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沧州运西污水源热泵空调工程

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成果主要完成人

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项目概况

沧州运西污水处理厂污水源热泵工程位于沧州市迎宾大道以西,经一路与渤海路交口西南角的位置,小流津河东岸。一期工程的厂区综合楼、污泥脱水间、加药间、配电室值班等室内需要供暖,供暖面积3000余平米。原设计采用市政热源,通过厂区新建换热站为厂区提供热媒。一次网供回水温度为105/55℃,二次网供/回水温度70/45℃

污水处理厂的一期设计规模为6万吨/天;二期设计规模也为6万吨/天。二期工程建成后,运西污水处理厂的整体日处理规模可达到12万吨/天。在一期工程建设运营中,发现污水排放的水质比较好,污水量比较稳定,冬季污水平均水温在13℃左右,夏季污水平均水温在20℃左右。按照保守的日处理污水量3万吨/天计算,从排放的污水中提取3℃的温差,冬季污水可提供4300Kw的热量,该热量可供10平米小区冬季供暖使用。如果未来二期建成后,按照12万吨/天排放量计算,污水的低位热量至少可供30万平米小区供暖使用,能产生极为可观的经济效益。

正是基于这一点考虑,结合厂区自身的供暖要求进行了调整,采用污水源热泵系统进行供暖,同时还考虑使用该系统解决厂区夏季空调的需求

目前市场上污水源热泵设备已经比较成型,设备冷凝侧可提供50℃热水,蒸发侧最低可出5℃的冷水。因此该工程的设计关键点在于污水侧换热器设计计算。污水换热器可以分为两种设计思路:1、把换热器放在换热机房里,污水池内设潜水泵将污水送入机房换热器,换热完毕后再排入污水池。该方案优点是比较好布局,施工简单。缺点是增加了潜水泵的功耗,同时污水换热管线里始终流动的是污水,易腐蚀管路。同时进换热器入口需要设置快速除污器,需要定期进行除污清洗,增加了售后维护工作。2、制作专门的污水源换热器,将污水源换热器直接放入污水池中,利用污水自身的水流进行换热。这样减少了一次水泵的循环功耗,提高了节能效果。另外与热泵机组进行换热的循环水系统采用软化水,既保证了水质干净清洁,又避免管路的堵塞和腐蚀

运西污水现场实际情况是污水经过处理后,通过一段污水排放池后,排入市政污水管道。这段排放池长40多米,宽2米,内设紫外线消毒渠、巴氏计量槽,该装置对污水排放流道有一定要求,如图示。考虑这种特殊要求,将专门的污水源换热器设置在污水进入排放池的前面,充分利用污水自身流速进行换热

目前机组蒸发器侧水温14℃,冷凝器侧水温49℃,机组50%负荷运行,运行状况良好

污水源热泵年运行费用

主要机组设备冬季平均投运功率:43KW;年平均运行时间:12小时/天; 120天/

电耗:43KW×12小时/天×120天/年×0.8元/KW.h=4.9万元

本次污水源热泵是利用污水出水量大、水质稳定、温度适宜等特点,以污水作为热源进行制冷、制热循环的一种空调系统。该系统具有热量输出稳定、COP值高、换热效果好、机组结构紧湊等优点,是实现污水资源化的有效途径。污水源热泵比燃煤锅炉环保,污染物的排放比空气源热泵减少50%,比电供热减少75%。它节省能源,比燃煤锅炉节省1/2以上的燃料。由于污水源热泵的热源温度全年较为稳定,其制冷、制热系数比传统的空气源热泵高出40%左右,其运行费用仅为普通中央空调的50%-60%。因此,该项目的实施,有着很高的经济效益