kWh，节能潜力巨大。深入研究三峡电站中央空调系统能耗情况和节能潜力，提出空调系统节能优化方案及改造措施，必将为我国国民经济建设带来显著的社会效益和经济效益。 本文在深入了解电站空调系统组成、布置等情况的基础上，对关键设备在典型工况下的运行参数进行实测，并结合运行部门多年对系统能耗情况的记录，开展空调系统能耗审计工作，掌握能耗情况与设备运行状态之间的关系，评价各环节的耗能合理性及能效水平。能耗审计得出全厂空调系统全年能耗总计35,208,804kWh，其中风冷主机能耗占70%以上，节能潜力大，是节能改造的重点环节。 在掌握电站空调系统能耗情况及能效水平的基础上，调查当地自然资源条件，把握节能重点环节，提出节能优化方案。经现场实测，风冷机组平均能效比为2.1。若将风冷主机改造为水冷方式将大大提高主机能效。调研发现，电站主变压器排水沟与主机恰好同样布置于厂坝平台，将其作为冷却水，不但改造简单易行，也可实现对江水冷量的梯级利用。经测试，7~8月主变压器排水平均温度为27.0℃，单台排水量达300t/h以上，且电站技术供水水质要求高于空调冷却水，所以无论从水温、水量、水质等方面，均满足要求，风冷主机改造为水冷方式方案可行。 同时，考虑到电站办公区与厂房空调存在负荷差异大、使用时间不一致等问题，宜将办公区空调系统与之分离，既可达到节能效果，又可简化系统，便于运行管理；单元控制室、励磁变电室等属全年供冷区域，冬季冷负荷小，可利用变压器排水，通过增加板式换热器直接供冷，当冷量不足时，开启主机补充供冷。于是，又提出全年供冷区域冬季直接供冷、办公区独立控制等节能方案。此外，对于节能改造的重点―风冷主机，提出旧机改造和以旧换新两种形式。 在确定初步改造方案后，进行方案比选优化。实施旧机改造方案的节能量达10,674,830kWh，总投资8,617,367元，投资回收年限5.85年；实施以旧换新方案的节能量达13,916,319kWh，总投资6,053,734元，投资回收年限3.22年。方案二优于方案一，节能效益十分可观，最终确定节能改造采用以旧换新方案。 最后，针对此次节能改造，制定出具体的改造方法与步骤。1）将现有风冷主机换为高效满液螺杆式冷水（热泵）机组，增设制冷机房。末端设备不变。2）全年供冷区域，夏季由水冷冷水机组供冷，冬季增加板式换热器由变压器排水直接供冷，室内温度超过设定值时，开启主机补充供冷。3）办公区独立控制则通过阀门的开启或关闭，以及简单的管路改造实现。 综上所述，三峡电站中央空调系统在本文的指导下进行施工改造后，必定能取得良好的节能效果，并带来显著的社会及经济效益。此外，本文对今后大型水电站的空调系统的节能设计具有一定的参考意义。 【关键词】：三峡电站 中央空调 能耗审计 节能改造
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TV735
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究内容与重点10-11
• 1.3 研究意义11
• 1.4 本章小结11-13
• 2 电站中央空调系统概况13-15
• 2.1 电站中央空调系统布置概况13
• 2.2 电站中央空调系统组成概况13-14
• 2.3 电站中央空调系统服务范围及运行概况14
• 2.4 本章小结14-15
• 3 电站中央空调系统现场实测与分析15-41
• 3.1 测试项目15
• 3.2 测试仪器15-17
• 3.3 测试方案17-20
• 3.4 测试数据处理与分析20-38
• 3.4.1 中央空调系统主机能效测试20-32
• 3.4.2 电站主变压器冷却水排水温度测试32-36
• 3.4.3 中央空调系统空调设备功率测试36-38
• 3.5 本章小结38-41
• 4 电站中央空调系统全年能耗审计41-49
• 4.1 空调主机全年能耗审计41-44
• 4.2 组合式空气处理机组全年能耗审计44-45
• 4.3 冷冻水泵全年能耗审计45
• 4.4 风机盘管及其他空调设备全年能耗审计45-46
• 4.5 电站中央空调系统全年能耗审计46
• 4.6 能耗审计综合分析46-47
• 4.7 本章小结47-49
• 5 电站中央空调系统节能改造方案设计49-63
• 5.1 空调主机水冷改造方案设计49-57
• 5.1.1 风冷空调系统现况49-50
• 5.1.2 风冷机组技术参数50
• 5.1.3 改造可行性分析50-53
• 5.1.4 改造方案设计53-57
• 5.2 全年供冷区域冬季供冷方案设计57-61
• 5.2.1 全年供冷区域空调系统现况57-58
• 5.2.2 全年供冷区域末端技术参数58
• 5.2.3 改造可行性分析58-59
• 5.2.4 改造方案设计59-61
• 5.3 办公区空调系统独立控制方案设计61-62
• 5.3.1 系统概况61-62
• 5.3.2 改造方案设计62
• 5.4 本章小结62-63
• 6 电站空调系统节能改造方案比选及综合效益分析63-87
• 6.1 空调主机水冷改造综合效益分析63-81
• 6.1.1 节能效益63-75
• 6.1.2 减排效益75-77
• 6.1.3 经济效益77-81
• 6.2 全年供冷区域系统改造综合效益分析81-83
• 6.2.1 节能效益81-82
• 6.2.2 减排效益82
• 6.2.3 经济效益82-83
• 6.3 办公区独立控制改造综合效益分析83-85
• 6.3.1 节能效益83
• 6.3.2 减排效益83-84
• 6.3.3 经济效益84-85
• 6.4 本章小结85-87
• 7 结论与展望87-91
• 7.1 结论87-88
• 7.2 展望88-91
• 致谢91-93
• 参考文献93-97
• 附录97-108

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