朱益飛（中國石化勝利油田分公司孤東采油廠）

利用測試分析提高中央空調(diào)運行效率

朱益飛（中國石化勝利油田分公司孤東采油廠）

中央空調(diào)系統(tǒng)以其經(jīng)濟節(jié)能、環(huán)保、節(jié)約空間等優(yōu)點在油田生產(chǎn)辦公系統(tǒng)得到大量推廣應(yīng)用。勝利油田孤東采油廠對中央空調(diào)系統(tǒng)的用能情況進行了監(jiān)測，并針對存在的問題提出了改進措施。實踐證明，這些措施提高了中央空調(diào)系統(tǒng)運行質(zhì)量，提高了系統(tǒng)運行效率和能源利用效率，降低了系統(tǒng)能耗，同時具有良好的社會效益。

測試分析中央空調(diào)系統(tǒng)效率能耗

中央空調(diào)系統(tǒng)主機由微電腦控制，每個區(qū)間末端風(fēng)機盤管可自行調(diào)節(jié)溫度，區(qū)間無人時可關(guān)閉，系統(tǒng)根據(jù)實際負荷做自動化運行，開機計費，不開機不計費，可有效節(jié)約能源和運行費用。隨著中央空調(diào)系統(tǒng)的大量推廣應(yīng)用和企業(yè)節(jié)能降耗工作的需要，如何做好中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化管理，提高運行效率，節(jié)約能耗，已成為一個重要的研究課題。為此，在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，充分利用節(jié)能監(jiān)測技術(shù)資源，提出了利用測試分析提高中央空調(diào)運行效率、降低能耗這一技術(shù)攻關(guān)課題。

1 孤東采油廠中央空調(diào)系統(tǒng)現(xiàn)狀

自2007年以來，勝利油田孤東采油廠先后有4套中央空調(diào)系統(tǒng)投入運行，目前采油廠中央空調(diào)系統(tǒng)共有7臺螺桿式壓縮機，壓縮機額定總功率達1 136.9 kW，額定總制冷量達到3351 kW，制冷總面積達26 066 m2。作為采油廠重點用能設(shè)備之一的中央空調(diào)系統(tǒng)，過去由于受采油廠能耗監(jiān)測技術(shù)條件的限制，機組負荷率等系統(tǒng)運行指標一直不能有效掌握，無法開展中央空調(diào)系統(tǒng)耗能狀況有效監(jiān)測，存在著中央空調(diào)系統(tǒng)運行質(zhì)量管理中的嚴重缺陷。

2 中央空調(diào)系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)組成

圖1為中央空調(diào)系統(tǒng)工藝流程組成框圖。中央空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷壓縮機系統(tǒng)、冷媒（冷凍和冷熱）循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、盤管風(fēng)機系統(tǒng)、冷卻塔風(fēng)機系統(tǒng)等部分組成。

圖1 中央空調(diào)系統(tǒng)工藝流程

2.2工作原理

制冷壓縮機通過壓縮機將制冷劑（冷媒介如R134A、R22等）壓縮成液態(tài)后送入蒸發(fā)器中，冷卻循環(huán)水系統(tǒng)通過冷凍水泵將常溫水泵入蒸發(fā)器盤管中與冷媒進行間接熱交換，這樣原來的常溫水就變成了低溫冷凍水，冷凍水被泵送到各風(fēng)機風(fēng)口的冷卻盤管中吸收盤管周圍的空氣熱量，產(chǎn)生的低溫空氣由盤管風(fēng)機送到各用戶房間，從而達到降溫目的。冷媒在蒸發(fā)器中充分壓縮并伴隨熱量吸收過程完成后，再被送到冷凝器中去恢復(fù)常壓狀態(tài)，以便冷媒在冷凝器中釋放熱量，其釋放的熱量通過循環(huán)冷卻水帶走。冷卻循環(huán)水系統(tǒng)將常溫水通過冷卻水泵泵入冷凝器熱交換盤管后，再將已變熱的冷卻水送到冷卻塔上，由冷卻塔對其進行自然冷卻或通過冷卻塔風(fēng)機對其進行噴淋式強迫風(fēng)冷，與大氣之間進行充分熱交換，使冷卻水變回常溫，以便再循環(huán)使用。在冬季需要制熱時，中央空調(diào)系統(tǒng)只需要通過冷熱水泵（在夏季稱為冷凍水泵）將常溫水泵入蒸汽熱交換器的盤管中，通過與蒸汽的充分熱交換后再將熱水送到各樓層的風(fēng)機盤管中，即可實現(xiàn)向用戶提供供暖熱風(fēng)。

冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、冷卻塔風(fēng)機系統(tǒng)均是主壓縮機的從動系統(tǒng)，當外界環(huán)境使主壓縮機系統(tǒng)的負荷發(fā)生變化時，對冷凍水、冷卻水量和冷卻塔的冷卻風(fēng)量做相應(yīng)調(diào)整才能達到節(jié)能降耗的目的，實現(xiàn)“按需運行、變頻節(jié)能”控制方案。

3 中央空調(diào)現(xiàn)場測試分析

在大量的調(diào)查研究基礎(chǔ)上，于2012年7月底，實施專項監(jiān)測實施方案，開展現(xiàn)場測試，并對測試結(jié)果進行分析評價。主要測試數(shù)據(jù)見表1。

由表1可知，采油廠中央空調(diào)系統(tǒng)運行機制過程中主要存在以下幾個問題：

1）采油一礦機關(guān)中央空調(diào)系統(tǒng)制冷系統(tǒng)能源利用效率為80.93%，電動機負載率為75.96%，機組負荷率僅為46.4%，主要存在機組啟動電流大、能量缺乏自動調(diào)節(jié)、電動機負載率低和機組負荷率低等問題，在能量利用上存在著系統(tǒng)優(yōu)化缺陷。

2）采油一礦機關(guān)中央空調(diào)系統(tǒng)采用2臺螺桿式壓縮機，運行1臺，間歇運行，啟動電流大，應(yīng)加裝軟啟動；機組在啟動時，第二臺壓縮機延時啟動，無能量調(diào)節(jié)。

3）銀洲賓館中央空調(diào)系統(tǒng)制冷系統(tǒng)能源利用效率為73.01%，電動機負載率為86.65%，機組負荷率僅為76.5%，主要存在制冷系統(tǒng)能源利用效率低和電動機負載率低等問題。

4）采油廠機關(guān)老辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng)制冷系統(tǒng)能源利用效率為72.32%，電動機負載率為67.84%，機組負荷率僅為26.3%，主要存在制冷系統(tǒng)能源利用效率低、電動機負載率低和機組負荷率低等問題。

5）采油廠機關(guān)新辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng)制冷系統(tǒng)能源利用效率為74.53%，電動機負載率為96.94%，機組負荷率僅為35.0%，主要存在制冷系統(tǒng)能源利用效率低和機組負荷率低等問題。

4 改進措施

針對采油廠各中央空調(diào)系統(tǒng)運行現(xiàn)場監(jiān)測過程中存在的能量利用效率低、機組負荷率低等問題，提出以下改進措施：

1）采油一礦機關(guān)中央空調(diào)系統(tǒng)2臺螺桿式壓縮機安裝機組軟啟動裝置，解決壓縮機啟動電流大的問題，不僅可以避免因壓縮機頻繁啟動造成大啟動電流對設(shè)備的沖擊，延長設(shè)備使用壽命，而且可以降低系統(tǒng)運行能耗。

2）通過對采油一礦機關(guān)中央空調(diào)系統(tǒng)安裝8級能量自動調(diào)節(jié)裝置，提高能源利用率，優(yōu)化系統(tǒng)運行。

3）銀洲賓館中央空調(diào)系統(tǒng)電動機額定功率配置較高，存在電動機負載率低和“大馬拉小車”問題，建議降低電動機額定功率，提高能源利用率和電動機負載率。

4）針對機關(guān)老辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng)電動機額定功率配置較高，存在機組負荷率低等問題，采取降低壓縮機額定功率，更新高效率小功率電動機等措施，提高能源利用率和機組負荷率，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

5）針對機關(guān)新辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng)存在制冷系統(tǒng)能源利用效率低和機組負荷率低等問題，通過優(yōu)化系統(tǒng)運行，加強系統(tǒng)運行設(shè)備的科學(xué)管理，合理調(diào)整系統(tǒng)運行各參數(shù)，提高系統(tǒng)運行效率和能源利用效率，提高系統(tǒng)運行管理質(zhì)量，確保系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)、高效運行，達到節(jié)能降耗和減排增效的目的。

表1 孤東采油廠中央空調(diào)系統(tǒng)主要測試數(shù)據(jù)

表2 中央空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整和節(jié)能技術(shù)改進措施前后測試數(shù)據(jù)

5 實施效果

采取節(jié)能技改技術(shù)措施后，按照“系統(tǒng)節(jié)點”精細化管理模式，強化中央空調(diào)系統(tǒng)的測試分析，找出影響中央空調(diào)系統(tǒng)運行效率的因素，提出相應(yīng)的對策措施，取得了良好效果。表2為中央空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整和節(jié)能技術(shù)改進措施前后測試數(shù)據(jù)對比。

由表2可知，各中央空調(diào)系統(tǒng)采取優(yōu)化調(diào)整和節(jié)能技術(shù)改進措施后，提高了中央空調(diào)系統(tǒng)運行質(zhì)量，優(yōu)化了系統(tǒng)運行，提高了系統(tǒng)運行效率和能源利用效率，降低了系統(tǒng)消耗。采油一礦、銀洲賓館、機關(guān)老辦公樓和機關(guān)新辦公樓各系統(tǒng)制冷能源利用率分別提高了5.39%、11.58%、11.66%和14.24%，其制冷量均有不同程度的提高，系統(tǒng)優(yōu)化和節(jié)能降耗效果明顯。通過開展中央空調(diào)系統(tǒng)定期專項監(jiān)測，實現(xiàn)了重點用能設(shè)備的有效監(jiān)控，滿足了集團公司節(jié)能減排的要求，具有良好的社會效益。

6 結(jié)語

加強中央空調(diào)系統(tǒng)定期專項能耗監(jiān)測，充分挖掘利用節(jié)能監(jiān)測技術(shù)資源，通過開展能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，找出系統(tǒng)運行過程中存在的問題，提出優(yōu)化運行改進技術(shù)措施。根據(jù)主壓縮機系統(tǒng)的負荷發(fā)生變化，對冷凍水、冷卻水的需求量和冷卻塔需求的冷卻風(fēng)量進行合理優(yōu)化調(diào)整，達到提高系統(tǒng)運行效率和節(jié)能降耗的目的。實踐證明，只要問題分析準確，措施得當，定能收到良好的節(jié)能降耗效果。

10.3969/j.issn.2095-1493.2014.012.016

2014-06-02）

朱益飛，高級工程師，1989年畢業(yè)于華東石油學(xué)院（生產(chǎn)過程自動化專業(yè)），從事油田節(jié)能新技術(shù)新工藝的研究開發(fā)與推廣應(yīng)用工作，E-mail：zhuyifei112.slyt@sinopec.com，地址：山東省東營市仙河鎮(zhèn)勝利油田孤東采油廠技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督中心，257237。