楊 斌 呂 靜 朱 鵬

1.上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院

2.中國石油工程建設(shè)有限公司青海分公司

0 引言

區(qū)域供冷是在一個(gè)建筑群設(shè)置集中的制冷站制備空調(diào)冷凍水，再通過循環(huán)水管道系統(tǒng)，向各座建筑提供冷媒的供冷方式?？刹捎秒娔茯?qū)動或蒸汽驅(qū)動的冷水機(jī)組，也可采用燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)忮仩t排氣為能源的吸收式冷水機(jī)組[1]。區(qū)域供冷系統(tǒng)在節(jié)能、環(huán)保和運(yùn)行管理等方面都具有明顯的優(yōu)勢，國外的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)先進(jìn)成熟，但在我國尚處于起步階段[2]。

1 項(xiàng)目概況

新疆庫爾勒市某區(qū)域集中供冷項(xiàng)目，總建筑面積98.192×104m2，是某公司生產(chǎn)指揮、科研辦公、文化教育和系統(tǒng)培訓(xùn)的生產(chǎn)生活中心。區(qū)域內(nèi)原有4 座冷凍換熱站（1#～4#冷凍換熱站）和1座能源站，其中3#冷凍換熱站、4#冷凍換熱站（以下簡稱“3#站、4#站”，所供冷區(qū)域?yàn)楦邔幼≌?。）?jīng)過多年運(yùn)行，設(shè)備、管線及閥門老化嚴(yán)重，系統(tǒng)運(yùn)行效率下降；多處管線穿孔，存在制冷劑泄漏等安全隱患；設(shè)備故障多，原機(jī)型已停產(chǎn)，維修部件采購困難，年維護(hù)費(fèi)高達(dá)100 萬元以上，運(yùn)行成本較大；另外，機(jī)組的制冷劑R22 和R123 我國已對其限制生產(chǎn)、逐步淘汰，面臨替代的問題，由此也給機(jī)組運(yùn)維工作帶來不便。本項(xiàng)目將對3#站、4#站和能源站進(jìn)行改造。原供冷區(qū)域冷負(fù)荷及機(jī)組冷量分配情況見表1。

2 改造方案比較

依據(jù)總冷負(fù)荷16 088.85 kW，若考慮充分利用能源站已建的2 臺直燃機(jī)組（11 630 kW）供冷之后，本次改造還需新建冷源負(fù)荷為4 458.85 kW。

2.1 改造方案

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際4#站距燃?xì)夤芫W(wǎng)接入點(diǎn)較遠(yuǎn)，3#站位于能源站與4#站中間、且距燃?xì)夤芫W(wǎng)接入點(diǎn)較近等情況，最大化地利用原有輔助設(shè)施，本著對環(huán)境影響較小的原則，統(tǒng)籌考慮后提出了4 套改造方案見表2。

表1 原供冷區(qū)域負(fù)荷及機(jī)組冷量分配表

表2 改造方案主要內(nèi)容對比分析表

1）工藝技術(shù)：四種方案均采用成熟的工藝流程及設(shè)備，運(yùn)行安全可靠，其中蒸汽溴化鋰吸收式制冷機(jī)組由低品位熱能驅(qū)動，節(jié)能效果明顯[3]；

2）功能性：方案一與方案二利用能源站與3#站、4#站已建的循環(huán)水泵組成了二級泵系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了能源站對3#站和4#站轄區(qū)用戶以及新辦公樓的集中供冷，并且各區(qū)能夠根據(jù)負(fù)荷大小進(jìn)行自行調(diào)控；方案三和方案四均無法實(shí)現(xiàn)3#站、4#站、能源站三個(gè)站并網(wǎng)運(yùn)行、冷源互為備用的功能；

3）環(huán)境影響：相對于其他三個(gè)方案，方案二將冷源設(shè)備集中在能源站，離住宅區(qū)較遠(yuǎn)，避免了3#、4#站夏季運(yùn)行時(shí)冷卻塔噪聲對周圍居民的影響。采用直燃機(jī)設(shè)備雖有燃燒的煙氣排放，但屬于達(dá)標(biāo)排放，不會對大氣環(huán)境造成破壞。溴化鋰吸收式制冷機(jī)的制冷劑工質(zhì)為溴化鋰-水，均為對環(huán)境無害的物質(zhì)，工作時(shí)沒有因壓縮機(jī)的運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲和振動，制冷量較大，廢熱可以被利用[4]。

2.2 方案經(jīng)濟(jì)性分析

在工程建設(shè)方案的比選上，經(jīng)濟(jì)性分析的結(jié)果是十分重要的項(xiàng)目可行性判據(jù)。經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)是至關(guān)重要的可行性論證考核指標(biāo)，投資項(xiàng)目評價(jià)不需要長篇的單純定性分析，而是要求“用數(shù)據(jù)說話”[5]。財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值(FNPV)是擬建項(xiàng)目按部門或行業(yè)的基準(zhǔn)收益率或設(shè)定的折現(xiàn)率，將計(jì)算期內(nèi)各年的凈現(xiàn)金流量折現(xiàn)到建設(shè)起點(diǎn)年份(基準(zhǔn)年) 的現(xiàn)值累計(jì)數(shù)。它是評價(jià)項(xiàng)目盈利能力的絕對指標(biāo)，反映項(xiàng)目在滿足基準(zhǔn)收益率要求的盈利之外所獲得的超額盈利的現(xiàn)值。

ic— 基準(zhǔn)收益率，本次工程改造項(xiàng)目基準(zhǔn)收益率取值為5%；

CI—現(xiàn)金流入量，CO—現(xiàn)金流出量；

n—技術(shù)方案計(jì)算期；

(CI-CO)t—t年的凈現(xiàn)金流量；

FNPV>0時(shí)，該技術(shù)方案能得到超額收益現(xiàn)值，該技術(shù)方案在財(cái)務(wù)上可行；

FNPV=0 時(shí)，該技術(shù)方案滿足基準(zhǔn)收益率要求的盈利水平，該技術(shù)方案財(cái)務(wù)上可行；

FNPV<0 時(shí)，說明該技術(shù)方案不滿足基準(zhǔn)收益率，該技術(shù)方案財(cái)務(wù)上不可行。

四種方案的經(jīng)濟(jì)效益分析見表3。

1）初投資：方案一最高，方案四最低，方案二和方案三居中且兩者相差不大，但方案三、四均無法實(shí)現(xiàn)3#站、4#站、能源站等三個(gè)站并網(wǎng)運(yùn)行、冷源互為備用的功能；

2）成本方面：在營業(yè)費(fèi)、管理費(fèi)、其他制造費(fèi)及人員成本相同的情況下，采用現(xiàn)值法測算分析，方案二的生產(chǎn)成本、總成本和經(jīng)營成本三項(xiàng)均為最低；方案一的生產(chǎn)成本與總成本為最高，方案四的經(jīng)營成本為最高。

3）財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值分析：本項(xiàng)目屬于改造項(xiàng)目（截至2017 年，3#站已運(yùn)行22 年，4#站已運(yùn)行19 年），本次經(jīng)濟(jì)效益分析按18年綜合考慮，固定資產(chǎn)已完全折舊。項(xiàng)目的主要收益為供冷費(fèi)，按建設(shè)期1年，運(yùn)行期18 年（含建設(shè)期）分析測算本項(xiàng)目各方案在運(yùn)行期內(nèi)的費(fèi)用和效益情況，得出方案二的年均財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值最高，因此，方案二的經(jīng)濟(jì)效益好于其他三個(gè)方案。

表3 改造方案經(jīng)濟(jì)性對比

綜上所述，本次區(qū)域供冷系統(tǒng)節(jié)能改造采用方案二。

3 實(shí)施效果

本項(xiàng)目于2017年實(shí)施，在能源站新建了1臺直燃機(jī)組（制冷量5 815 kW），以及新建能源站至3#站、4#站的供冷管網(wǎng)系統(tǒng)；利用能源站與3#站、4#站已建的循環(huán)水泵組成了二級泵系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了能源站對3#站和4#站轄區(qū)的集中供冷與負(fù)荷調(diào)控。針對區(qū)域供冷選擇冷凍站內(nèi)各設(shè)備尤其是制冷機(jī)組的選擇，是保證區(qū)域供冷系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行的關(guān)鍵[6]，目前經(jīng)過2 個(gè)供冷季的實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)正常、安全可靠。

經(jīng)現(xiàn)場實(shí)際了解，與改造前相比，已運(yùn)行2個(gè)供冷季的系統(tǒng)，3#站和4#站兩個(gè)站所供區(qū)域平均每個(gè)供冷季能夠節(jié)約運(yùn)行能耗費(fèi)用約127.58萬元，綜合節(jié)能率約為32%，節(jié)能效果顯著。具體能耗對比見表4（能耗單價(jià)采用當(dāng)?shù)赜?jì)費(fèi)單價(jià)）。

表4 3#站、4#站所供區(qū)域改造前后年能耗對比表

4 結(jié)語

在新疆某區(qū)域供冷系統(tǒng)節(jié)能改造過程中，基于技術(shù)可行對比四種方案，得出方案二的技術(shù)可行性最高；在工程的經(jīng)濟(jì)分析中得出方案二經(jīng)濟(jì)評價(jià)指標(biāo)的財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值(FNPV)為1 195.42，為四個(gè)方案中數(shù)值最高，技術(shù)方案財(cái)務(wù)可行，經(jīng)濟(jì)效益最高。綜合考慮，方案二最佳。目前，改造后的供冷系統(tǒng)在兩個(gè)供冷季運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠，能夠滿足該區(qū)域集中供冷需求，3#站、4#站所供區(qū)域改造前后綜合節(jié)能率約為32%，節(jié)能效果明顯。