【正文】 關(guān)于“冷電循環(huán)”. ,第6期:43～45. . . ,寶鋼集團有限公司. : 中國冶金工業(yè)出版社. . 0271(文章編號),1～5. . , 總第149期:86～87. 。進一步提高了冷電循環(huán)的發(fā)電效率，增強了冷電循環(huán)負荷持續(xù)穩(wěn)定地運行的能力。市場營銷方面，可先設(shè)備制造，后設(shè)備成套，再項目總包，獨立運營作為市場成熟后的業(yè)務(wù)拓展來規(guī)劃。冷電產(chǎn)品不僅有電，還有能量等級較高的冷（大多數(shù)制冷是通過消耗電能實現(xiàn)的），在需要冷的場合（如空調(diào)、冷凍水生產(chǎn)、冷凍干燥、物品冷凍、冷凍法海水淡化等）其優(yōu)勢更加凸顯。生物質(zhì)發(fā)電、垃圾發(fā)電等，由于種植、物資分類、物流運輸或物質(zhì)二次轉(zhuǎn)換等，使運營成本居高不下。海洋溫差發(fā)電，由于淺海水和深海水的溫差在20℃左右，故其單位電量工程造價很高，而且受地理條件和維度的限制，另外還需要使用非自然的制冷劑作為循環(huán)工質(zhì)。核電，首先因粘上“核”字，其高風(fēng)險性令很多人極力回避，一些事故案例的嚴重后果至今使人難以忘懷；其次是投資巨大（有提高可靠性的因素，也有工藝本身的原因）；另外廢料處理也是一個難題。常規(guī)的水電，受地理條件的限制，難以適用于更廣的地域，投資巨大，回收期漫長。簡要對比如下：常規(guī)的火電，需要消耗大量化石能源，即使最環(huán)保的火電廠（有先進的除塵、脫硫、脫銷裝置，煤灰全部回收利用），氮氧化物、二氧化碳的排放難以避免（除非完全回收），另外物流運輸量巨大，這些是火電廠運營成本的重要組成部分。10 冷電的前景冷電技術(shù)和設(shè)備分解后均采用的是成熟的技術(shù)和裝備，沒有超出現(xiàn)有工業(yè)的東西，冷電技術(shù)本身符合當(dāng)今社會節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)的發(fā)展潮流，可用于發(fā)電、制冷、建筑節(jié)能、海水淡化、企業(yè)節(jié)能減排等多種用途。增加混合器不僅解決物料平衡問題，還能保證冷箱的液化和過冷段，正流工質(zhì)的壓力高于反流工質(zhì)，更有利于正流工質(zhì)的液化和過冷。一部分的增壓的液體工質(zhì)節(jié)流（或通過液體膨脹機）降壓降溫作為反流工質(zhì)與正流工質(zhì)換熱，也是必要的補充措施。低溫液體泵增壓的液體工質(zhì)經(jīng)換熱相變后，一部分增壓氣體工質(zhì)經(jīng)膨脹做功后的變?yōu)榈蜏氐蛪簹怏w工質(zhì)，用于補充冷量損失。氣體膨脹、液體增壓過程也會損失冷量，量相對較少，但也要采取增加適當(dāng)保溫、減少摩擦等措施。冷箱、液體管道和液體儲槽的跑冷主要通過絕熱措施來減少，冷箱密封、加密封氣、珠光砂填充、支架隔熱等措施減小冷箱跑冷，采用真空管來減少管道跑冷，夾層充填絕熱材料和密封氣減少液體儲槽的跑冷。9冷電冷量的平衡冷量平衡對于冷電循環(huán)而言至關(guān)重要。冷電循環(huán)制造出的冷源遠低于環(huán)境溫度，當(dāng)穩(wěn)定的冷源出現(xiàn)后，環(huán)境中存儲的部分低品質(zhì)熱能的可用性被充分顯現(xiàn)出來，使得低溫?zé)崮艿目衫每臻g得以擴大。海洋溫差發(fā)電，將海洋深處冷海水作為冷源，也是降低循環(huán)工質(zhì)終參數(shù)的做法。冷電的冷源，從不同角度來看有所不同，冷電循環(huán)工質(zhì)出膨脹機（或進冷箱正流氣）可視為冷源，它是冷量產(chǎn)生和維持的根源；也可將冷電循環(huán)工質(zhì)出冷箱（反流氣）看作冷源，它是熱交換中與熱源相對的對象；兩者之間相差一個“冷箱熱端換熱溫差”（一般在3℃左右），反流氣溫度相對較低。冷電的冷源是非自然形成的，通過增壓、增溫氣體膨脹做功后溫度降低來實現(xiàn)的，熱能轉(zhuǎn)化為機械能的同時，冷源產(chǎn)生了，再通過控制反流氣體出冷箱溫度（較小的換熱溫差），使冷源保持相對的穩(wěn)定。化學(xué)儲能物質(zhì)單位儲能量也較大，可作為應(yīng)急措施的選項。改良后的大型太陽池（有隔熱措施）也可用于存放儲熱工質(zhì)。儲熱工質(zhì)主要針對熱源變化較大的情況下使用，對于熱源相對穩(wěn)定的工業(yè)廢熱（連續(xù)生產(chǎn)的工業(yè)流程）、海洋熱能、湖泊熱能等則不需要，但有增熱設(shè)施的（太陽池等）則需要考慮。 儲能工質(zhì)冷電需要的儲能工質(zhì)分為兩大類，儲冷工質(zhì)和儲熱工質(zhì)。出輔冷箱的循環(huán)工質(zhì)可采用自然換熱，選用低流阻空浴式換熱器，可用軸流風(fēng)機增加換熱強度。冷箱內(nèi)的換熱工質(zhì)與循環(huán)工質(zhì)同一物質(zhì)，按狀態(tài)參數(shù)或相態(tài)分，有三種：一是增壓液體節(jié)流工質(zhì)，用于過冷或液化正流工質(zhì)；二是增壓氣體工質(zhì)經(jīng)膨脹做功后的低壓氣體工質(zhì)（少量帶液），用于冷箱補冷、冷卻及液化正流工質(zhì)；三是增壓氣體工質(zhì)，用于冷卻正流工質(zhì)。6 冷電的工質(zhì)熱電需要的工質(zhì)主要為除鹽水（蒸汽動力循環(huán)）、循環(huán)水（凝汽器或換熱器循環(huán)換熱工質(zhì)）和空氣（助燃工質(zhì)、換熱工質(zhì)），冷電所需要的工質(zhì)不同于熱電，主要分以下幾類：冷電的循環(huán)工質(zhì)主要是液氮或液空（及相變后的氮氣或空氣），選用的主要因素：一是自然物質(zhì)，沒有環(huán)境污染問題；二是獲取相對容易，工業(yè)氣體行業(yè)發(fā)展很成熟，有眾多的空氣分離設(shè)備，而且分布廣泛；三是氮氣或空氣的液化（相變）溫度很低，使通過降低循環(huán)工質(zhì)的終參數(shù)來提高熱能利用效率有了更大的空間；四是可根據(jù)需要和使用場合，靈活選用或組配高純氮、低純氮、空氣（可用液氧、液氮混配）。七是熱電關(guān)注熱利用效率，冷電關(guān)注冷量平衡。五是熱電的循環(huán)工質(zhì)為水（及相變后的水蒸氣），冷電的循環(huán)工質(zhì)為液氮或液空（及相變后的氮氣或空氣）。三是熱電通過鍋爐加熱循環(huán)工質(zhì)，冷電通過氣液換熱、氣氣換熱、自然換熱等換熱設(shè)備提高循環(huán)工質(zhì)的熱能。冷電與熱電不同之處很多，主要有以下幾個方面：一是利用的熱源品質(zhì)不同，熱電的熱源品質(zhì)要求高（高溫高壓熱能），代價相應(yīng)也高；冷電的熱源品質(zhì)低，主要是低溫?zé)崮埽ɑ虻推焚|(zhì)熱能），獲取的代價較低。冷電循環(huán)的基礎(chǔ)就是：利用膨脹氣體做功后氣體工質(zhì)溫度降低作為冷源（或反流工質(zhì)作為冷源），因冷源溫度遠低于環(huán)境溫度，使環(huán)境中存儲的部分低溫?zé)崮艿目捎眯员伙@現(xiàn)出來，再利用低品質(zhì)熱能換熱增溫，將低溫?zé)崮艿目衫每臻g進一步擴大。循環(huán)56段，增焓的壓縮氣體壓縮氣體做功轉(zhuǎn)化為機械能，再經(jīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能；循環(huán)12段，液體泵絕熱增壓，消耗電能；產(chǎn)生的電能減去消耗的電能即為循環(huán)的發(fā)電量。圖3中低溫液體儲槽7中的低溫液體循環(huán)工質(zhì)經(jīng)低溫液體泵1增壓，在冷箱2中與正流氣體工質(zhì)換熱，吸收熱能后蒸發(fā)，小部分焓值提高的氣體工質(zhì)通過補冷裝置8膨脹做功后產(chǎn)生補充冷量，大部分氣體工質(zhì)經(jīng)輔冷箱3與外部熱源換熱繼續(xù)增加焓值，再經(jīng)過換熱器4與低品質(zhì)熱能換熱增焓，在透平膨脹機5發(fā)電機組6中做功轉(zhuǎn)換為電能，膨脹做功后的氣體工質(zhì)溫度降低，作為正流工質(zhì)進入冷箱2與反流工質(zhì)換熱，在補冷和增壓液體節(jié)流制冷的共同作用下逐漸冷凝、液化和過冷，過冷液體進入低溫液體儲槽7，經(jīng)低溫液體泵1工質(zhì)循環(huán)使用。從某種角度而言，冷量是高于電能的高等級能量（一般制冷需要消耗大量電能）。3 冷電的定義冷電是相對于熱電而言的，熱電有兩種產(chǎn)品：電能與熱能（品質(zhì)較低的生產(chǎn)、生活用熱能）；冷電同樣有兩種產(chǎn)品產(chǎn)生：一是電能，另外還產(chǎn)生冷能（根據(jù)習(xí)慣以下稱之為冷量）。O6512TS圖 2T02W2EL2——4＇3＇T12T01SW1EL1——圖 143O65圖1為用于可用能分析的TS圖，當(dāng)熱源溫度由T1 變?yōu)門2時（這個過程以環(huán)境熱庫為冷源，環(huán)境溫度為T01），可提供熱量可用下式表示：Q=12TdS （1）其中低于環(huán)境溫度T01 以下的由3456組成的面積的部分為不可用能，其值為T01ΔS，由1234組成的陰影部分為可用能W1及其損耗EL1，熱量Q可用下式表示：Q= (W1EL1)+ T01 (S1 S2) （2）圖2是在圖1的基礎(chǔ)上的衍變（類似于以冷海水作為低溫?zé)嵩?，環(huán)境背景溫度為T02 低于環(huán)境溫度為T01）的TS圖，熱量Q在這個過程中沒有變化，但用下式表示：Q= (W2EL2)+ T02 (S1 S2) （3）上式中，可用能W1及其損耗EL1變?yōu)榭捎媚躓2及其損耗EL2，可用能總量增加；與此同時不可用能由T01 (S1 S2)變?yōu)?T02 (S1 S2)，總量減少。2 熱能的可用性我們已習(xí)慣于用環(huán)境溫度來判別熱能的可用性，與環(huán)境溫度的偏差越大，可用性越大。冷 電 技 術(shù) 介 紹（一種“以天地為爐”的技術(shù)）1前言工業(yè)生產(chǎn)和生活中產(chǎn)生了大量的“低溫?zé)崮堋?，自然界中存在更大量的可用性差的“低品質(zhì)熱能”，用“工程熱力學(xué)”的視角來看，這些都是“廢熱”，屬于“不可用能”。七、結(jié)論尚在征求意見建議。社會評價結(jié)論社會風(fēng)險分析尚在征求意見建議。受項目的間接影響：為冀、津、京、唐等地開辟了新的更經(jīng)濟的水源地；推動新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展（冷電、海水淡化、昆蟲養(yǎng)殖等）；創(chuàng)造出新的就業(yè)崗位；增加新的經(jīng)濟拉動引擎。地區(qū)建成后，我國最干旱的300多萬平方公里范圍內(nèi)，每平方米約增加降雨量28毫米（一至四期），個別地方的環(huán)境會明顯改善，大部分地區(qū)會漸進式地改善，受西風(fēng)帶的影響，將建立新的水汽循環(huán)。項目對社會的影響分析為此，國家和當(dāng)?shù)卣枰獙ｉT研究制定長期的政策，鼓勵和吸引國內(nèi)外的組織和個人；另外還要劃撥專項資金用于相關(guān)產(chǎn)業(yè)最新技術(shù)的研發(fā)、轉(zhuǎn)化和培育，讓大家能看到可長期投資和收益的路徑；再就是做好規(guī)劃，讓大眾知道綠色絲綢之路將成為能源、物資等生產(chǎn)和消耗巨大的市場?？赏ㄟ^小規(guī)模的實驗段來發(fā)現(xiàn)問題，有針對性地解決，待條件成熟再大規(guī)模地展開。綠色絲綢之路項目的投資收益主要在社會效益，華北、西北環(huán)境的改善，人均適宜的生存空間增加，就是該項目投資最好的回報，從中謀取其它利益不符合本項目的目的。后幾期的建成投入運營后，收支狀況會有所好轉(zhuǎn)，可適當(dāng)減輕政府的財政壓力。表四 利潤及稅收分析表（單位：億元）年均營業(yè)收入營業(yè)成本主營業(yè)務(wù)稅及附加經(jīng)營費用利潤所得稅凈利潤備注從表四可以看到，在稅費免除的情況下，第一期項目的收支基本平衡，但基本沒有還貸能力。由社會資本投資建設(shè)的綠化項目力爭與制水、輸水項目同步，可能會有差異，階段性用水量低于輸水量，可考慮地下儲存，或由當(dāng)?shù)卣撠?zé)臨時性轉(zhuǎn)移使用（主要用于提高地下水位）。表三 輸水成本估算表序號用水段名稱水量折舊輸水電耗人力成本其它合計小計備注1內(nèi)蒙陰山以東折舊含輸水、發(fā)電、公路、電力等資產(chǎn)，?時（不含折舊），下同。 表二 制水成本估算表序號水廠名稱水量折舊制水電耗膜耗藥劑人力成 本其它合計小計備注1北海水淡化工廠50128折舊含制水、發(fā)電等資產(chǎn)，?時（不含折舊），下同。綠色絲綢之路項目采用的是以水煥水（南線制水、輸水換取烏海取水）的策略，不會造成黃河水總量的過度使用，故建議免收烏海取水的水資源費等相關(guān)費用?？蓞⒄账娦袠I(yè)的折舊處理方式，或適當(dāng)延長折舊年限（稅法僅對折舊的最低年限有規(guī)定）。下表水量單位：億立方米，收入單位：億元，水價單位：元/立方米。為使北線按規(guī)劃均衡發(fā)展，水價宜保持相對統(tǒng)一；南線為實現(xiàn)按規(guī)劃置換用水，水價也不宜有大的差別。六、效益分析專項基金主要用于綠化工程，也可用于相關(guān)的其他單項工程建設(shè)或維護保養(yǎng)，嚴格按照捐助者的意愿用于指定的單項工程的具體合同段或地域（甚至可以更細分），不得用于投資等其他用途。其它來源自籌資金一期一個重要目的是建立起一個可持續(xù)發(fā)展的模式，吸引更多的社會資本進入，為最終目標(biāo)的實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。13南線配套冷電廠萬千瓦15000萬按單期計算，北支 20萬立方米/小時輸送能力（揚程400米），（揚程1000米）。11北線2冷電廠萬千瓦15000萬按單期計算，北線2輸送用電，平均按25萬立方米/小時輸送能力（揚