寧晉縣工業(yè)余熱利用供熱方案614

1、寧晉縣工業(yè)余熱利用供熱方案通過(guò)玉鋒實(shí)業(yè)集團(tuán)提供的相關(guān)資料可知，玉鋒實(shí)業(yè)工業(yè)園區(qū)內(nèi)有一定量的蒸汽余熱和大量的冷卻循環(huán)水余熱，蒸汽余熱主要有0.6MPa，222的飽和蒸汽，約100t/h，冷卻循環(huán)水主要是冷卻維生素B12生產(chǎn)過(guò)程中的發(fā)酵工藝所產(chǎn)生的，出水溫度一般為22，進(jìn)水溫度為8，水量為6000t/h。根據(jù)業(yè)主相關(guān)意見，結(jié)合蒸汽余熱及冷卻循環(huán)水余熱情況，從以下兩種方案進(jìn)行論述比較，以確定合理方案。一、 分布式熱泵機(jī)組系統(tǒng)方案1、基本原理分布式熱泵機(jī)組方案主要為在各小區(qū)建設(shè)熱泵機(jī)房，將22工業(yè)余熱水通過(guò)水泵輸送至小區(qū)熱泵機(jī)組，換熱后低溫水流回廠區(qū)，考慮到工業(yè)余熱水溫較低和熱泵機(jī)組運(yùn)行效率，為保證供

2、熱效果，換熱溫差控制在10以內(nèi)。熱泵機(jī)組為分布式熱源，根據(jù)小區(qū)后期建設(shè)情況自行選擇廠址、電/燃?xì)庑蜔岜眯问郊捌渌?。冬季長(zhǎng)距離輸送22/12常溫水，采用無(wú)縫/螺旋鋼管，需保溫。管徑較大，管網(wǎng)投資大；溫差小，系統(tǒng)流量大，水泵能耗大，運(yùn)行費(fèi)用較高；首站相對(duì)投資較小，但末端熱泵機(jī)房投資大。2、冷卻循環(huán)水利用為了充分利用余熱水，同時(shí)兼顧技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素，本方案確定熱泵機(jī)組用循環(huán)水供回水溫度為22/12，供回水溫差為10，循環(huán)水水量為6000t/h，循環(huán)水管徑為DN1000。提取的余熱水熱量Q=6000×1.163×10=70MW。循環(huán)水輸送至小區(qū)分布式熱泵機(jī)組，根據(jù)采用的熱泵機(jī)組形式確

3、定不同的供熱量，本方案按照電能水源熱泵機(jī)組，cop取值為4，則能提供的熱量約為95MW，供熱面積約為200萬(wàn)。4、 系統(tǒng)特點(diǎn)分布式熱泵機(jī)組系統(tǒng)布置靈活，可根據(jù)熱用戶發(fā)展情況分階段建設(shè)熱泵機(jī)組，廠區(qū)換熱首站建設(shè)費(fèi)用低，小溫差大流量運(yùn)行，管網(wǎng)投資較大，運(yùn)行費(fèi)用較大。二、 蒸汽型吸收式熱泵機(jī)組系統(tǒng)方案1、廠區(qū)內(nèi)可集中供熱蒸汽量0.6MPa，158.8飽和蒸汽，約100t/h。2、蒸汽型吸收式熱泵機(jī)組蒸汽作為驅(qū)動(dòng)源通過(guò)吸收式熱泵機(jī)組，將冷卻循環(huán)水中的余熱量提取出來(lái)生產(chǎn)高溫采暖水。驅(qū)動(dòng)蒸汽最終變?yōu)?0左右的凝結(jié)水回收至電廠鍋爐。圖1蒸汽式吸收熱泵余熱利用工藝圖 單位蒸汽釋放的汽化潛熱及顯熱Q=2086+

4、335=2421kJ/kg 根據(jù)玉鋒實(shí)業(yè)提供的資料，玉鋒實(shí)業(yè)可用作采暖的低壓0.6MPa飽和蒸汽量為100t/h，故可以釋放的總熱量為100t/h×2421kJ/kg=67.25MW。100t/h 的0.6MPa飽和蒸汽作為高溫驅(qū)動(dòng)熱源，一般情況下，吸收式熱泵機(jī)組的制熱cop在1.61.8左右，即利用1MW高溫驅(qū)動(dòng)熱源可以得到1.61.8MW的熱量。100t/h的0.6MPa飽和蒸汽驅(qū)動(dòng)熱源的總熱量約為67.25MW，通過(guò)吸收式熱泵從循環(huán)冷卻水中提取余熱量約為47MW，產(chǎn)生的總熱量為67.25×1.7=114MW。驅(qū)動(dòng)熱源：0.6MPa中溫中壓飽和蒸汽，158采暖供回水溫度

5、：90/60，循環(huán)溫差30采暖水量：3268m³/h余熱水供回水溫度：22/12，供回水溫差10可利用余熱水量：4000m³/h可提取余熱水熱量：47MW供熱面積約為250萬(wàn)主干管管徑DN800。4、 系統(tǒng)特點(diǎn)蒸汽型吸收式熱泵機(jī)組系統(tǒng)將熱源集中布置在玉鋒實(shí)業(yè)廠區(qū)內(nèi)，生產(chǎn)高溫采暖水，實(shí)現(xiàn)大溫差、小流量運(yùn)行，管道投資較小，水量小，水泵運(yùn)行能耗低，便于運(yùn)行和管理，但廠區(qū)熱源首站投資較大，供熱面積受廠區(qū)驅(qū)動(dòng)能源（蒸汽等）量的限制。三、 方案比較為了說(shuō)明兩種方案的投資和運(yùn)行等方面的情況，對(duì)兩種方案進(jìn)行了比較，為了便于比較，兩者均按照供熱面積為100萬(wàn)進(jìn)行說(shuō)明。表1 初投資費(fèi)用比較方案

6、 對(duì)比內(nèi)容方案一分布式熱泵機(jī)組方案二蒸汽型吸收式熱泵機(jī)組供暖熱負(fù)荷40MW40MW主機(jī)選型10臺(tái)；制熱量4218kw/臺(tái)制熱量42.18MW（末端分布）3臺(tái)；制熱量15MW/臺(tái)機(jī)組制熱量45MW（熱源主機(jī)）機(jī)房?jī)?nèi)初投資主機(jī)價(jià)格180萬(wàn)元×10=1800萬(wàn)元1000萬(wàn)元×3=3000萬(wàn)元機(jī)房輔助設(shè)備1200萬(wàn)元1000萬(wàn)元小計(jì)3000萬(wàn)元4600萬(wàn)元換熱站初投資廠區(qū)內(nèi)首站換熱量30MW1500萬(wàn)元（廠區(qū)換熱情況）小區(qū)換熱站5座400萬(wàn)元中繼泵站初投資1500萬(wàn)元1000萬(wàn)元合計(jì)6000萬(wàn)元5400萬(wàn)元初投資/60元/54元/表2 運(yùn)行費(fèi)用比較方案 對(duì)比內(nèi)容方案一分布式熱泵機(jī)組

7、方案二蒸汽型吸收式熱泵機(jī)組供暖面積10000001000000供暖熱負(fù)荷40MW40MW主機(jī)選型10臺(tái)；制熱量4218kw/臺(tái)制熱量42.18MW（末端分布）3臺(tái)；制熱量15MW/臺(tái)機(jī)組制熱量45MW（熱源主機(jī)）蒸汽用量無(wú)39.6t/h（高峰負(fù)荷）機(jī)房主要用電參數(shù)主機(jī):N=811kw×10= 8110kw 6000V3Ø50Hz主機(jī)：N=12kw×3=36kw380V3Ø50Hz供水溫度60出水溫度高溫機(jī)組出水最高7090出水溫度最高可以達(dá)到95機(jī)房設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用主機(jī)運(yùn)行費(fèi)用811×10×0.7×2880×70%&#

8、247;100萬(wàn)=11.44元/m2（36×0.7+39.6×150）×2880×70%÷100萬(wàn)=12元/m2循環(huán)水泵運(yùn)行費(fèi)用(22×10+55×10)×0.7×2880÷100萬(wàn)=1.55元/m2(18.5×3+90×3)×0.7×2880÷100萬(wàn)=0.65元/m2換熱站循環(huán)泵運(yùn)行費(fèi)用(55×3+160×3)×0.7×2880÷100萬(wàn)=1.3元/m2(22×5+75×5

9、)×0.7×2880÷100萬(wàn)=0.98元/m2中繼泵站循環(huán)泵運(yùn)行費(fèi)用160×3×0.7×2880÷100萬(wàn)=0.97元/m2110×3×0.7×2880÷100萬(wàn)=0.67元/m2采暖運(yùn)行費(fèi)用（/年）15.26元/14.3元/注：電費(fèi)按0.7元/kw.h，蒸汽按150元/t；時(shí)間為冬季120天，每天運(yùn)行24小時(shí)，機(jī)組年運(yùn)行系數(shù)70%。（主要從耗蒸汽和耗電兩方面比較，水量等較小影響因素忽略）四、 結(jié)論與建議根據(jù)對(duì)方案一和方案二投資和運(yùn)行等進(jìn)行的比較，可以得出，分布式電熱泵機(jī)組方案在投資

10、和運(yùn)行費(fèi)用方面較蒸汽吸收式熱泵機(jī)組方案略高。一、后期熱負(fù)荷的發(fā)展，方案一管徑DN1000，熱力管徑較大，且管道耐溫耐壓等級(jí)不高，低溫水運(yùn)行，最大供熱面積約為200萬(wàn)；若擴(kuò)大，則需進(jìn)行高溫改造，存在較大難度，首先換熱首站需重新建造高溫?zé)嵩矗┒藷岜脵C(jī)房改造后無(wú)法與高溫系統(tǒng)置換連接，僅能利用DN1000熱力管道，造成了廠區(qū)換熱首站和末端分布式熱泵機(jī)組的閑置和浪費(fèi)，同時(shí)增加了投資。二、方案二目前DN800熱力管道能夠滿足250萬(wàn)熱用戶采暖，在設(shè)計(jì)時(shí)可以適當(dāng)考慮增大管徑，為后期熱負(fù)荷的發(fā)展奠定基礎(chǔ)，后期隨著熱負(fù)荷的發(fā)展，在廠區(qū)內(nèi)蒸汽型吸收式熱泵機(jī)房可以擴(kuò)建或新建，高溫運(yùn)行管徑也能滿足要求，用戶端可視負(fù)荷發(fā)展情況擴(kuò)建或新建換熱站，這樣能最大限度利用已建設(shè)備及管道，同時(shí)能減少相應(yīng)的投資。三、方案一采用的是小溫差大流量的熱源點(diǎn)狀分布的設(shè)計(jì)理念，這種設(shè)計(jì)便于各個(gè)小區(qū)單獨(dú)管理和運(yùn)行，同時(shí)增加了人力資源成本，且隨著負(fù)荷的增加，與其他高溫?zé)嵩催M(jìn)行聯(lián)網(wǎng)的難度較大。且大流量水泵能耗較大。方案二采用的是大溫差小流量小區(qū)建設(shè)換熱站