3　液氨制冷系统与氟利昂制冷系统的比较

为便于对比，本文选择一个中等规模的制冷系统进行经济技术分析，系统总制冷容量2906kW（250×104kcal/h）[1]，其中：1453kW（125×104kcal/h）制冷风、1162kW（100×104kcal/h）制冰、291kW（25×104kcal/h）制冷水，以下简称中型制冷系统。液氨制冷系统冷凝部分采用蒸发式冷凝器时中型制冷系统电机总装功率约为1470kW（选用冷却塔方案电机总装功率约为1600kW），氟利昂中型制冷系统电机总装功率约为1430kW。无论采用哪种制冷剂，均可达到相同的制冷效果。

3.1　制冷系统建设和安全运行管理

3.1.1　液氨制冷系统

（1）液氨制冷系统液氨属于爆炸、有毒危险源，存在大量的安全防范工作。液氨制冷系统建设时必须向当地地区级技术监督、安监、消防部门报批备案。

（2）国家规定含有液氨的系统属于特种作业，管理运行系统作业人员需要持有特种作业证书。

（3）液氨制冷系统一般建成工厂式，施工人员为施工方便在施工时会有擅自修改设计情况发生，修改的后果：不是带来安全隐患，就是达不到设计的制冷效果。国家安监部门在检查中发现制冷系统有安全隐患等问题时，液氨制冷系统将面临停业整改、罚款等处罚。

（4）液氨制冷系统设备为单件，安装复杂，安装工期长，需要的安装及运行人员多，大约需要7～9人运行管理。

3.1.2　氟利昂制冷系统

（1）氟利昂制冷系统的氟利昂不具有可燃性、无毒，不属于危险源。制冷系统不需要向当地地区级技术监督、安监、消防部门报批备案。

（2）氟利昂制冷系统的操作人员不需要持有特种作业证书，只需要一定的文化知识、机电设备运行知识和操作能力即可。

（3）模块集装箱式的氟利昂制冷系统，管道少，厂家已经将连接设备的大部分管道集中布置在集装箱内，减少了施工人员去改动的概率。

（4）氟利昂制冷系统的模块集装箱式储存、运输、安装方便，安装工期短，一般只需要平整的混凝土基础。通常1个人可以管理2～3个集装箱的运行，运行人员少，大约需要5名运行管理人员。

3.1.3　制冷系统建设和安全运行管理比较结果

通过以上比较，氟利昂制冷系统的建设、运行管理均优于液氨制冷系统。

3.2　制冷系统的经济成本比较

3.2.1　液氨制冷系统

（1）液氨制冷系统必须向当地地区级技术监督、安监、消防部门报批备案。一个中型液氨制冷系统需要专项设计费不少于10万元。

（2）液氨制冷系统管道多，焊缝多，目前国家技术监督、安监理部门对焊缝X光拍片检测有严格规定，高压系统焊缝拍片数量必须不少于20％的焊缝、低压系统焊缝必须要对100％焊缝拍片，市场价1张片80～100元，一个中型液氨制冷系统大约需要拍片1300～1600张，需要费用约15万元。

（3）根据国家《危险化学品重大危险源安全监控通用技术规范》以及《危险化学品重大危险源监督管理规定》（2011年8月5日国家安全监管总局令第40号公布），根据2015年5月27日国家安全监管总局令第79号修正规定：需要配备温度、压力、液位、流量、组分等信息的不间断采集和监测系统以及可燃气体和有毒有害气体泄漏检测报警装置，并具备信息远传、连续记录、事故预警、信息存储等功能。将液氨储槽内（高压、低压储氨器等）介质的温度、压力、液位、视频监控信号上传至值班室或调度室。液氨制冷系统将增加一笔不小的费用。

（4）制冷剂费用，液氨需要量，一个中型制冷系统需要液氨15～20t，4700元/t，合价8万～10万元。

（5）液氨制冷系统验收投产后，每年要进行一次安防（安全、消防）评估，每次评估要对系统的设备、管道及消防设施进行检测。检测及更换安全、消防器材需要一笔不小的费用。系统每运行3年后需要将液氨抽空对系统压力容器进行检测、20％的焊缝探伤检测及更换制冷剂液氨。

3.2.2　氟利昂制冷系统

（1）氟利昂制冷系统不需要向当地地区级技术监督、安监、消防部门报批备案，不需要专项设计费用。

（2）氟利昂制冷系统管道只需要抽真空、气密性试验合格即可，不需要对焊缝拍片检测。

（3）氟利昂不属于危险化学品，相关设备及参数不硬性规定远程控制。

（4）制冷剂费用，氟利昂需要量。一个中型制冷系统需要氟利昂，系统采用直供液形式，需要氟利昂3500kg（泵供需要氟利昂约4500kg），氟利昂R507A单价60元/kg，合价21万元。

（5）氟利昂制冷系统和其他项目一样只做一次性整体常规性安防评估。

3.2.3　经济对比成果

选用一个中型制冷系统进行经济成本效益比较分析见表1。

制冷系统建设费用=系统设计费用+设备费用+系统安装及材料费用+系统土建费用

制冷系统的运行费用=系统制冷剂费用+人工成本费用+设备维修费用+安防评估费

通过以上成本比较，氟利昂制冷系统的生产运行优于液氨制冷系统，具有明显的经济效益。

3.3　综合比较

3.3.1　安全管理方面

从安全管理方面比较，液氨制冷系统制冷剂为爆炸、有毒危险源，属于国家安全生产重点管控的危险源，需要技术熟练的操作工人运行，操作工人需要专门培训并经考核取得特种作业证才能上岗。氟利昂制冷系统制冷剂为不具爆炸性、无毒，一般化学产品，经过正常的培训就可上岗，在目前缺少熟练的液氨操作工人，使用氟利昂制冷系统消除了一个重大安全隐患。

3.3.2　成本经济方面

随着机电技术的发展，设备的集成模块化的趋势，氟利昂设备型号的多元化、设备及环保型氟利昂制冷剂的大幅降价。国家对危险化学品的从严管控，使液氨制冷系统的运行管理成本急剧上升。从上述成本经济比较，目前液氨制冷系统已经没有优势而言了，氟利昂制冷系统的真正成本已经低于液氨制冷系统。

3.3.3　安装工期方面

中、大型液氨制冷系统的建设周期一般从3个月至6个月不等，而氟利昂制冷系统的模块集装箱式一般从0.5个月至1个月不等。从工期的缩短也使建设成本降低。

3.3.4　设备再次利用

水电工程液氨制冷系统为临时系统一般使用周期为2～5年（少数工程运行期超过5年），还应重点分析设备再次利用的方便和经济成本。再次利用制冷系统的比较如下。

（1）液氨制冷系统转运到另一工程时考虑到制冷系统的安全性液氨制冷系统的管道一般不再利用，只能利用设备，而管道是液氨制冷系统的一个重要组成部分，占的比重很大。氟利昂制冷系统的模块集装箱式再次利用时整体运输、安装方便、基本上所有的部件都能直接利用。

（2）液氨制冷系统转运后需要重新建设一个制冷车间。氟利昂制冷系统只要做能承受集装箱的混凝土基础即可，占地面积小、一般只有液氨制冷系统的50％～60％。以骨料一次风冷制冷容量2906kW（250×104kcal/h）比较制冷系统占地面积，车间式液氨制冷系统（图1）占地面积390m2，整体模块式氟利昂制冷系统（图2）占地面积210m2。

（3）液氨制冷系统的设备再次利用时设备维修费用一般在设备原值的20％～30％左右，模块集装箱式氟利昂制冷系统设备维修费用一般不超过设备原值的15％。

制冷系统的设备再次利用费用=系统建设费用（不含设备费用）+设备维修费用

液氨制冷系统的设备再次利用费用=195+（445×25％）=306（万元）

氟利昂制冷系统的设备再次利用费用=40+（540×15％）=121（万元）

从设备的再次利用的价值考虑氟利昂制冷系统的也优于液氨制冷系统。

3.3.5　综合比较结果

在水工混凝土预冷系统中集成模块化氟利昂制冷系统的生产运行成本优于工厂式液氨制冷系统。

3.4　制冷系统主要参数、特点

液氨制冷系统与氟利昂制冷系统主要参数、特点对比见表2。