更新時間:2015-07-03
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長期有效電網調度中心是華東地區(qū)重要的電力調度樞紐之一,也是一幢具有電力調度工藝、辦公、會議及其他服務功能的綜合性大樓,該工程建筑面積74700m2,地上35層,面積53150m2;地下3層,面積21550m2;主體建筑高度為170m。
2.負荷計算
正確計算和分析負荷是選擇冷水機組、蓄冰裝置和保證系統(tǒng)合理配置的前提。因此在負荷計算時充分考慮了各種影響因素,如辦公室負荷主要出現在白天辦公時間內,電網調度工藝負荷晝夜持續(xù),餐廳、會議負荷是集中、短暫或隨機,利用計算機軟件進行24小時逐時冷負荷計算,熱負荷則采用穩(wěn)定傳熱的計算方法進行計算。
冷負荷計算結果如下:
(1)設計日峰值負荷(15:00~16:00):2438RT
(2)下斑后峰值冷負荷(18:00~19:00):1046RT
(3)設計日負荷(8:00~22 : 00): 24967RTh
(4)電網調度工藝負荷(24小時運行):16800RTh
(5)設計日蓄冰負荷:5800RTh
(6)蓄冰負荷與設計日負荷之比:23.2%
3.蓄冷系統(tǒng)
(1)設計原則與方案
蓄冷系統(tǒng)的方案、設備選擇與控制策略受諸多因素的影響。設計依據中最重要的是負荷及其分布特點以及當地的電價結構,只有在掌握負荷變化規(guī)律和充分利用電價政策的基礎上才能確定合理的系統(tǒng)形式。本工程蓄冷系統(tǒng)的基本配置與參數如下:
1)采用分量蓄冰、雙工況冷水機組(后稱主機)與蓄冰裝置串聯、雙工況冷水機組上游、融冰優(yōu)先的系統(tǒng);
2)蓄冰裝置為鋼盤管整體式蓄冰槽,內融冰,出水溫度為2~3℃;
3)根據負荷的分布情況,設置2臺基載冷水機組(后稱基載機)與基載水泵等組成基載環(huán)路。供/回水溫度為5.5/11.5℃;
4)主機、乙二醇泵和蓄冰裝置等組成主環(huán)路。系統(tǒng)冷媒采用具有高壓縮比的R22,載冷劑采用重量比為25%的工業(yè)抑制性乙烯乙二醇溶液。利用蓄冷系統(tǒng)融冰時流量小壓力損失大,制冰時流量大壓力損失小的特點,依據乙二醇溶液在不同溫度時的密度、黏度之差異,對流量進行修正,使得融冰環(huán)路與制冰環(huán)路共用一套循環(huán)泵成為可能。
(3)冷源系統(tǒng)
分量蓄冰對于冷源來說只是一部分,它還需要其他機組和設備予以支持,更需要一個完善的系統(tǒng)和控制策略來適應逐時負荷的需求,以獲得良好的經濟效益。
本工程制冷機房內的蓄冷與冷庫水系統(tǒng)流程,蓄冷系統(tǒng)通過板式換熱器與基載環(huán)路共同組成冷源,作為冷庫水系統(tǒng)的一次水系統(tǒng)(冷源側),二次變頻泵負責向冷庫末端設備(用戶側)輸送冷庫冷水,供/回水溫度為5.5/13℃。
(4)系統(tǒng)運行控制
冷庫蓄冷系統(tǒng)是以回水溫度來控制各閥門的狀態(tài)并與各相關的設備聯動,主環(huán)路與基載環(huán)路聯合運行,根據設計負荷圖和電價結構表,選擇設計日的系統(tǒng)運行策略,設計中還考慮了不分時段和分時段2種運行模式,以后可以根據一段時間的實際運行情況進行優(yōu)化組合,確定優(yōu)化運行模式。
4.冷庫熱源
設計口冷庫熱負荷為44460kWh, 峰值為5000kW。熱源系統(tǒng)主要由2臺990kW,蓄水量100m3、供/回水溫度為138/71℃的蓄熱電鍋爐,2臺330kW供/回水溫度為65℃/55℃的直熱式電熱鍋爐和熱水循環(huán)泵等組成。蓄熱鍋爐自帶板式換熱器,由二次側的供水溫度傳感器控制一次側的流量,保證了二次側冷庫用熱水供回水溫度為65/55℃。由于每臺鍋爐具有完善的自控裝置,配合系統(tǒng)的壓差控制,故鍋爐運行的臺數,釋熱量以及熱水循環(huán)泵的臺數控制等都有良好的工作狀態(tài)。
供熱系統(tǒng)的控制策略是:蓄熱鍋爐上午8~10時峰值電價時段單獨供熱。其余時段由蓄熱鍋爐與直熱鍋爐聯合供熱。夜間蓄熱鍋爐蓄熱時,直熱鍋爐服務電網調度工藝用房。
5.冷庫水系統(tǒng)
大樓的水系統(tǒng)為四管制二次泵系統(tǒng),一次泵定流覺二次泵變流量。用戶為三個部分:低區(qū)風機盤管及裙房、低區(qū)新風機組及裙房和高區(qū)。由于主體建筑高度為150m,為減小系統(tǒng)的承壓,水系統(tǒng)分為兩個不同工作壓力區(qū),即高區(qū)與低區(qū),同時又根據不同的使用功能,將冷水按3個用戶分配:低區(qū)風機盤管系統(tǒng);低區(qū)冷庫/新風機組系統(tǒng);高區(qū)系統(tǒng)。24層為避難層兼作設備層,一次水系統(tǒng)在此層通過板式換熱器為高區(qū)提供冷庫冷、熱水。冷水一次側供/回水溫度5.5/13℃,二次側供/回水溫度7/14.5℃;熱水一次側供/回水溫度65/55℃供/回水溫度63.5/53.5℃。24層以下低區(qū)膨脹水箱設在25層,高區(qū)的膨脹水箱設在屋面一層。設計優(yōu)先采用開式膨脹水箱,是因為它簡單、可靠和經濟.在本工程的水系統(tǒng)設計巾,還著重考慮了如下幾個問題:
(1)流量分配平衡。在確定冷庫水管徑時,根據各個用戶距離冷凍機房遠近的不同,在14-45mm/m的范圍內選用不同的比摩阻值。在主要供水分路及各層支管設置平衡閥,并標出各平衡閥的設計流量和初定開度或壓差。以改善系統(tǒng)的水力平衡。
(2)水大溫差供回水。因為采用了冰蓄冷系統(tǒng),供回水溫差選為7.5℃(5.5/13℃),大于常規(guī)值5℃(7/12℃),在項目設計初期,原想采用VAV低溫送風實現大溫差,但由干受工程資金制約而未被采納。目前工程是按水系統(tǒng)的合理配置加以實現。標準辦公層的風機盤管回水和設在侮層的二級新風機組的回水合流成溫度為11.1℃的冷庫水,其中一部分回水通過管道泵作為初級新風機組的冷庫供水。管道泵負擔新風機組、管道、自控閥門等的壓力損失,三通閥,受出風溫度控制調節(jié)旁通流量。初級新風機組的回水溫度為16.5℃,再將此部分回水與未經初級新風機組的回水混合,達到系統(tǒng)回水溫度13℃。這樣,末端的供回水溫差與冷水機組的供回水溫差相吻合,實現了系統(tǒng)的大溫差。
(3)節(jié)能運行。冷庫熱水系統(tǒng)采用變流量循環(huán)系統(tǒng),通過末端自動調節(jié)閥、壓差旁通閥及控制水泵啟停臺數,跟蹤負荷的變化。冷庫冷水系統(tǒng)二次泵采用變頻驅動,高區(qū)與低區(qū)變頻泵均為2臺并聯運行。每臺泵為系統(tǒng)設計流量的70%,這是基于冷庫系統(tǒng)全年大部分時間在設計負荷的60%~70%的范圍內運行。在最大負荷時,2臺并用;大部分時問可只開1臺。低區(qū)變頻泵的壓差傳感器設在24層的立管末段,以4~20mA的模擬信號反映出負荷變化情況。變頻泵控制箱具有內置微型處理器,經過計算,發(fā)出0~10VDC的模擬信號指令變頻泵加速或減速。因此,變頻泵的正確選型和應用,將有效地降低變流量水系統(tǒng)的運行費用,節(jié)能效益十分明顯。
(4)用戶冷卻水系統(tǒng)。為適應今后發(fā)展的需要,滿足有可能設置水冷式專用冷庫機組的要求,設置了一個用戶冷卻水系統(tǒng),每層預留一對DN70的接管,冷卻塔獨立設置。
(5)備用冷庫系統(tǒng)。30~35層為電力調度工藝用房,考慮到這些房間的索要性,另外設置了變冷媒流量多聯分體式冷庫系統(tǒng),作為中央冷庫系統(tǒng)的備用。
(6)末段旁通。在每個支路立管的末段設置旁通,以便于系統(tǒng)放空氣,保證24小時運行的二次變頻泵最小流量。另外一個作用是縮小了系統(tǒng)啟動至達到設計狀態(tài)的運行時間。
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