0 引言

作为火力发电厂的重要组成部分——厂前区，一般指的是有行政办公和生活服务等功能的建筑群区域，是企业管理的心脏及对外总体形象的体现，是各大火力发电厂关注的重点。在建筑能耗主要构成中，供暖、空调系统能耗约占建筑总能耗的65%[1]。因此，该区域的空调系统设计也成为了业主关注的重点。

在该区域空调系统设计中，一般传统的设计思路主要考虑如何节省初投资与加快建设进度。但随着科技的进步和环保意识的增强，按照传统思路进行选型设计，后期运维费用大、系统寿命短等一系列问题会越来越突出。因此在工程领域引入了全寿命周期成本LCC(life cycle cost)设计概念[2]。LCC指设备或系统从诞生到报废整个期间需要的费用总和，将设备或系统在寿命周期内的全部开支加在一起再折现换算为等价均匀的全年费用，很显然设备和系统的全年费用越少，其系统效益越高[3]。

厂前区若作为一个集中供冷供热区域，属于较大的耗能区域，初投资也较大。传统的设计系统在整个寿命周期内的运维费用占其寿命周期成本的50%～60%[4-5]。本文运用全寿命周期成本分析的方法对火力发电厂厂前区供冷系统方案进行优选，从而为厂前区供冷系统方案设计提供一种决策方法。主要包括如下四部分内容：1) 确定待选方案，针对区域供冷供热列出可选冷热源方案；2) 根据数学模型计算各方案的LCC；3) 方案优选及实施，根据计算结果，得出LCC最小的方案，即为经济性最好的方案；4) 综合考虑选出最优方案。

1 计算模型

主要考虑系统的建设费用和运行费用，按建设成本、运行成本、维护成本和残值来建立数学模型[2，6-8]，计算其LCC。

LCC=C0+OPs+MPs-SP

(1)

 

(2)

 

(3)

式(1)～(3)中 C0为初始建设成本，万元；O为运行成本，万元；Ps为现值和率；M为维护成本，万元；S为残值，万元；P为现值率；r为折现率；T为全寿命周期，a。

2 工程实例计算

2.1 负荷数据

1) 方案1采用溴化锂机组虽然可以减少用电量，但需要消耗燃油，初投资及运行费用较大，全寿命周期成本最高，且溴化锂机组每年约有5%的冷量衰减，故不宜采用方案1。

2.2 基础参数取值

设计基础参数如表1所示。

 

表1 基础参数取值

  

电价/(元/(kW·h))前3a取1.0,后12a取0.50#柴油价格/(元/kg)4.65,发热量为43500kJ/kg电力设备费/(元/(kV·A))800空调运行时间/(h/a)2600水费/(元/t)1.5蒸汽费/(元/t)80折现率/%8全寿命周期/a15

2.3 方案说明

考虑到项目的厂前区建筑为坡屋面，采用风冷式冷水机组体量较大，布置困难，因此，该项目按以下4个方案进行比较：方案1，集中制冷系统，采用直燃型溴化锂吸收式冷水机组；方案2，集中制冷系统，采用电动水冷螺杆式机组；方案3，分区集中制冷系统，厂前区各建筑物采用多联变频空调系统；方案4，集中制冷系统，采用蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组(近期厂前区设置燃油锅炉，以提供蒸汽型溴化锂冷水机组所需的蒸汽；远期主厂区建成后再由主厂区提供蒸汽)。

黎永兰的多位朋友证实，2015年元旦，在广安当地一家餐馆中，林雪川当着黎永兰多位亲人的面将黎永兰打伤，多人劝阻无果，黎永兰一位朋友也被打伤，眼睛肿了一个月。据黎永兰母亲李玉说，这次林雪川的施暴造成了黎永兰住院并被院方下了病危通知书，也直到这时，家里人才知道黎永兰和林雪川的关系如此的危险。

空调系统冷源基本特点如表2所示。

 

表2 空调系统基本冷源特点对照

  

直燃型溴化锂冷水机组水冷螺杆式冷水机组多联变频空调系统双效溴化锂冷水机组平均使用寿命/a152010～1515机组容量规格单机350kW以上规格齐全规格较全单机350kW以上冷却水系统有,冷却水量较大有无有,冷却水量较大制冷机房需要,较大需要不需要需要,较大制冷控制系统较复杂简单简单复杂制冷速度较慢快快较慢设备故障率较小小较小较小运行复杂性较复杂简单简单复杂维修费用复杂、高简单、低较简单、较低复杂、高运行费用高低较高高

2.4 计算结果分析

根据表1中的数据及负荷对4个方案系统中的运行成本进行估算，结果如表4所示。其中，由于方案4近期前3 a采用燃油锅炉房蒸汽，远期后12 a采用主厂区蒸汽，对它的全寿命周期运行成本计算应该分段，最后得到15 a运行成本的折现值总和为2 091万元。

2.4.1 初投资计算

根据基础输入数据及负荷，对4个方案中的系统初投资进行估算，结果如表3所示。

应用SPSS 19.0统计软件进行数据分析。计量资料以均数±标准差描述，独立样本比较采用t检验。不服从正态分布的计量资料以中位数（四分位法），即中位数（25%，75%）描述，采用非参数检验（Mann-Whitney U检验、Kruskal-Wallis检验），多个样本比较采用方差分析；疾病严重程度影响因素采用多元线性回归分析，P＜0.05表示差异有统计学意义。

有的单位或个人通过围标竟然竞得几个标段，中标者往往也不是业主信任或了解、满意的单位。就像前边的例子，一个没有任何资质和实施能力的个人，借用20家单位资质参加投标，5个标段竟然中了2个。此投标人仅买标书就花了近10万元，而且将预计中标价抬高了2个百分点，严重影响了投标的公正性。

根据以上分析，全寿命周期按15 a计算。

根据之前的初投资、运行成本、维护成本的计算结果，将4个方案费用汇总如表6所示。

通过前文的论述应该明确，中水回用方式无论采用间接还是直接，对于城市基础设施建设情况的考验都十分巨大。城市建设水平的不足，直接导致城市建筑中水回用能力低下，无法实现高效率的水资源利用，最终影响中水回用水平。但就目前的发展情况来看，国内大部分城市虽然在数十年间建立了中水设施，但是却缺乏规模化，大量的中水系统设施被闲置、城市管理运行能力不足，最终导致中水回用成本大幅度增加。相关统计显示，2017年北京、天津两市的中水系统所完成的中水回用效率不足设计预算标准的50%，这一现象表明，城市中水回用系统并未能够如期发挥作用[2]。

缺点：线路侧接口的长距离大容量支撑能力略弱，400GE 以上暂无长距。FlexE与WDM的集成需要验证。

主要为情绪障碍、行为障碍和认知障碍，情绪障碍表现为缺乏义务感、责任感，易感情用事，缺乏理智等；行为障碍表现为自控能力差以及一些不正常的坏习惯，如贪图享受、好逸恶劳、放荡不羁、狂妄自大等；认知障碍表现为不能全面观察和分析问题，不能透过事物现象抓住本质，易陷入个人狭隘的知识经验圈，思维缺乏灵活性、逻辑性等；大学生道德（思想）亚健康不仅不利于自身人格的建设，也会对身边其他人的生活、工作产生不利影响，长久以往，很容易被他人孤立，从而进入恶性循环。

2) 方案2虽然初投资、运行费用、全寿命周期成本都最小，但厂前区空调需要集中敷设室外管路，施工复杂且费用高，另外还需要建设专门的制冷机房，对于厂前区部分空调运行时，需要开启集中制冷系统，“大马拉小车”，不利于节能运行，因此综合考虑施工的难易程度、设计的复杂程度及电厂作为特殊企业的空调系统后续的运维能力，不推荐方案2。

 

表3 各方案初投资计算 万元

  

方案1方案2方案3方案4制冷机312199660300冷水泵999冷却水泵11911开式冷却塔403040末端处理设备150150150电力设备费22688722制冷站管网12812室外管网100100100制冷机房费用121012室外管路施工费707012储油系统投资1570燃油锅炉房系统投资100凝结水回收装置15总计753653747853

 

表4 各方案运行成本计算 万元/a

  

方案1方案2方案3方案4水费333电费近期3a7122228388远期12a35.511114244燃油费256339蒸汽费用83总计近期3a330225283430远期12a294.5114142130

 

表5 各方案维修成本计算 万元/a

  

方案1方案2方案3方案4人工费12121212折旧费887687100维修费98910总计 10996108122

2.4.4 全寿命周期成本LCC计算

2.4.3 维护成本计算

 

表6 各方案费用计算

  

方案1方案2方案3方案4初投资/万元753653747853运行成本/(万元/a)近期3a330225283430远期12a294.5114142130维护成本/(万元/a)10996108122残值率/%4444残值S/万元30263034折现率r/%8888全寿命周期T/a15151515

将上述所得的初投资、运行成本、维护成本代入所建立的全寿命周期成本LCC计算模型中，计算结果如表7所示。

 

表7 各方案LCC汇总 万元

  

方案1方案2方案3方案4初投资753653747853运行成本现值3076143717962091维护成本现值9308219241046残值现值98911LCC4750290234583973

2.5 方案分析

综合初投资、运行费用、施工费用、系统运行、全寿命周期成本等因素，该工程厂前区制冷冷源采用分散式多联变频空调系统——方案3。

军工科研单位没有将固定资产投资项目执行情况纳入科研部门年度考核中，没有将项目执行效果纳入科研人员和管理人员绩效考评中。同时项目组织架构不完善，任务分工不清晰，产出成果不具体，任务完成时间不明确，导致缺少考核和评价的依据。由于评价体系不健全，导致项目往往不受重视，人员积极性不高，影响项目完成质量。

广东某火力发电厂位于清远地区，根据规划，厂前区共有12栋建筑物，根据空调负荷估算，其厂前区空调总冷负荷按3 300 kW设计。

2.4.2 运行成本计算

根据表1中的数据及负荷对4个方案的系统维护成本进行估算，维护成本包括人工费、折旧费、维修费。其中，设备折旧费用=(系统初投资费用)×r(1+r)T/[(1+r)T-1]，维修费用取折旧费的10%。计算结果如表5所示。

3) 方案3初投资较低，运行费用较少，且多联变频空调系统具有运行灵活，部分负荷运行时变频空调无需制冷机房，无需复杂的室外管网施工，对建筑层高及室外机布置要求低，不需要增加投资即可实现冬季供暖，具有较好的节电效果，又避免了分体空调室外挂机，为建筑外形的设计提供了优越的条件，推荐采用。

4) 方案4虽然一定程度上省电，但近期也需要新增锅炉房，消耗燃油，且初投资、全寿命周期成本都较高，故不推荐方案4。

5) 在正常情况下，方案1，2，4都需要专人负责制冷机组的运行管理，方案3则无需专人维护管理。

3 结语

通过本文的分析可知，火力发电厂厂前区供冷方案的选取可以在全寿命周期成本分析的基础上进行，结合各方案施工的难易程度、设计的复杂程度及运维能力等方面的综合考虑，选取最优的设计方案。本文的系统研究可以为火力发电厂厂前区供冷系统方案的优化设计提供参考。

参考文献：

[1] 王伟军.中央空调系统的节能运行策略研究[J].制冷与空调, 2006, 6(2):44-47

[2] 张朝辉，李震，端木琳，等.区域供冷供热冷热源方案的寿命周期成本分析[J].建筑科学,2007, 23(4):74-77

[3] 石建中, 刘堂文. 暖通空调设计的LCC概念[J]. 工业安全与环保, 2002, 28(7): 27-28

[4] FULLER S K, PETERSEN S R. NIST handbook 135: life cycle costing manual for the federal energy management program[M]. Washington: U S Government Printing Office, 1996：33

[5] KIRK S J, DELL I A J. Life cycle costing for design professionals[M]. New York：McGraw Hill, 1995：21

[6] 董士波. 全生命周期工程造价管理研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2003：89-92

[7] DHILLON B S. Life cycle costing techniques, models and applications[M]. New York：Gordon and Breach Science Publishers, 1988: 89-190

[8] 寿青云,陈汝东. 寿命周期成本分析在区域供冷供热评价的应用[J]. 煤气与热力,2006,26(4):51- 54