【正文】 34 表 3－ 1 深度處理站設計出水控制指標 序號 基本控制項目 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 電廠運行中循環(huán)水的作用提供汽輪機凝汽器、汽輪機潤滑油閉式冷卻器等冷卻設備。污水深度處理站設計出力 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→機械格柵井→曝氣沉砂池→ 集水井 → 生物反應池 →接觸池→深度過濾池→出水。 目前 XX 有兩個污水處理廠，一個是日產(chǎn) 5 萬噸的污水處理廠和一個日產(chǎn) 萬噸的小型污水處理廠，小型污水處理廠已投入運行，日產(chǎn) 5萬噸的污水處理廠已基本建成，但未投入運行。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)泵進入熱泵機組的蒸發(fā)器，放出熱量后重新返回換熱器，完成二次循環(huán)； 工質(zhì)循 環(huán)： 熱泵機組中的循環(huán)工質(zhì)在蒸發(fā)器中吸收熱量后部分汽化，然后經(jīng)過壓縮機升壓的同時溫度也得到提升，工質(zhì)也由汽態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)進入冷凝器，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）水源流量應有比較穩(wěn)定可靠的保證，不能時有時無，時多時少； （ 2）應有比較合適的溫度，要保證熱 泵制熱系數(shù)比較高，熱泵運行成本比較低； （ 3）應有足夠的水量，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、提升自己在行業(yè)中的地位，打造新時期熱電廠節(jié)約、環(huán)保型品牌，擴大市場份額，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)外已相當成熟，但利用電廠循環(huán)冷卻水中蘊含的廢熱進行大面積集中供熱還是首例。電廠循環(huán)冷卻水量大，蘊含的低位熱量多， 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)，具有深遠的節(jié)能效益、環(huán)境效益。本系統(tǒng)沒有鍋爐，機房面積小，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，通常的比例能達到 1： 4 以上。污水、中水或達到國家排放標準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 項目規(guī)劃總供熱面積 320 萬 m2，總 供熱負荷為 220MW，其中供暖設計熱負荷為 192 MW，生活熱水設計熱負荷為 28 MW。 本工程將分三期實施，一期工程總建筑面積為 ，冬季熱負 荷為 ，夏季冷負荷為 ；二期工程總建筑面積為 46萬平方米，冬季熱負荷為 ，夏季冷負荷為 46MW；三期工程總建筑面積為 ，冬季熱負荷為 ，夏季冷負荷為 ；三期工程全部建成后，規(guī)劃實現(xiàn)的集中供暖、供冷面積為 ，冬季熱負荷為 ，夏季冷負荷為 。海水取水口設在馬欄河入?？谔帲潘徒湃腭R欄河；中水取自污水處理廠經(jīng)過熱泵機組后排回污水處理廠回用。 項目二：大連星海灣集中供冷供熱項目介紹 大連星海灣集中供冷供熱項目規(guī)劃分三期建設，一、二期工程熱泵機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，整個工程熱泵機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水系的補充水源實現(xiàn)熱交換，冬季取熱，夏季放熱。方案是在奧運水系補水口附近建造一個換熱站，來自清河污水處理廠的再生水與補充奧運水系的中水分別與獨立、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 入奧運水系。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）。奧運村的建筑布局如圖 2－ 2－ 10 所示。 特別是 2021年奧運會將在 XX舉行，為辦好本屆奧運會， XX市主管部門和科研部門通力合作，利用得天獨厚的再生水源條件，充分發(fā)揮再生水源的清潔能源優(yōu)勢，通過先進的熱泵技術(shù)，將再生水源熱泵應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會議在 XX召開。提出 2021年完成供熱面積 1800萬平方米的目標，預計到 2021年，實現(xiàn)全市推廣地源熱泵技術(shù)應用面積 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 項目 2：瑞典斯德哥爾摩 Vartan Ropsten――世界最大的海水熱泵站 該項目安裝了 6 臺世界上最大的海水熱泵機組，總制熱能力 180MW，在 1984年開始實施， 1986 年正式投入運行。 24 該項目包括在北歐 Fortum公司大的能源站之中，該能源站可同時向城市輸出熱力、電力和冷量，所利用的能源有石油、海水、電力。下面介紹幾個典型的項目。 同時，中、北歐海水源熱泵的研究和應用也比較多，在世界上處于領先地位，瑞典和挪威已經(jīng)達到規(guī)?；瘧玫某潭?，現(xiàn)在，整個北歐約有 180 多臺大型熱泵在運行，其中瑞典 1985 年至今總建設量約為 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 年至今總建設量約為 500MW，應用于城市和工業(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熱資源，在地下土壤中埋設盤管（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)應用是最近 20 多年的事，如美國，截止 1985 年全國共有 14000 臺地源熱泵，而 1997 年就安裝了 45000臺，到目前為止已安裝了 400000 臺，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。通常水源熱泵機組消耗 1kW 的能量，用戶可以得到 3～ 5kW 以上的熱量。 壓縮機： 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，是熱泵機組的心臟； 蒸發(fā)器： 是輸出冷量的設備，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，達到制冷的目的； 冷凝器： 是輸出熱量的設備，從蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機消耗功所轉(zhuǎn)化的熱量在冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走，達到制熱的目的； 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 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，從而實現(xiàn)水的由低處向高處流動，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想。 工程總投資及效益 項目總投資 28524 萬元 資本金財務 內(nèi)部收益率 稅前 % 稅后 % 投資回收期 (含建設期 ) 稅前 年 稅后 年 表 12 經(jīng)濟指標表 序號 指標名稱 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 項目總 投資 萬元 28524 7 勞動定員 人 70 8 平均年熱費收入 萬元 7600 9 項目投資內(nèi)部收益率 %（稅前） %（稅后） 18 10 項目投資凈現(xiàn)值（ ic=4%） 萬元 4195(稅前 ) 1363(稅后 ) 11 投資回收期（含建設期） 年 (稅前 ) (稅后 ) 12 盈虧平衡點 % (生產(chǎn)能力利用率 ) 19 2 余熱－熱泵集中供熱系統(tǒng)的特點 在 19 世紀初，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 。 熱泵房熱泵機組 熱泵機組采用高溫型熱泵機組，出口溫度最高可達到 85℃， 冷凝器端出口溫差在 20～ 25℃，機組采用壓縮機串聯(lián)耦合運行。 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)遠遠不能滿足需求，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，為此 XX 電廠擬采用一期工程循環(huán)水的低溫熱能作為熱泵的低位熱源，通過熱泵提升溫度，進行集中供熱。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、社會發(fā)展計劃相協(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 XX 開發(fā)區(qū)的經(jīng)濟發(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)的能源消費結(jié)構(gòu)，極大地提高能源綜合利用率，為 XX開發(fā)區(qū)