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污水與地表水源熱泵系統(tǒng)技研及設(shè)備產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目可行性研究報(bào)告(留存版)

  

【正文】 300 萬(wàn)平方米的建筑面積以上工程的技術(shù)指導(dǎo)、 專利設(shè)備供應(yīng)和工程施工能力 (含地區(qū)代理商工程 );實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、施工、研發(fā)相對(duì)獨(dú)立運(yùn)作的集團(tuán)化經(jīng)營(yíng)模式;實(shí)現(xiàn)年產(chǎn) 300臺(tái)以上關(guān)鍵設(shè)備的生產(chǎn)能力,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化;完成專用特種水源熱泵的研發(fā)和銷售應(yīng)用, 實(shí)現(xiàn)完整成熟的系列化 產(chǎn)品;組建專門技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)或國(guó)家級(jí)工程研究中心、技術(shù)示范基地;公司主營(yíng)業(yè)務(wù)向國(guó)外擴(kuò)展;主流產(chǎn)品和技術(shù)實(shí)現(xiàn)較大的市場(chǎng)占有率(建筑物制冷與供熱行業(yè) 510%)。廠區(qū)供電利用原有變配電設(shè)施,供電電壓等級(jí)為 10KV/。 ⑵專門設(shè)立安全管理機(jī)構(gòu),建立管理制度,定期進(jìn)行相關(guān)教育和考核,定期檢查并不斷完善各類安全措施。 本項(xiàng)目是符合國(guó)家能源政策的節(jié)能項(xiàng)目,達(dá)到了較先進(jìn)的水平,同時(shí)本項(xiàng)目的節(jié)能措施,可以取得很好節(jié)能效果。 供熱空調(diào)的能源消耗占社會(huì)總能耗的比例達(dá) 30%,而環(huán)境污染的 20%也是由供熱空調(diào)燃煤引起的。 關(guān) 鍵配置技術(shù) 國(guó)外(挪威、瑞典、日本等)從上世紀(jì) 7080年代開(kāi)始建設(shè)大型熱泵系統(tǒng),包括污水源(已處理污水)、地表水源(河水、江水)、海水源熱泵等,實(shí)例很多,規(guī)模也很大,熱泵機(jī)組的裝機(jī)負(fù)荷達(dá) 50MW以上。 已處理污水與地表水(江河湖海水)屬同類,與未處理原水相比,相對(duì)清潔,但水源的利用為 開(kāi)式循環(huán),小時(shí)流量數(shù)百至上千立方米,污染成迅速的累積過(guò)程,易“短時(shí)污染”( 7~ 10d),因此對(duì)熱泵系統(tǒng)或換熱過(guò)程也是“非清潔”的水源。 其中的技術(shù)關(guān)鍵是污水或地表水的高效換熱循環(huán),以及各子循環(huán)的有效匹配,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的低能耗運(yùn)行,達(dá)到真正節(jié)能環(huán)保的目的。熱泵工質(zhì)(例如氟利昂)在壓縮機(jī) 1 的驅(qū)動(dòng)下,在壓縮機(jī) 冷凝器 膨脹裝置 蒸發(fā)器 4 幾個(gè)主要部件中循環(huán)運(yùn)動(dòng)。 本項(xiàng)目最大用水量約為 ,年用水量約為 2170噸。境內(nèi)有 10 余條山脈,大體可分為四部分。 作為相鄰的技術(shù)應(yīng)用,采用經(jīng)污水處理站不同程度處理過(guò)的一、二級(jí)出水作為熱泵冷熱源的工程實(shí)例和相關(guān)研究是有的,特別是在日本、挪威、瑞典和俄羅斯,都有較大工程成功的報(bào)道,但不言而喻,這些技術(shù)只 能用于污水處理站附近建筑的熱泵供熱,其適用范圍無(wú)法和本專利相比較。從建筑物供暖、制冷與衛(wèi)生熱水的全面需求看,初期投資的優(yōu)勢(shì)也非常明顯。 目前,污水與地表水源熱泵系統(tǒng)成套技術(shù)研究及關(guān)鍵設(shè)備產(chǎn)業(yè)化已被列入國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的節(jié)能減排和再生能源利用技術(shù)。 購(gòu)置 生產(chǎn)設(shè)備 88臺(tái)(套),生產(chǎn)檢驗(yàn)設(shè)備 5 臺(tái)(套)。 企業(yè)人員總數(shù) 為 80 人 ,其中 大專以上 學(xué)歷 人數(shù) 為 60 人 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)發(fā)明的 污水與地表水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì) 和特殊設(shè)計(jì)的污水換熱裝置(國(guó)家發(fā)明專利產(chǎn)品),成功解決了城市原生污水連續(xù)循環(huán)無(wú)堵塞換熱這一世界性難題 ,為熱泵技術(shù)解決了一個(gè)“源”的匱乏問(wèn)題,技術(shù)水平屬于國(guó)際領(lǐng)先水平 。另外,原生污水均勻地分布在城市地下空間,為因地制宜地有效利用及建設(shè)分散式的熱泵供熱空調(diào)系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件。 公司實(shí)施該項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)在于: 經(jīng)營(yíng)管理決策、市場(chǎng)開(kāi)拓、技術(shù)創(chuàng)新及知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。 第四章 建設(shè)方案 該項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)污水源熱泵 300 臺(tái)的生產(chǎn)能力。 運(yùn)輸方案 本項(xiàng)目運(yùn)輸采用兩種方案:一是原材料運(yùn)輸,由供應(yīng)方送貨到廠;二是成品運(yùn)輸,由生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)運(yùn)輸?shù)戒N售地點(diǎn)。 污水及地表水源熱泵 污水及地表水源熱泵是以污水(包括地表水)作為低溫?zé)嵩矗脽岜眉夹g(shù)回收或提取污水中的低溫?zé)崮?,其中污水包括市政管網(wǎng)中未處理的原生污水、污水處理廠已處理污水,地表水包括江河湖水、海水及污水處理后的再生水。 ( 4)太陽(yáng)能與日照時(shí)間及晝夜變化有關(guān),需要附輔熱源或蓄能系統(tǒng),太陽(yáng)能集熱器初投資很大,目前建筑用能還很難承當(dāng),僅限于太陽(yáng)能熱水器的使用,另外太陽(yáng)能制冷系統(tǒng)還處于研制開(kāi)發(fā)階段。 防堵塞是系統(tǒng)的基本功能要求,污水循環(huán)若不具備防堵的能力,則系統(tǒng)根本不能運(yùn)行,而非清潔則需要防污垢,防污垢與小溫差換熱直接影響到系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和維護(hù)操作的難易程度與工作量。 污水換熱器 工藝流程 工藝流程圖 適用范圍 由于土壤、地下水、地表水、工業(yè)余熱及城市污水等這些低溫?zé)嵩床痪哂羞\(yùn)輸性,因此只能因地制宜地加以利用。另外,就具體項(xiàng)目本身而言,由于一套系統(tǒng)冬夏兩用,全年供應(yīng)衛(wèi)生熱水,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 昌圖縣 位于遼寧 最北部,是全國(guó)著名的農(nóng)業(yè)大縣,東北最大的花生集散地全國(guó)最大的糧食生產(chǎn)基地, 畜禽生產(chǎn)加工基地。 廠區(qū)地勢(shì)高差不大,周圍環(huán)境良好。 ⑵水消防 a 消防水量 :根據(jù) 《 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 》 GBJ1687( 2020年版),本項(xiàng)目最大建筑 物 高度< 24m, 最大建筑物為 生產(chǎn) 廠房, 生產(chǎn)類別為丙類,耐火等級(jí)為一級(jí),室內(nèi)消火栓用水量為 10L/s,室外消火栓用水量為30L/s, 室內(nèi)外合計(jì)為 40L/S, 同一時(shí)間火 災(zāi) 次數(shù)為一次。 投資估算 本項(xiàng)目總投資 5400 萬(wàn)元,其中固定資產(chǎn)投資 4160 萬(wàn)元,流動(dòng)資金1240 萬(wàn)元。 ( 3)所得稅 本項(xiàng)目所得稅的稅率按 25%計(jì)算,年均上繳所得稅 ( 4)年均稅后利潤(rùn) 。 《中華人民共和國(guó)招標(biāo)投標(biāo)法》; 《工程建設(shè)項(xiàng)目招標(biāo)范圍和規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)令第 3 號(hào)》; 《工程建設(shè)項(xiàng)目自行招標(biāo)試行辦法 國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)令第 5號(hào)》; 國(guó)辦發(fā) [2020]34號(hào)《關(guān)于國(guó)務(wù)院有關(guān)部門實(shí)施招標(biāo)投標(biāo)活動(dòng)行政監(jiān)督的職責(zé)分工的意見(jiàn)》; 國(guó)家有關(guān)招標(biāo)投標(biāo)的法 律、法規(guī); 施工單項(xiàng)合同估算價(jià)在 200 萬(wàn)元人民幣以上的; 重要設(shè)備、材料等貨物的采購(gòu),單項(xiàng)合同估算價(jià)在 100 萬(wàn)元人民幣以上的; 勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單項(xiàng)合同估算價(jià)在 50 萬(wàn)元人民幣以上的。在重要生產(chǎn)崗位及潔凈區(qū),均設(shè)感煙型火災(zāi)探測(cè)器,按規(guī)范要求設(shè)計(jì)防靜電設(shè)施。實(shí)際方案將嚴(yán)格按要求進(jìn)行設(shè)計(jì),以達(dá)到安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。 第七章 環(huán)境保護(hù) 該項(xiàng)目將城市污水或江、河、湖、海水源中蘊(yùn)含的可再生能源運(yùn)用于建筑物的供暖和制冷,是減少燃煤使用和污染物排放的重要途徑, 是個(gè)典型的環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目。其中污水在數(shù)量(水量)、質(zhì)量(水溫)及分布規(guī)律上(地理位置)具有明顯優(yōu)勢(shì)。另一方面,大型熱泵系統(tǒng)的主要問(wèn)題又是介質(zhì)的輸送投資及其能耗問(wèn)題,例如,當(dāng)熱泵機(jī)組的制熱系數(shù)是 4,如果水泵等的輔助能耗達(dá) 30%,則系統(tǒng)的綜合性能系數(shù)只有 ,而按 33%的發(fā)電效率計(jì)算,一次能源利用率只有 93%,而國(guó)外若按 50%的發(fā)電效率計(jì)算,則一次能源利用率可達(dá) 140%。我國(guó)大部分地區(qū)的冬季時(shí)段,污水水溫 15℃以下,地表水 7℃以下,渤海與黃海近海域水溫 3℃左右,提取水源的顯熱熱能溫差在 2~ 6℃范圍內(nèi)。 同類 產(chǎn)品 比較 在供熱空調(diào)領(lǐng)域里,當(dāng)前研究和應(yīng)用的可再生性清潔能源系統(tǒng)包括太陽(yáng)能供熱及吸附或吸收式制冷系統(tǒng)、土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、空 氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)以及工企業(yè)的余熱回收熱泵系統(tǒng)等,這幾種低位能源的應(yīng)用目前還存在一些問(wèn)題與局限性: ( 1)空氣源熱泵在以供暖為主的寒冷地區(qū)受到室外溫度的限制,能源利用效率很低,在以制冷空調(diào)為主的熱帶或亞熱帶地區(qū)不可避免地給城市區(qū)域帶來(lái)熱島效應(yīng)。獲取了水源熱能的工質(zhì)被壓縮機(jī)壓縮到例如 60℃,在冷凝器中加熱來(lái)自建筑物的系統(tǒng)循環(huán)水,由該水將熱量帶到建筑物的散熱設(shè)備中。生活污水經(jīng)化糞池處理后,排入廠區(qū)污水排水干線,最后排至市政排水管網(wǎng)中。西部是遼河沖積平原,西北為風(fēng)沙區(qū),河流除遼河外,主要支流有招蘇臺(tái)河、二道河、亮子河等,均屬遼河水系 。新產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)存在產(chǎn)品可靠性質(zhì)量保證以及開(kāi)發(fā)市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn),大批量投入市場(chǎng)需要有一個(gè)過(guò)程。 需求 預(yù)測(cè) 利用熱泵技術(shù)為建筑物制冷、供熱必將成為燃煤、燃油、水冷機(jī)組等技術(shù)方式的替代技術(shù)。制定政策措施,鼓勵(lì)和支持企業(yè)進(jìn)行節(jié)能減排的技術(shù)改造,采用節(jié)能環(huán)保新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)” ? 建設(shè)部、財(cái)政部關(guān)于推進(jìn)可再生能源在建筑中應(yīng)用的實(shí)施意見(jiàn) 中,第(七) 條明確指出污水熱泵技術(shù)是國(guó)家重點(diǎn)支持的技術(shù)之一,還包括海水與地表水熱泵。 公司屬于哈爾濱工業(yè)大學(xué)科技成果產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)扶持 企業(yè),并有哈爾濱工業(yè)大學(xué)無(wú)形資產(chǎn)投資,接受哈爾濱工業(yè)大學(xué)產(chǎn)業(yè)主管部門的宏觀指導(dǎo) 和政策扶持 ,哈爾濱工業(yè) 大學(xué)資產(chǎn)投資經(jīng)營(yíng)有限責(zé)任公司代表哈爾濱工業(yè)大學(xué)持有公司股份。 該 公司以污水及地表水源熱泵技術(shù)為主要特點(diǎn),以熱泵及熱泵應(yīng)用技術(shù)以及其它衍生技術(shù)的研發(fā)、推廣、關(guān)鍵設(shè)備生產(chǎn)、系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工、售后服務(wù)為主營(yíng)業(yè)務(wù)的全系統(tǒng)供應(yīng)商。 ? 北京市發(fā)改委“關(guān)于發(fā)展熱泵系統(tǒng)的指導(dǎo)意見(jiàn)”中,明確鼓勵(lì)利用污水熱泵技術(shù),按每平方米補(bǔ)貼 50 元。就我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況和能源形式看 ,利用城市污水為建筑物提供制冷和供熱的應(yīng)用前景十分廣闊。該項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)是: ■ 符合國(guó)家和社會(huì)節(jié)能與環(huán)保要求和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求,已經(jīng)成為國(guó)家節(jié)能與環(huán)保和再生能源利用重點(diǎn)發(fā)展應(yīng)用技術(shù); 有省、市政府等部門的支持。 氣象條件 倉(cāng) 圖縣屬中溫帶亞濕潤(rùn)季風(fēng)大陸性氣候,日照充足,四季分明,雨熱同季。 供電方案 ( 1)外部供電條件 本項(xiàng)目用電引自 昌圖 變電站 引入。 總的來(lái)看,熱泵能夠從常溫或低溫( 11℃)的環(huán)境中提取熱量,以較高的溫度( 50℃)向建筑物供熱。另外,空氣熱容量小,機(jī)組容量及項(xiàng)目規(guī)模受到限制。這使得換熱設(shè)備的傳熱溫差非常小,例如污水 15℃降至 10℃,中介介質(zhì)由 6℃升至 11℃,則平均傳熱溫差 4℃左右;若海水由 3℃降至 0℃,中介介質(zhì)由 2℃升至 1℃,則平均傳熱溫差 2℃左右。因此,我國(guó)大型熱泵系統(tǒng)的成功與否,除需要解決一些重要的技術(shù)問(wèn)題以外,影響系統(tǒng)能耗的設(shè)計(jì)也將是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。 該項(xiàng)目的節(jié)能與環(huán)保潛力巨大,消耗約 25%的電能即可提取 75%以上的污水熱能,得到 100%的供熱熱能,系統(tǒng)能耗模式如圖 1 所示。但是項(xiàng)目實(shí)施的本身即生產(chǎn)過(guò)程也將產(chǎn)生一定的污染物,給環(huán)境造成一定 污染,因此必須采取有效的治理措施。 ⑹制定嚴(yán)格的操作規(guī)程和管理 制度,上崗前嚴(yán)格的崗前安全教育,經(jīng)考核合格后才能上崗。在車間潔凈區(qū),設(shè)火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器,并安裝自帶蓄電池作為備用電源的應(yīng)急照明燈,應(yīng)急時(shí)間為 1小時(shí)(消防值班室 亦安裝上述應(yīng)急燈)。 根據(jù)《中華人民共和國(guó)招標(biāo)投標(biāo)法》有關(guān)規(guī)定,本工程所有招標(biāo)項(xiàng)目凡達(dá)到國(guó)家規(guī)定的一定規(guī)模的均采用委托招標(biāo)形式,選擇具有規(guī)定資質(zhì)的招標(biāo)代理機(jī)構(gòu)進(jìn)行招(投)標(biāo)工作; 招標(biāo)方式采用分開(kāi)招標(biāo)方式,本著公開(kāi)、公平、公正的 原則做好每個(gè)項(xiàng)目的招(投)標(biāo)工作,并由建設(shè)項(xiàng)目行政主管部門進(jìn)行監(jiān)督檢查; 招標(biāo)時(shí)招標(biāo)單位采取必要的措施,保證招(投)標(biāo)活動(dòng)在嚴(yán)格保密的情況下進(jìn)行,任何單位和保人不得非法干預(yù)或者影響評(píng)標(biāo)過(guò)程和結(jié)果; 保證評(píng)標(biāo)活動(dòng)及其當(dāng)事人接受依法實(shí)施的監(jiān)督,依法查處評(píng)標(biāo)活動(dòng)中的違法行為。 ( 1)投資利潤(rùn)率: % ( 2)投資利稅率: % ( 3)銷售收入凈利潤(rùn)率: % ( 4)凈現(xiàn)值( FNPV) : ( 5)財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 (IRR)(稅后): 44% ( 6)投資回收期( Pt) : ( 7)盈虧平衡點(diǎn): % 根據(jù)財(cái)務(wù)現(xiàn)金流量表 (全部投資 )計(jì)算財(cái) 務(wù)內(nèi)部收益率為 44%,財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值大于零 ,說(shuō)明項(xiàng)目的盈利能力滿足了行業(yè)最低要求 ,該項(xiàng)目在財(cái)務(wù)上。 ( 6)國(guó)家發(fā)改委、市政府、市建委等的有關(guān)規(guī)定計(jì)算。 化學(xué)消防與水消防 ⑴ 、化學(xué)消防 車間內(nèi)按《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定配備抗溶泡沫滅火器材 。 建設(shè)地點(diǎn)環(huán)境: 遼寧省昌圖縣 (省級(jí)工業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)),占地面積 6 萬(wàn)平方米。 公司自籌建伊始即嚴(yán)格遵照以下文件要求: ⑴《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》 ⑵《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理辦法》 ⑶ 國(guó)家計(jì)委、國(guó)家環(huán)保委聯(lián)合頒布的《建設(shè)環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)定》 本項(xiàng)目選址位于 遼寧省昌圖縣 ,占地面積 63290 平方米。同時(shí), CONOx、 SO2及粉塵的排放量也相應(yīng)減 少 45%以上。目前有一些系統(tǒng)的運(yùn)行效果不好,經(jīng)濟(jì)效益不明顯,也沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的節(jié)能指標(biāo),有些系統(tǒng)甚至根本不節(jié)能,除了由于水源問(wèn)題沒(méi)有解決好以外,系統(tǒng)的配置設(shè)計(jì)則是一個(gè)最主要的原因。而更小的傳熱溫差,則需要增大換熱面積或換熱設(shè)備的數(shù)
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