大型制药厂热电冷三联供设计.docx

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大型制药厂热电冷三联供设计

优秀设计

XX大学

20**届毕业设计（论文）

题目：

大型制药厂热电冷三联供

工程设计研究

班级：

学号：

姓名：

指导教师：

20**年6月

大型制药厂热电冷三联供工程设计研究

摘　要:

热电冷系统利用吸收式制冷技术给设备供暖和制冷。

利用现有热电联产系统发展集中供热,供电和供冷为一体的能源综合利用系统。

该系统将溴化锂吸收式制冷机引入到热电厂的热电联产系统中,可增加热电厂的夏季热负荷,从而使冬夏热负荷平衡,保证热电厂更经济高效地运行。

本文根据热电冷三联供节约能源的原理，对一座较大型的药厂进行工程设计研究，结合药厂对温度，湿度要求高的特点，进行详细计算，仔细论证，对制冷设备参数提出要求。

通过调查和计算,将热、电、冷联产与热电和冷量分供系统加以比较,表明该系统不但可节能,而且具有增加电能生产和保护环境的效益。

主题词:

热、电、冷三联供;吸收;环保

ElectricityHeatandChilledWaterCongeneratingSysteminlarge-scalepharmaceuticalfactoryisprovidedintheengineeringdesignresearch.

Abstract:

Combinedheatandpower（CHP）systemsoftenuseabsorptiontechnologytosupplyheatingandcoolingtoafacility.Thispaperputsforwardanenergycomprehensiveutilizationsystem,ElectricityHeatandChilledWaterCongeneratingSystem（EHCWCS）.ThissystemintroducesH2O-LiBrAbsorptionRefrigeneratingMachineintoHeatandPowerPlanttoincreasetheheatloadoftheplantinsummer,whichcanbalancetheheatloadinsummerandwinter,soHeatandPowerPlantcanruninahighefficiency.Thistextisaccordingtothethermo-electricitycoldtriple-generationsystemprovidetheprinciplethateconomizetheenergy,proceedingtoalargepharmaceuticalfactorytheengineeringdesignstudy,joiningtogetherthepharmaceuticalfactorytothetemperature,thedegreeofhumidityrequeststhehighcharacteristics,proceedingthedetailedcalculation,carryondetailedcalculation,putforwardtherequesttotherefrigerationequipmentsinsystemparameter.Theresultofanalysisstatesthatthissystemcannotonlysaveenergy,butalsoincreasetheoutputofelectricityofHeatandPowerPlantandprotectenvironment.

Themewords:

electricityheatandchilledwatercongenerating;absorption;ervironmentalprotection

第一章绪论…………………………………………………………1

第二章工程概述……………………………………………………2

第三章设计参数……………………………………………………3

第一节室外设计参数……………………………………………3

第二节室内设计参数……………………………………………3

第四章负荷计算……………………………………………………4

第一节冷负荷计算………………………………………………4

第二节热负荷计算………………………………………………8

第五章空调方案的选择及空气处理过程的确定…………10

第一节空调房间送风量和送风状态参数的确定……………10

第二节空调方案的选择………………………………………12

第六章空气风系统设计及气流组织计算…………………14

第七章方案比较…………………………………………………17

第八章空调水系统设计…………………………………………18

第九章设备选型及安装…………………………………………20

第十章空气风系统设计及气流组织计算……………………27

第十一章能效分析…………………………………………29

设计总结及收获………………………………………………33

致谢……………………………………………………………………34

参考文献………………………………………………………………35

第一章绪论

热电冷联产系统在大幅度提高能源利用率及降低碳和污染空气的排放物方面具有很大的潜力。

有关专家做了这样的估算，如果从2000年起每年有4％的现有建筑的供电、供暖和供冷采用热电冷联产，从2005年起25％的新建建筑及从2010年起50％的新建建筑均采用热电冷联产的话，到2020年的二氧化碳的排放量将减少19％。

如果将现有建筑实施热电冷联产的比例从4％提高到8％，到2020年二氧化碳的排放量将减少30％。

热电冷联供系统与远程送电比较，可以大大提高能源利用效率。

大型发电厂的发电效率为35％-55％，扣除厂用电和线损率。

终端的利用效率只能达到30-47％，而热电冷联产的效率可达到90％，没有输电损耗。

热电冷联产系统与大型热电联产比较，大型热电联产系统的效率也没有热电冷联产高，而且大型热电联产还有输电线路和供热管网的损失。

显然热电冷联产可以减少输配电系统和供热管网的投资，无论从减少投资成本和减轻污染来讲都是十分有利的。

（1）经济效益：

热、电、冷三联供解决了热电厂冬夏季热负荷不均造成的热经济性低的问题，降低了发电煤耗率，提高了经济效益。

（2）环保效益：

以溴化锂吸收式制冷机取代压缩式制冷机，避免了CFC类氟利昂制冷剂的大量使用和排泄，起到环保的作用。

（3）节电：

溴化锂吸收式制冷机较压缩式有明显的节电效益，可以大大缓解夏季用电紧张的问题。

（4）投资少：

溴化锂吸收式制冷机的基建投资仅为压缩式制冷机的50%--60%左右，年运行费用也较压缩式少。

热电冷三联产技术是一种能源综合利用技术不仅可以节约能源,还可以减轻对环境的污染,因而在全世界范围内得到了发展。

日本和歌山马里拿弟区开发了以海南发电厂抽汽作为蒸汽吸收式制冷机热源的三联产系统,建立了热源分厂和冷暖站,向用户集中供热、供冷和供生活热水。

意大利的拉波利综合医院采用从中央热源厂生产的180℃高温水、冷水和蒸汽三种热媒的方式进行集中三联供。

我国的热电冷三联产系统是最近几年才发展起来的。

山东省淄博市率先利用张店热电厂的低压蒸汽的热源,实现了热电冷三联产。

哈尔滨制药厂采用蒸汽两效溴化锂吸收式制冷机制取低温水;在冬季采暖期间,以大自然空气为冷源,采用玻璃钢冷却塔制取低温水。

随后,济南、南京、上海等城市也相继设置了热电冷

第二章工程概述

该工程为某药厂生产车间，地点位于四川省成都市。

其中空调面积为4200m2，包括制粒间、干燥间、称量间、粉粹过筛间、总混间、压片间、胶囊充填间、洁净走廊、人流缓冲间、男二更、女二更、IPC室、器具清洗间、器具存放间、洁具洗存间、中间品暂存间、不合格品暂存间、原材量暂存间、待包装品暂存间、内包材暂存间、物流缓冲间、袋装内包间、瓶装内包装间等，其中空调面积为4200m2，空调面积占总面积70%以上。

101

洁净走廊

102

人流缓冲间

103

男二更

104

女二更

105

物流缓冲间

106

干燥间

107

粉粹过筛间

108

称量间

109

制粒间

110

总混间

111

压片间

112

胶囊充填间

113

袋装内包间

114

瓶装内包装间

115

中间品暂存间

116

不合格品暂存间

117

洁具洗存间

118

器具清洗间

119

待包装品暂存间

120

IPC室

121

内包材暂存间

122

原材量暂存间

第三章设计参数

第一节室外设计参数

由参考文献⑴查得四川省成都市的气象资料为：

夏季大气压947.70hPa冬季季大气压963.2

夏季室外日平均温度28.00℃冬季采暖计算温度2

夏季室外干球温度31.60℃空调计算温度1

夏季室外湿球温度26.70℃室外计算相对湿度80

夏季室外平均风速1.10m/s冬季室外平均风速1.8

第二节室内设计参数

室内设计参数为：

夏季：

t=24±0.1℃

冬季：

t=20±0.1℃

空调室内相对湿度：

Φ=55±10%

洁净级别为30万级

第四章负荷计算

第一节冷负荷计算

一、围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法

1.外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷

LQn（q）=F×K×（tl,n-tn）W

式中LQn（q）--外墙和屋顶传热形成的逐时冷负荷（W）;

K--外墙壁或屋顶的传热系数[W/m².ºC];

F--外墙或屋顶的面积（m²）;

tl,n--外墙可屋顶的逐时冷负荷计算温度（ºC）,根据建筑物的地理位置、朝向和构造、外表面颜色和粗糙程度以及空气调节房间的蓄热特性；

tn--夏季空气调节室内计算温度（ºC）。

表1101房间南外墙冷负荷

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

tl,n

31.8

30.9

30.2

29.5

29.1

29.0

29.2

30.0

31.0

32.3

33.8

35.3

36.4

tl,n-tn

7.8

6.9

6.2

5.5

5.1

5.0

5.2

6.0

7.0

8.3

9.8

11.3

12.4

1.97

10.20

LQn（q）

156

139

124

112

103

101

105

120

141

167

197

227

250

表2101房间屋面冷负荷

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

tl,n

34.9

33.5

32.4

32.0

32.3

33.3

35.3

37.7

40.4

43.4

46.2

48.5

50.2

tl,n-tn

10.9

9.5

8.4

8.0

8.3

9.3

11.3

13.7

16.4

19.4

22.2

24.5

26.2

0.97

73.68

LQn（q）

784

678

602

572

595

671

807

981

1178

1390

1587

1754

1875

2.外窗温差传热形成的逐时冷负荷,宜按下式计算;

LQ=K×F×（tl-tn ）

式中LQ--外窗温差传热形成的逐时冷负荷（W）;

tl--外窗的逐时冷负荷计算温度（）,根据建筑物的地理位置和空气调节房间的蓄热

特性,可按本规范第2.2.10条确定的T值,通过计算确定;

K--玻璃窗的传热系数[W/m².ºC];

F--窗口的面积（m²）;

tn--夏季空气调节室内计算温度（ºC）.

表3101房间外窗温差传热形成的逐时冷负荷

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

tl,n

25.0

25.9

26.9

28.0

28.9

29.8

30.5

30.9

31.2

31.0

30.6

29.8

6.4

3.0

LQn（q）

111

125

132

138

134

127

111

二、透过玻璃窗的日射得热形成冷负荷的计算方法

直射冷负荷LQ=F×Cz×Dj,max×CLQ

其中:

F--窗玻璃的直射面积,m2

Cz--窗玻璃的综合遮挡系数,无因次

Dj,max--日射得热因数的最大值，W/m2

CLQ--冷负荷系数,无因次

所用玻璃为6mm厚单层吸热玻璃，由参考文献⑴附录2-5表4查得单层钢窗有效

面积吸收Ca=0.85，故窗之有效面积F=3×0.85=2.55㎡

由参考文献⑴附录2-5表2查得遮挡系数CS=0.83,参考文献⑴附录2-5表3查得遮阳系数Cn=0.6，于是综合遮挡系数Cz=0.83×0.6=0.498

再参考文献⑴附录2-5表1查得成都南向日射得热因数的最大值173.00W/㎡,由参考文献⑴附录2-5表6查得无内遮阳的窗玻璃冷负荷系数逐时值CLQ。

表4101房间透过玻璃窗的日射得热形成冷负荷

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

CLQ

0.18

0.26

0.40

0.58

0.72

0.84

0.80

0.62

0.45

0.32

0.24

0.16

0.10

2.55

0.5

Dj,max

173

127

158

185

176

136

三、内围护结构冷负荷:

<注:

内围护结构包括:

内门,内窗,内墙,楼板>

冷负荷LQ=F×K×Tls

其中Tls--邻室温差

表5101房间内围护结构冷负荷

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

计算温度

26.0

计算温差

2.0

传热系数

1.30

面积

31.20

冷负荷

81.1

四、设备散热形成的冷负荷

LQ=Q×CLQW

其中Q--设备和用具的实际显热散热量，W；

CLQ--设备和用具显热散热冷负荷系数，

LQ=1000×1=1000W

五、人体散热形成的冷负荷

人体显热散热引起的冷负荷计算式为：

LQS=qs×n×n’×CLQW

其中qs--不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W；

n--室内全部人数

n’--群集系数

CLQ--人体显热散热冷负荷系数，

由参考文献⑴表2-5查得成年男子散热散湿量为：

显热70W/人，潜热112W/人，由于该厂是三班倒，所以CLQ=1，查参考文献⑴表2-4得n’=0.9，n=2，由上公式计算得：

LQS=qs×n×n’×CLQ

=70×2×0.9×1=126W

人体潜热散热引起的冷负荷计算式为：

LQL=qL×n×n’

其中qL--不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W；

n--室内全部人数

n’--群集系数

由上公式计算人体潜热散热引起的冷负荷为

LQL=qL×n×n’

=112×2×0.9=201W

将上面数据汇总得：

表6

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

外墙冷负荷

157

140

125

112

103

101

106

121

142

167

197

227

250

屋面冷负荷

785

679

603

573

595

671

807

982

1179

1391

1588

1754

1876

日射冷负荷

127

158

185

176

136

传热冷负荷

111

125

132

138

134

127

111

冷负荷

人体显热负荷

126

人体潜热负荷

202

灯光冷负荷

1000

冷负荷小计

2409

2321

2280

2298

2360

2477

2622

2780

2966

3175

3381

3552

3668

按上述计算方法计算其他各房间冷负荷分别为：

表7各房间逐时冷负荷计算表

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

19:

101

2409

2321

2280

2298

2360

2477

2622

2780

2966

3175

3381

3552

3668

102

570

560

553

551

553

560

572

588

606

626

644

659

670

103

365

358

352

350

352

357

366

379

392

407

421

432

440

104

342

334

329

327

328

334

343

355

369

383

397

409

417

105

544

536

530

528

530

536

546

559

574

590

605

618

627

106

2303

2261

2230

2218

2227

2258

2313

2383

2462

2548

2627

2694

2743

107

2069

2044

2026

2019

2025

2042

2074

2114

2160

2209

2255

2294

2322

108

1044

1024

1009

1004

1008

1022

1048

1081

1119

1159

1196

1228

1251

109

1551

1517

1492

1483

1490

1514

1558

1614

1677

1746

1809

1863

1902

110

1472

1447

1429

1422

1428

1445

1478

1519

1565

1615

1662

1701

1730

111

1549

1522

1503

1495

1501

1520

1555

1599

1650

1704

1754

1797

1828

112

317

310

305

303

305

310

319

331

344

359

372

384

392

113

1481

1457

1440

1434

1439

1456

1486

1525

1570

1617

1661

1699

1726

114

3117

3085

3134

3257

3405

3608

3752

3845

3962

4102

4260

4379

4441

115

689

667

651

645

650

665

693

729

769

813

853

888

913

116

520

532

563

610

654

702

723

719

722

734

754

768

770

117

516

528

557

606

654

693

758

769

737

748

764

772

768

118

544

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