3　液氨制冷系統與氟利昂制冷系統的比較

為便于對比，本文選擇一個中等規模的制冷系統進行經濟技術分析，系統總制冷容量2906kW（250×104kcal/h）[1]，其中：1453kW（125×104kcal/h）制冷風、1162kW（100×104kcal/h）制冰、291kW（25×104kcal/h）制冷水，以下簡稱中型制冷系統。液氨制冷系統冷凝部分采用蒸發式冷凝器時中型制冷系統電機總裝功率約為1470kW（選用冷卻塔方案電機總裝功率約為1600kW），氟利昂中型制冷系統電機總裝功率約為1430kW。無論采用哪種制冷劑，均可達到相同的制冷效果。

3.1　制冷系統建設和安全運行管理

3.1.1　液氨制冷系統

（1）液氨制冷系統液氨屬于爆炸、有毒危險源，存在大量的安全防范工作。液氨制冷系統建設時必須向當地地區級技術監督、安監、消防部門報批備案。

（2）國家規定含有液氨的系統屬于特種作業，管理運行系統作業人員需要持有特種作業證書。

（3）液氨制冷系統一般建成工廠式，施工人員為施工方便在施工時會有擅自修改設計情況發生，修改的后果：不是帶來安全隱患，就是達不到設計的制冷效果。國家安監部門在檢查中發現制冷系統有安全隱患等問題時，液氨制冷系統將面臨停業整改、罰款等處罰。

（4）液氨制冷系統設備為單件，安裝復雜，安裝工期長，需要的安裝及運行人員多，大約需要7～9人運行管理。

3.1.2　氟利昂制冷系統

（1）氟利昂制冷系統的氟利昂不具有可燃性、無毒，不屬于危險源。制冷系統不需要向當地地區級技術監督、安監、消防部門報批備案。

（2）氟利昂制冷系統的操作人員不需要持有特種作業證書，只需要一定的文化知識、機電設備運行知識和操作能力即可。

（3）模塊集裝箱式的氟利昂制冷系統，管道少，廠家已經將連接設備的大部分管道集中布置在集裝箱內，減少了施工人員去改動的概率。

（4）氟利昂制冷系統的模塊集裝箱式儲存、運輸、安裝方便，安裝工期短，一般只需要平整的混凝土基礎。通常1個人可以管理2～3個集裝箱的運行，運行人員少，大約需要5名運行管理人員。

3.1.3　制冷系統建設和安全運行管理比較結果

通過以上比較，氟利昂制冷系統的建設、運行管理均優于液氨制冷系統。

3.2　制冷系統的經濟成本比較

3.2.1　液氨制冷系統

（1）液氨制冷系統必須向當地地區級技術監督、安監、消防部門報批備案。一個中型液氨制冷系統需要專項設計費不少于10萬元。

（2）液氨制冷系統管道多，焊縫多，目前國家技術監督、安監理部門對焊縫X光拍片檢測有嚴格規定，高壓系統焊縫拍片數量必須不少于20％的焊縫、低壓系統焊縫必須要對100％焊縫拍片，市場價1張片80～100元，一個中型液氨制冷系統大約需要拍片1300～1600張，需要費用約15萬元。

（3）根據國家《危險化學品重大危險源安全監控通用技術規范》以及《危險化學品重大危險源監督管理規定》（2011年8月5日國家安全監管總局令第40號公布），根據2015年5月27日國家安全監管總局令第79號修正規定：需要配備溫度、壓力、液位、流量、組分等信息的不間斷采集和監測系統以及可燃氣體和有毒有害氣體泄漏檢測報警裝置，并具備信息遠傳、連續記錄、事故預警、信息存儲等功能。將液氨儲槽內（高壓、低壓儲氨器等）介質的溫度、壓力、液位、視頻監控信號上傳至值班室或調度室。液氨制冷系統將增加一筆不小的費用。

（4）制冷劑費用，液氨需要量，一個中型制冷系統需要液氨15～20t，4700元/t，合價8萬～10萬元。

（5）液氨制冷系統驗收投產后，每年要進行一次安防（安全、消防）評估，每次評估要對系統的設備、管道及消防設施進行檢測。檢測及更換安全、消防器材需要一筆不小的費用。系統每運行3年后需要將液氨抽空對系統壓力容器進行檢測、20％的焊縫探傷檢測及更換制冷劑液氨。

3.2.2　氟利昂制冷系統

（1）氟利昂制冷系統不需要向當地地區級技術監督、安監、消防部門報批備案，不需要專項設計費用。

（2）氟利昂制冷系統管道只需要抽真空、氣密性試驗合格即可，不需要對焊縫拍片檢測。

（3）氟利昂不屬于危險化學品，相關設備及參數不硬性規定遠程控制。

（4）制冷劑費用，氟利昂需要量。一個中型制冷系統需要氟利昂，系統采用直供液形式，需要氟利昂3500kg（泵供需要氟利昂約4500kg），氟利昂R507A單價60元/kg，合價21萬元。

（5）氟利昂制冷系統和其他項目一樣只做一次性整體常規性安防評估。

3.2.3　經濟對比成果

選用一個中型制冷系統進行經濟成本效益比較分析見表1。

制冷系統建設費用=系統設計費用+設備費用+系統安裝及材料費用+系統土建費用

制冷系統的運行費用=系統制冷劑費用+人工成本費用+設備維修費用+安防評估費

通過以上成本比較，氟利昂制冷系統的生產運行優于液氨制冷系統，具有明顯的經濟效益。

3.3　綜合比較

3.3.1　安全管理方面

從安全管理方面比較，液氨制冷系統制冷劑為爆炸、有毒危險源，屬于國家安全生產重點管控的危險源，需要技術熟練的操作工人運行，操作工人需要專門培訓并經考核取得特種作業證才能上崗。氟利昂制冷系統制冷劑為不具爆炸性、無毒，一般化學產品，經過正常的培訓就可上崗，在目前缺少熟練的液氨操作工人，使用氟利昂制冷系統消除了一個重大安全隱患。

3.3.2　成本經濟方面

隨著機電技術的發展，設備的集成模塊化的趨勢，氟利昂設備型號的多元化、設備及環保型氟利昂制冷劑的大幅降價。國家對危險化學品的從嚴管控，使液氨制冷系統的運行管理成本急劇上升。從上述成本經濟比較，目前液氨制冷系統已經沒有優勢而言了，氟利昂制冷系統的真正成本已經低于液氨制冷系統。

3.3.3　安裝工期方面

中、大型液氨制冷系統的建設周期一般從3個月至6個月不等，而氟利昂制冷系統的模塊集裝箱式一般從0.5個月至1個月不等。從工期的縮短也使建設成本降低。

3.3.4　設備再次利用

水電工程液氨制冷系統為臨時系統一般使用周期為2～5年（少數工程運行期超過5年），還應重點分析設備再次利用的方便和經濟成本。再次利用制冷系統的比較如下。

（1）液氨制冷系統轉運到另一工程時考慮到制冷系統的安全性液氨制冷系統的管道一般不再利用，只能利用設備，而管道是液氨制冷系統的一個重要組成部分，占的比重很大。氟利昂制冷系統的模塊集裝箱式再次利用時整體運輸、安裝方便、基本上所有的部件都能直接利用。

（2）液氨制冷系統轉運后需要重新建設一個制冷車間。氟利昂制冷系統只要做能承受集裝箱的混凝土基礎即可，占地面積小、一般只有液氨制冷系統的50％～60％。以骨料一次風冷制冷容量2906kW（250×104kcal/h）比較制冷系統占地面積，車間式液氨制冷系統（圖1）占地面積390m2，整體模塊式氟利昂制冷系統（圖2）占地面積210m2。

（3）液氨制冷系統的設備再次利用時設備維修費用一般在設備原值的20％～30％左右，模塊集裝箱式氟利昂制冷系統設備維修費用一般不超過設備原值的15％。

制冷系統的設備再次利用費用=系統建設費用（不含設備費用）+設備維修費用

液氨制冷系統的設備再次利用費用=195+（445×25％）=306（萬元）

氟利昂制冷系統的設備再次利用費用=40+（540×15％）=121（萬元）

從設備的再次利用的價值考慮氟利昂制冷系統的也優于液氨制冷系統。

3.3.5　綜合比較結果

在水工混凝土預冷系統中集成模塊化氟利昂制冷系統的生產運行成本優于工廠式液氨制冷系統。

3.4　制冷系統主要參數、特點

液氨制冷系統與氟利昂制冷系統主要參數、特點對比見表2。