【正文】 34 表 3－ 1 深度處理站設(shè)計(jì)出水控制指標(biāo) 序號 基本控制項(xiàng)目 單位 數(shù)量 備注 1 外觀 透明 2 PH ～ 9 3 懸浮物 (SS) mg/l ?5 4 化學(xué)需氧量 (CODcr) mg/l ?30 5 生化需氧量 (BOD5) mg/l ?5 6 NH3N mg/l ?3 電廠運(yùn)行中循環(huán)水的作用提供汽輪機(jī)凝汽器、汽輪機(jī)潤滑油閉式冷卻器等冷卻設(shè)備。污水深度處理站設(shè)計(jì)出力 1800t/h，主要工藝流程如下：二級污水→調(diào)節(jié)池→曝氣生物濾池→石灰凝聚澄清處理系統(tǒng)。 XX 大型污水處理廠主要工藝流程如下： 來水→機(jī)械格柵井→曝氣沉砂池→ 集水井 → 生物反應(yīng)池 →接觸池→深度過濾池→出水。 目前 XX 有兩個(gè)污水處理廠，一個(gè)是日產(chǎn) 5 萬噸的污水處理廠和一個(gè)日產(chǎn) 萬噸的小型污水處理廠，小型污水處理廠已投入運(yùn)行，日產(chǎn) 5萬噸的污水處理廠已基本建成，但未投入運(yùn)行。近年來，由于開采過度，北方地區(qū)地下水水位逐年下降，水資源短缺。 32 圖 2－ 8 系統(tǒng)原理示意圖 一次循環(huán)： 循環(huán)冷卻水經(jīng)過一次循環(huán)泵進(jìn)入熱泵系統(tǒng)的換熱器，放出部分熱量后溫度降低，再經(jīng)循環(huán)水泵重新返回冷凝器； 二次循環(huán)： 通過換熱器獲得熱量的二次循環(huán)水經(jīng)過二次循環(huán)泵進(jìn)入熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器，放出熱量后重新返回?fù)Q熱器，完成二次循環(huán)； 工質(zhì)循 環(huán)： 熱泵機(jī)組中的循環(huán)工質(zhì)在蒸發(fā)器中吸收熱量后部分汽化，然后經(jīng)過壓縮機(jī)升壓的同時(shí)溫度也得到提升，工質(zhì)也由汽態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)進(jìn)入冷凝器，釋放熱量后溫度降低，然后經(jīng)過膨脹閥節(jié)流降壓降溫，重新回到蒸發(fā)器中吸熱，完成工質(zhì)循環(huán)； 采暖循環(huán)： 在用戶端釋放熱量后的采暖回水經(jīng)過冷凝器后獲得工質(zhì)釋放的熱量后溫度升高到額定供暖溫度，然后通過采暖循環(huán)泵供出供用戶采暖。 采用電廠循環(huán)冷卻水水源熱泵技術(shù)的前提是要有穩(wěn)定的循環(huán)冷卻水源，電廠循環(huán)冷卻水源必備的條件是： （ 1）水源流量應(yīng)有比較穩(wěn)定可靠的保證，不能時(shí)有時(shí)無，時(shí)多時(shí)少； （ 2）應(yīng)有比較合適的溫度，要保證熱 泵制熱系數(shù)比較高，熱泵運(yùn)行成本比較低； （ 3）應(yīng)有足夠的水量，能滿足供暖的總供暖需求； （ 4） PH 值、濁度、懸浮物等水質(zhì)指標(biāo)的參數(shù)要符合要求。若建成熱電廠循環(huán)水廢熱高效利用的示范工程，對于電廠發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、提升自己在行業(yè)中的地位，打造新時(shí)期熱電廠節(jié)約、環(huán)保型品牌，擴(kuò)大市場份額，提高市場占有率具有重要的意義。 如果這部分能源可以得到充分利用的話，熱電廠就可以在不擴(kuò)容的條件下，使供熱能力增加或者在供熱能力不變的基 31 礎(chǔ)上減少抽氣量、提高發(fā)電量。 熱泵技術(shù)在國內(nèi)外已相當(dāng)成熟，但利用電廠循環(huán)冷卻水中蘊(yùn)含的廢熱進(jìn)行大面積集中供熱還是首例。電廠循環(huán)冷卻水量大，蘊(yùn)含的低位熱量多， 與其它熱泵系統(tǒng)（地源熱泵、地下水源熱泵）相比較，供熱規(guī)模大。與傳統(tǒng)供暖方式相比，電廠循環(huán)冷卻水源熱泵供暖要比電鍋爐供暖節(jié)省四分之三以上的電能，比燃煤鍋爐節(jié)省二分之一以上的一次性能源。 因此，電廠循環(huán)冷卻水源熱泵是一種利用清潔的可再生能源的技術(shù)，具有深遠(yuǎn)的節(jié)能效益、環(huán)境效益。本系統(tǒng)沒有鍋爐，機(jī)房面積小，不用消耗煤炭、石油、天然氣等寶貴的一次性不可再生的能源，不排放二氧化碳及二氧化硫等氣體，除使用少量的電能以外，其運(yùn)行沒有任何污染，具有顯著的環(huán)境效益。 由于 XX 電廠循環(huán)冷卻水在冬季的溫度較高，一般為 25℃，所以熱泵系統(tǒng)的效率較高，僅需少量的電量輸入即能獲得較多的熱量，通常的比例能達(dá)到 1： 4 以上。污水、中水或達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)的廢水又屬于再生水的范疇。 地源熱泵系統(tǒng)的低位熱源有很多，如巖土體、地下水、地表水等。 該 項(xiàng)目規(guī)劃總供熱面積 320 萬 m2，總 供熱負(fù)荷為 220MW，其中供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為 192 MW，生活熱水設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為 28 MW。 本工程將分三期實(shí)施，一期工程總建筑面積為 ，冬季熱負(fù) 荷為 ，夏季冷負(fù)荷為 ；二期工程總建筑面積為 46萬平方米，冬季熱負(fù)荷為 ，夏季冷負(fù)荷為 46MW；三期工程總建筑面積為 ，冬季熱負(fù)荷為 ，夏季冷負(fù)荷為 ；三期工程全部建成后，規(guī)劃實(shí)現(xiàn)的集中供暖、供冷面積為 ，冬季熱負(fù)荷為 ，夏季冷負(fù)荷為 。海水取水口設(shè)在馬欄河入?？谔?，排水就近排入馬欄河；中水取自污水處理廠經(jīng)過熱泵機(jī)組后排回污水處理廠回用。 項(xiàng)目二：大連星海灣集中供冷供熱項(xiàng)目介紹 大連星海灣集中供冷供熱項(xiàng)目規(guī)劃分三期建設(shè)，一、二期工程熱泵機(jī)組冬季制熱使用的水源是附近污水處理廠排放的中水，三期工程冬季制熱使用的水源是海水，整個(gè)工程熱泵機(jī)組夏季制冷使用的水源是海水。 再生水一次側(cè)，清河泵站的供水泵和位于換熱站的供水泵組，構(gòu)成 28 二級供水泵系統(tǒng)。 來自中心機(jī)房的換熱循環(huán)水（下稱再生水二次側(cè)循環(huán)水）在換熱站內(nèi)與來自清河污水處理廠的再生水或奧運(yùn)水系的補(bǔ)充水源實(shí)現(xiàn)熱交換，冬季取熱，夏季放熱。方案是在奧運(yùn)水系補(bǔ)水口附近建造一個(gè)換熱站，來自清河污水處理廠的再生水與補(bǔ)充奧運(yùn)水系的中水分別與獨(dú)立、專用的換熱器換熱后，清河污水處理廠的再生水被回送到清河泵站，中水仍按照原來路徑補(bǔ) 入奧運(yùn)水系。將清河污水處理廠的再生水引入調(diào)蓄水池，通過再生水供水泵組按需供處。 圖 2－ 6 奧運(yùn)村鳥瞰圖 從清河污水處理廠的二級再生水清河排放口取水，修建一條 DN800的 27 再生 水輸送專線，沿白廟村路輸送到奧運(yùn)村附近，管道總長度約為 3公里，輸送再生水量為 10萬噸 /日（ 4167 m3/h）。奧運(yùn)村的建筑布局如圖 2－ 2－ 10 所示。 特別是 2021年奧運(yùn)會(huì)將在 XX舉行，為辦好本屆奧運(yùn)會(huì)， XX市主管部門和科研部門通力合作，利用得天獨(dú)厚的再生水源條件，充分發(fā)揮再生水源的清潔能源優(yōu)勢，通過先進(jìn)的熱泵技術(shù)，將再生水源熱泵應(yīng)用到集中供熱供冷系統(tǒng)上。這充分表明在中國推廣熱泵產(chǎn)品的巨大潛力和光明前景。 2021 年 5 月 19～ 22日，國際地源熱泵 IEA會(huì)議在 XX召開。提出 2021年完成供熱面積 1800萬平方米的目標(biāo)，預(yù)計(jì)到 2021年，實(shí)現(xiàn)全市推廣地源熱泵技術(shù)應(yīng)用面積 6500萬平方米。 沈陽市委、市政府成立了目前世界上唯一的列入政府序列的地源熱泵技術(shù)推廣辦公室。 截止目前， XX市已有近 1000萬平方米的居民小區(qū)建筑和公共建筑采用熱泵系統(tǒng)供熱，像國家大劇院、鳥巢、 XX警察 學(xué)院、菊兒小區(qū)、北苑家園等。 25 我國最早在五十年代，就曾在上海、天津等地嘗試采用抽灌地下水的方式制冷。斯德哥爾摩區(qū)域供熱的分布主要來自四個(gè)能源站： Vartan、Hasselby、 Hammarby、 Hogdalen。夏季采用海面水，冬季采用海面下 17m 深處水，冬季海水溫度大約保持在 3℃。 圖 2－ 4 瑞典斯德哥爾摩 Nimrod 區(qū)域供熱供冷站 項(xiàng)目 2：瑞典斯德哥爾摩 Vartan Ropsten――世界最大的海水熱泵站 該項(xiàng)目安裝了 6 臺(tái)世界上最大的海水熱泵機(jī)組，總制熱能力 180MW，在 1984年開始實(shí)施， 1986 年正式投入運(yùn)行。 24 該項(xiàng)目包括在北歐 Fortum公司大的能源站之中，該能源站可同時(shí)向城市輸出熱力、電力和冷量，所利用的能源有石油、海水、電力。下面介紹幾個(gè)典型的項(xiàng)目。 同時(shí)，中、北歐海水源熱泵的研究和應(yīng)用也比較多，在世界上處于領(lǐng)先地位，瑞典和挪威已經(jīng)達(dá)到規(guī)?；瘧?yīng)用的程度，現(xiàn)在，整個(gè)北歐約有 180 多臺(tái)大型熱泵在運(yùn)行，其中瑞典 1985 年至今總建設(shè)量約為 1000MW 區(qū)域供熱，采用的熱源有海水、湖水、污水、工業(yè)廢水、地下水和廢煙氣； 1995 年至今總建設(shè)量約為 500MW，應(yīng)用于城市和工業(yè)生產(chǎn)的區(qū)域供熱、供冷。 與美國的地源熱泵發(fā)展有所不同，中、北歐如瑞典、瑞士、奧地利、德國等國家主要利用淺層地?zé)豳Y源，在地下土壤中埋設(shè)盤管（埋深 400 米深）的地源熱泵系統(tǒng)，用于室內(nèi)地板輻射供暖及提供生活熱水。 1998 年美國商業(yè)建筑中地源 熱泵系統(tǒng)已占空調(diào)總保有量的 19％，其中新建筑中占 30％。 熱泵技術(shù)在世界范圍內(nèi)的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用是最近 20 多年的事，如美國，截止 1985 年全國共有 14000 臺(tái)地源熱泵，而 1997 年就安裝了 45000臺(tái)，到目前為止已安裝了 400000 臺(tái)，而且每年以 10％的速度穩(wěn)步增長。通過輸入少量 的高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能的轉(zhuǎn)移。熱泵若按照其低位冷熱源的性質(zhì)來分，熱泵系統(tǒng)可分為空氣源熱泵和水源熱泵兩大類。 蒸發(fā)器、冷凝器根據(jù)循環(huán)工質(zhì)與環(huán)境傳熱介質(zhì)的不同，主要分為空氣換熱和水換熱兩種形式。通常水源熱泵機(jī)組消耗 1kW 的能量，用戶可以得到 3～ 5kW 以上的熱量。 壓縮機(jī)： 起著壓縮和輸送循環(huán)工質(zhì)從低溫、低壓處到高溫、高壓處的作用，是熱泵機(jī)組的心臟； 蒸發(fā)器： 是輸出冷量的設(shè)備，它的作用是使經(jīng)節(jié)流閥流入的制冷劑液體蒸發(fā)，以吸收被冷卻物體的熱量，達(dá)到制冷的目的； 冷凝器： 是輸出熱量的設(shè)備，從蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)消耗功所轉(zhuǎn)化的熱量在冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走，達(dá)到制熱的目的； 膨脹閥或節(jié)流閥：對循環(huán)工質(zhì)起到節(jié)流降壓作用，并調(diào)節(jié)進(jìn) 入蒸發(fā)器的循環(huán)工質(zhì)流量。但人們可以用水泵把水從低處提升到高處，從而實(shí)現(xiàn)水的由低處向高處流動(dòng)，熱泵同樣可以把熱量從低溫傳遞到高溫。 “熱泵”這一術(shù)語是借鑒“水泵”一詞得來。特別是第 二次世界大戰(zhàn)以后，工業(yè)經(jīng)濟(jì)的長足發(fā)展帶來對供熱的大量需求以及相對能源短缺，促進(jìn)了大型供熱及工業(yè)用熱泵的發(fā)展。人們采暖的方式主要是燃煤和木材，因而，熱泵的發(fā)展長期明顯滯后于空調(diào)的發(fā)展。1854 年， 教授發(fā)表論文，提出了熱量倍增器的概念，首次描述了熱泵的設(shè)想。 工程總投資及效益 項(xiàng)目總投資 28524 萬元 資本金財(cái)務(wù) 內(nèi)部收益率 稅前 % 稅后 % 投資回收期 (含建設(shè)期 ) 稅前 年 稅后 年 表 12 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 序號 指標(biāo)名稱 單位 數(shù)量 1 年供熱量 兆瓦 /年 2 年平均日供熱量 兆瓦 /日 3 供熱一級主管網(wǎng) 公里 4 供熱一級支線管 網(wǎng) 公里 5 二級換熱站 座 8 6 項(xiàng)目總 投資 萬元 28524 7 勞動(dòng)定員 人 70 8 平均年熱費(fèi)收入 萬元 7600 9 項(xiàng)目投資內(nèi)部收益率 %（稅前） %（稅后） 18 10 項(xiàng)目投資凈現(xiàn)值（ ic=4%） 萬元 4195(稅前 ) 1363(稅后 ) 11 投資回收期（含建設(shè)期） 年 (稅前 ) (稅后 ) 12 盈虧平衡點(diǎn) % (生產(chǎn)能力利用率 ) 19 2 余熱－熱泵集中供熱系統(tǒng)的特點(diǎn) 在 19 世紀(jì)初，人們對能否將熱 量從溫度較低的介質(zhì)“泵”送到溫度較高的介質(zhì)中這一問題發(fā)生了濃厚的興趣。 鋼管采用 Q235B 螺旋焊接鋼管 。 熱泵房熱泵機(jī)組 熱泵機(jī)組采用高溫型熱泵機(jī)組，出口溫度最高可達(dá)到 85℃， 冷凝器端出口溫差在 20～ 25℃，機(jī)組采用壓縮機(jī)串聯(lián)耦合運(yùn)行。 工程規(guī)模 一期工程擬供熱面積 400 萬平方米，供熱管網(wǎng) 路由 在 電廠西側(cè) 3 公 16 里范圍內(nèi)，項(xiàng)目總投資 28524 萬 元人民幣。 隨著 XX 城市的 膨脹式 發(fā)展，現(xiàn)有 XX 熱力公司提供的供熱量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，需尋找新的熱源。14MW 熱水鍋爐，熱媒為 95～ 70℃熱水，可供熱建筑面積 70 萬平方米。 20t/h+2179。各供熱站情況如下： 第一供熱站： 4179。 城市供熱現(xiàn)狀 據(jù)了解 XX 開發(fā)區(qū) 2021 年前城市集中供熱面積已經(jīng)達(dá)到 365 萬平方米， 2021年新增供熱面積 ， 2021年新增供熱面積 萬平方米（其中包括中直單位舊鍋爐房拆除并網(wǎng)面積）， 2021 年至 2021 15 年將新增供熱面積 萬平方米， XX 電廠是理想的大型集中供熱熱源點(diǎn)，為此 XX 電廠擬采用一期工程循環(huán)水的低溫?zé)崮茏鳛闊岜玫牡臀粺嵩?，通過熱泵提升溫度，進(jìn)行集中供熱。根據(jù)《 XX 開發(fā)區(qū) 城市總體規(guī)劃》 (2021 年至 2020 年 )，至 2020 年， XX 開發(fā)區(qū)人口將增加 100 萬人左右，城市需要供熱的建筑面積將增加 3000 多萬平方米。 編制期限 為與 XX 開發(fā)區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展計(jì)劃相協(xié)調(diào)，并考慮與總體規(guī)劃銜接，本工程近期年限為 2021 年、遠(yuǎn)期年限為 2021 年。 ：包括管網(wǎng)主干線、小區(qū)支線、閥井室等。 ⑵編制工程范圍 ：循環(huán)水塔、 循環(huán)水回水管網(wǎng)。而且憑借優(yōu)美的自然環(huán)境、現(xiàn)代化的生活設(shè)施和蓬勃發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，完全可以和其他城市媲美，為全國各地有志于參與 XX 開發(fā)區(qū)建設(shè)的人才提供了更廣闊的發(fā)展空間，有利于 XX 開發(fā)區(qū)“吸引人才、留住人才”。余熱熱泵技術(shù)集中供熱的建立，不僅將促進(jìn) XX 開發(fā)區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還將極大改善投資環(huán)境，有助于提高 開發(fā)區(qū) 在對外開放、招商引資的實(shí)力。余熱熱泵技術(shù)的合理利用 ，可較好地調(diào)整 XX 開發(fā)區(qū)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，極大地提高能源綜合利用率，為 XX開發(fā)區(qū)