【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3的 再生 水蓄水池， 按照污水處理廠平均水量 6700 m3/h 計(jì)算該項(xiàng)目供熱能力。 **污水處理廠再生水源熱泵工程初步方案 16 北京市 **地?zé)衢_發(fā)有限責(zé)任公司 再生水由 10℃利用到 4℃，可提供熱量： Q= 6700（ 104） = 熱泵機(jī)組制熱效率 (COP)取為 ， 結(jié)合熱泵機(jī)組可為末端提供的熱量為： Q 供 =Q COP/(COP1)= 結(jié)合 上文熱負(fù)荷估算分析， 綜合建筑面積熱指標(biāo)取值 45 W/㎡ （包括 5%的管網(wǎng)損失） ， 將 **污水處理廠污水熱能 結(jié)合熱泵系統(tǒng)全部利用起來可解決 140 萬平米規(guī)劃新建建筑供暖需求。 主要設(shè)備的設(shè)計(jì)選型 過濾器的設(shè)計(jì) 選型 本項(xiàng)目水源為污水處理廠二級(jí)排水，過濾器在設(shè)計(jì)選型時(shí)須遵循滿足水質(zhì)、水處理量和水處理精度的要求，確保運(yùn)行安全可靠的原則。按照以下技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)備選型： 表 5 過濾器設(shè)計(jì)要求 序號(hào) 技術(shù)要求 1 工況參數(shù) 冬季 總處理水量： 6700m3/h 水溫： 10℃ 2 過濾器性能指標(biāo) 單臺(tái)設(shè)計(jì)處理水量： ≥ 1200m3/h 過濾精度： 500 181。m 過濾器承壓 ： ≥ 過濾器工作壓力： MPa～ **污水處理廠再生水源熱泵工程初步方案 17 北京市 **地?zé)衢_發(fā)有限責(zé)任公司 序號(hào) 技術(shù)要求 過濾器反清洗時(shí)壓力損失：≤ 過濾器清洗方式： 電動(dòng)吸式清洗。 過濾器使用壽命：≦ 20 年 持續(xù)供水，過濾器自清洗時(shí)不斷流。 3 過濾器材質(zhì)、工藝要求 濾筒整體（包括濾網(wǎng)、加強(qiáng)筋、支架等）材料：整體不銹鋼 316L。 過濾器殼體材料：優(yōu)質(zhì)碳素鋼，內(nèi)外表面加防腐涂層。 設(shè)備進(jìn)、出水口配帶配對(duì)法蘭、螺栓、螺母及墊片，過濾器并聯(lián)運(yùn)行。 排污導(dǎo)管材料：不 銹鋼 316。 清洗機(jī)構(gòu)材料：不銹鋼 316L 。 本項(xiàng)目最大小時(shí)用水量 6700m3/h，設(shè)計(jì)選擇 六 臺(tái) CBRCWY4S 全自動(dòng)自清洗過濾器，單臺(tái)處理量 1200 m3/h，設(shè)計(jì)為 六 用一備，增加了系統(tǒng)的安全可靠性。 過濾器主要零部件材質(zhì) 如表 6 所示。 表 6 過濾器 主要零部件材質(zhì) 本體 涂襯環(huán)氧樹脂的碳鋼 372 濾網(wǎng) 不銹鋼 316L（編織） 濾網(wǎng)支架結(jié)構(gòu) PVC 密封圈 橡膠， EPDM 控制單元 黃銅，不銹鋼，鋁 排污閥 鑄鐵、天然橡膠、環(huán)氧樹脂涂布 過濾器機(jī)械部分 滿足以下要求： 1) 過濾器滿 足長(zhǎng)期連續(xù)工作，濾網(wǎng)可進(jìn)行自動(dòng)清洗，排污。 2) 自動(dòng)過濾器由筒體、過濾網(wǎng)、過濾網(wǎng)支撐結(jié)構(gòu)、過濾器清洗裝置、控制系統(tǒng)、壓差開關(guān)、排污閥、清洗計(jì)數(shù)器等組成。 **污水處理廠再生水源熱泵工程初步方案 18 北京市 **地?zé)衢_發(fā)有限責(zé)任公司 3) 產(chǎn)品制造符合設(shè)計(jì)要求，出廠前進(jìn)行組裝、調(diào)試及性能試驗(yàn)。 4) 筒體材料采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼結(jié)構(gòu)的焊接鋼管，防銹處理，環(huán)氧樹脂涂料涂層厚度 200— 220 微米，符合 ISO9001 各項(xiàng)規(guī)定的要求。 5) 濾網(wǎng)、排污內(nèi)部導(dǎo)管等采用不銹鋼 316L 材料制造。 過濾器電氣部分 設(shè)計(jì)如下 : 1) 自動(dòng)過濾器進(jìn)、出水管上裝有 PDS 靈敏的壓差傳感器，壓差檢測(cè)準(zhǔn)確、可靠。并且裝有相應(yīng)的進(jìn)、出口壓力表。 2) 電 動(dòng)機(jī)滿足 IEC 標(biāo)準(zhǔn)，采用鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，防護(hù)等級(jí)為IP54。 3) 自動(dòng)過濾器的沖洗電機(jī)設(shè)過熱保護(hù)機(jī)構(gòu)，當(dāng)電機(jī)過熱保護(hù)機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)，自動(dòng)控制柜接受過熱信號(hào)，并自動(dòng)切斷沖洗電機(jī)電源，使故障指示燈亮。 4) 當(dāng)過濾器產(chǎn)生故障時(shí)，控制柜輸出報(bào)警信號(hào)，以便操作人員及時(shí)進(jìn)行檢修。 5) 過濾器控制系統(tǒng)不僅設(shè)差壓清洗，還設(shè)有定時(shí)清洗功能（沖洗間隔時(shí)間最大約 24 小時(shí)并可調(diào)）及連續(xù)清洗功能，確保清洗效果。 表 7 控制盤上的主要部件列表 序號(hào) 主要部件名稱 品牌或型號(hào) 單位 數(shù)量 備注 1 可編程程序控制器 SIEMENS 臺(tái) 1 德國(guó) 2 電源轉(zhuǎn)換器 3 電機(jī)保護(hù)器 Telemecanigue 套 1 法國(guó) 4 電路保護(hù)裝置 ABB 套 4 德國(guó) **污水處理廠再生水源熱泵工程初步方案 19 北京市 **地?zé)衢_發(fā)有限責(zé)任公司 5 電路狀態(tài)指示器 Telemecanigue 套 2 法國(guó) 6 電機(jī)啟動(dòng)器 Telemecanigue 套 2 法國(guó) 7 時(shí)間設(shè)定器 OMRON H3CR 套 1 日本 8 差壓傳感器 604DZI 套 1 美國(guó) 9 電磁閥 GEMSOL 套 1 德國(guó) 板式換熱器設(shè)計(jì)選型 板換材質(zhì)的選擇 本項(xiàng)目水源為污水處理廠二 級(jí)排水， 污水水質(zhì)對(duì)板換的影響主要有三種：腐蝕、結(jié)垢及堵塞、微生物沉積生長(zhǎng)， 板換材質(zhì)須滿足水質(zhì)要求，以確保系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠。 根據(jù) 甲方提供已有 水質(zhì) 參數(shù) ，本項(xiàng)目二級(jí)排放水中氯根和硫酸根含量較少，對(duì)于不銹鋼材料不構(gòu)成腐蝕威脅；腐蝕另有其它原因；初步判斷引起腐蝕的污垢種類為：生物、顆粒、析晶和腐蝕污垢。 ****新源科技有限公司和清華大學(xué)熱能系共同完成的國(guó)家科技部重點(diǎn)科技攻關(guān)課題――《再生水熱能綜合利用系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究》，采用實(shí)驗(yàn)室電化學(xué)法進(jìn)行了金屬 材質(zhì)的腐蝕性實(shí)驗(yàn)。根據(jù)得到的不同不銹鋼材質(zhì)在不同的污水環(huán)境中的 電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)結(jié)果， 結(jié)合 本項(xiàng)目的水質(zhì)情況， 初步 選擇適合該項(xiàng)目的性價(jià)比好的板換板材為不銹鋼316。 板換換熱溫差的確定 板式換熱器的換熱溫差直接影響板換的面積和造價(jià)，為降低系統(tǒng)初投資，設(shè)計(jì)板換對(duì)數(shù)換熱溫差為 3℃。 按照以下技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)備選型： **污水處理廠再生水源熱泵工程初步方案 20 北京市 **地?zé)衢_發(fā)有限責(zé)任公司 表 8 板式換熱器選型技術(shù)要求 序號(hào) 技術(shù)要求 1 形式： 水 /水 板式換熱器 換熱介質(zhì) 一次側(cè) 再生水 (三級(jí)出水 ) 二次側(cè) 20%乙二醇溶液 換熱器沖洗方式：反沖洗 2 工況參數(shù) 冬季運(yùn)行工況 一次側(cè)進(jìn) /出口溫度： 10/4℃ 一次側(cè)壓力降： 80 KPa 二次側(cè)進(jìn) /出口溫度： 7/1℃ 二次側(cè)壓力降： 80 KPa 對(duì)數(shù)平均溫差： ≤ 3℃ 一次側(cè)設(shè)計(jì)壓力： ；二次側(cè)設(shè)計(jì)壓力： MPa。 3 換熱器性能指標(biāo) 使用壽命：≦ 30 年 換熱器傳熱效率： ≥ 99% 換熱器應(yīng)在環(huán)境溫度不低于 5℃不超過 45℃，相對(duì)濕度不超過 90%的條件下正常運(yùn)行。 4 換熱器材料、工藝要求 板片的材料：優(yōu)質(zhì) AISI316 不銹鋼，原裝進(jìn)口。 換熱器內(nèi)流道形 式：自由流 板片厚度：≦ 板片兩端應(yīng)有對(duì)稱的懸掛定位結(jié)構(gòu)。 墊片材料： NBR 橡膠。 墊片固定方式：免粘接 接口管道形式：法蘭連接。 法蘭、接管材料： AISI316 不銹鋼。 導(dǎo)桿、支柱材料：優(yōu)質(zhì)碳素鋼，進(jìn)行表面防銹處理。 夾緊螺柱材料： 45優(yōu)質(zhì)碳素鋼，進(jìn)行表面防銹處理，符合 ISO630 標(biāo)準(zhǔn)。 **污水處理廠再生水源熱泵工程初步方案 21 北京市 **地?zé)衢_發(fā)有限責(zé)任公司 序號(hào) 技術(shù)要求 框架板、壓板材料： Q235B 普通碳素鋼，經(jīng)噴丸除銹、噴漆、烘干等工藝處理。 焊接材料應(yīng)符合 GB/T983 的規(guī)定。 換熱器框架應(yīng)留有不小于 15%的板片增容能力。 換熱器采用單流程、平行流設(shè)計(jì)。 一、二次側(cè)進(jìn)出口在同一方向。 板換防堵塞、防結(jié)垢設(shè)計(jì) 二級(jí)水中的污雜物、懸浮物會(huì)對(duì)污水熱泵系統(tǒng)產(chǎn)生沉積、附著、結(jié)垢、堵塞等不利影響 ，導(dǎo)致?lián)Q熱量下降。 本方案針對(duì)這一不利影響，對(duì)板換換熱系統(tǒng)進(jìn)行了專門的設(shè)計(jì)： 板式換熱器選擇自由流板式換熱器，增大板間距；設(shè)有反沖洗管路，定時(shí)切換水流進(jìn)入板換的方向，進(jìn)行板換的自動(dòng)反沖洗；采用 我 公司專利產(chǎn)品 —— 板式換熱器 CIP 在線清洗系統(tǒng)，定期對(duì)板換進(jìn) 行在線自清洗，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該系統(tǒng)短時(shí)間內(nèi)可恢復(fù)板換換熱效率 90%，可保證換熱器持續(xù)的高換熱效果。 板換的選型計(jì)算書 本方案選擇 7 組 丹麥 SONDEX 的 自由流 板式換熱器（ 6 用 1 備 ）， 每組由兩臺(tái)板換串聯(lián)組成， 材質(zhì)為不銹鋼 316，滿足本項(xiàng)目 再生 水利用的防腐蝕要求。 板換設(shè)計(jì)計(jì)算書如下： 表 9 再生水 板式換熱器型號(hào)參數(shù)表 Sondex A/S PHE Design amp。 Datalist PHEType SF160IS10284TLALIQUID Hot side Cold side Flowrate (m3/h) Inlet temperature (176。C) Outlet temperature (176。C) Pressure drop (bar) **污水處理廠再生水源熱泵工程初步方案 22 北京市 **地?zé)衢_發(fā)有限責(zé)任公司 Heat exchanged (kW) 4231 Thermodynamic properties: Water 20 EtGlycol Density (kg/m179。) 1, Specific heat (kJ/kg*K) Thermal conductivity (W/m*K) Mean viscosity (mPa*s) Wall viscosity (mPa*s) Fouling factors (m178。*K/kW) Dimensioning factor % Inlet branch F1 F3 Outlet branch F4 F2 Design of Frame / Plate: Plate arrangement (passes*channel) 1 x 141 + 0 x 0 Plate arrangement (passes*channel) 1 x 142 + 0 x 0 Number of plates 284 Effective heat surface (m178。) Overall Kvalue Duty/Clean (W/m178。*K) 2, 2, Plate material mm AISI 316 Gasket material / Ma