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        地?zé)嶂惫┞?lián)合熱泵供暖技術(shù)的研究與應(yīng)用

        2013-08-15 00:52:53阿不都克依木阿不都熱合曼夏迪亞木馬合木提
        科技傳播 2013年23期

        阿不都克依木·阿不都熱合曼,夏迪亞木·馬合木提

        伊寧市供熱有限公司, 新疆伊犁 835000

        0 引言

        隨著我國的發(fā)展迅速,地?zé)岵膳膊粩嗫焖侔l(fā)展,在不斷開發(fā)和利用地?zé)豳Y源的過程中,出現(xiàn)一些瑕疵。如地?zé)嶂惫┕┡蟮奈菜欧艤囟韧ǔ8哌_(dá)46℃,相對常規(guī)溫度偏高,降低了地?zé)豳Y源使用率,給資源造成不必要的丟失和污染環(huán)境;還有地?zé)峁┡笪菜苯优欧牛催M(jìn)行回灌,污染了土壤環(huán)境,導(dǎo)致地面下沉,地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到了影響;有小部分的地?zé)峋疁囟鹊陀?0℃。在應(yīng)用供暖時還要升溫,如果利用傳統(tǒng)的鍋爐加熱手段,其供暖后溫度仍然還能高達(dá)40℃。如果利用熱泵調(diào)峰技術(shù)供暖,不但可以將地?zé)嶂惫┪菜臒崃窟M(jìn)行回收,讓排放水溫度符合環(huán)保的要求,而且提高了地?zé)峁┡哪芰?,充分利用了地?zé)豳Y源。

        1 改造設(shè)計

        1.1 確定熱指標(biāo)

        按照CJJ 34--2002 城市熱力網(wǎng)的設(shè)計規(guī)范,出于對現(xiàn)有建筑的老式建筑的考慮,墻內(nèi)外沒有保溫層,又是老式單層窗,圍護(hù)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,消耗能源高,供熱效果又差的特點,因此建筑采暖供熱的平均熱指標(biāo)為60w。

        1.2 確定熱負(fù)荷

        現(xiàn)在某建設(shè)新村有供暖面積大約為68×104 m2,包含有18×104 m2 工業(yè),50×104m2 民用。依據(jù)采取60w/m2 的熱指標(biāo),根據(jù)公式Q=g×F進(jìn)行計算,在公式中的Q代表供暖設(shè)計熱負(fù)荷。在建設(shè)新村的。工業(yè)中使用的是10.8MW 熱負(fù)荷,民建使用的是30.0MW 熱負(fù)荷,總40.8MW 供熱負(fù)荷。

        1.3 地?zé)峋崮芰?/h3>

        當(dāng)前新村里具有4 口地?zé)峋?,其中直接供熱給用戶的有3 口高溫井,總有290t/h 的出水量(其20t/h 給予居民的用作生活熱水),有270t/h 的熱水量作為供暖,70℃的水溫;1口低溫井,40 t/h 的出水量,49℃的水溫。有回水溫度大約49℃的高溫井供熱。和低溫井相混合以后給熱泵將熱量提取。依照熱井直供熱量的公式:G=3.6×Q/c×(t1-t2),公式中,G代表熱力網(wǎng)設(shè)計流量(單位t/h);Q 代表設(shè)計熱負(fù)荷(單位kW),c 代表水的比熱容[單位k3/(kg·oC)];t1 代表熱力網(wǎng)供水的溫度(單位℃), t2:為熱力網(wǎng)回水溫度(單位℃),依據(jù)270 t/h 的高溫水量,70℃至49℃的地?zé)崴?、回水溫,計算結(jié)果是6.6 MW 熱直供熱量。(270+40)t/h 低溫水余量,49℃~25℃的水溫,8.65 MW 的熱量。在國內(nèi)溴化鋰吸收式熱泵的COP 值通常在1.7 之間,所以在熱泵回收地?zé)嵛菜笾?.65×1.7/(1.7-1.0)=21.6MW 的熱量。也就是說現(xiàn)在有地?zé)峋目诩盁岜靡还仓?.6+21.6=28.2MW 的熱量和40.8MW 熱負(fù)荷,它們之間有12.6MW 的差值。

        公司經(jīng)市地?zé)嵩杭跋嚓P(guān)部門之所以批準(zhǔn)采用4 眼井新打兩采兩灌來提高地?zé)岬乃?。是因為如今地?zé)崴楷F(xiàn)狀不良好,不能符合供暖的條件要求。則把新井水系作為館陶層,通過記算,有80t/h 的出水量,高達(dá)70℃的水量。按照80 t/h 的新井出水量,70℃水量進(jìn)行計算,430t/h 的高溫水量,70℃至49℃的地?zé)崴?、回水溫,其計算結(jié)果是10.5MW 地?zé)嶂惫崃俊?430+40)t/h 的低溫水余量,49℃至25℃的水溫,其有13.1MW 的熱量。則有13.1×1.7/(1.7—1.0)=32.8Mw 的熱量是熱泵回收地?zé)嵛菜笾瞥伞?0.5+32.8=43.3 MW 的總熱量。和40.8MW 熱負(fù)荷比較,符合條件。按照上述計算可見,32.8 MW 熱量是需要熱泵所給予。

        1.4 熱泵選擇

        經(jīng)過研究決定,其方案采取共4 臺,10.5MW 的單機(jī)功率的以第一類燃?xì)怃寤囄帐降臒岜?,三臺進(jìn)行使用,一臺作為備用。燃?xì)怃寤囄帐綗岜弥饕匀細(xì)鉄崮艿南淖鳛轵?qū)動,燃?xì)鈱儆谝淮涡阅茉?。和以消耗二次能源電能的電壓縮熱泵相比較,更加有節(jié)能的優(yōu)點。同時溴化鋰吸收式熱泵的單機(jī)能力強(qiáng),能制出高達(dá)14MW 的熱能力,目前,電壓縮式熱泵的單機(jī)最大制3.5MW 的熱能力。方案中則要求有40.8MW 的熱泵熱源能力才可行,如果采取用電壓縮式熱泵,12 臺并聯(lián),不僅面積的占地大,工程量的安裝大,而且調(diào)試的運行難度大,此外,關(guān)聯(lián)到公司的有關(guān)部門電力增申請等。

        1.5 內(nèi)容改造

        新打兩對110 m3/h 出水量,70℃水溫的開采和回灌井,把原系統(tǒng)補(bǔ)水水罐當(dāng)做熱泵尾水罐,其作用是存儲熱泵尾水,進(jìn)行回灌。建水罐1000m3 一座,并分兩格,存儲600m3 的地?zé)峁┡惫┧?,將在低溫罐南?cè)的空地進(jìn)行創(chuàng)建。高度為400m,用途是存儲地?zé)嶂惫┕┡厮饔檬墙o予熱泵提供水;將14Mw,共2 臺的鍋爐拆除,作為熱泵的新基礎(chǔ),并把4 臺10.5MW 熱泵放置于此處;及時調(diào)整室內(nèi)外的供暖管網(wǎng);熱泵的新做和熱間中控系統(tǒng)的變換。

        1.6 改造后的熱源變化

        包含70℃的出水溫度,430t/h 的供熱水量,總5 口的高溫地?zé)峋?;包?9℃的出水溫度,40t/h 的供熱水量,直燃型溴化鋰吸收式熱泵4 臺的低溫地?zé)峋?05 MW 功率的單機(jī)制熱;急用備用的熱源是20 蒸噸燃油蒸汽鍋爐共2 臺。經(jīng)過把改造之后的供暖系統(tǒng)熱進(jìn)行平衡研究,可以知道,地?zé)峒痈邷厮礋岜孟到y(tǒng)所提供的供熱量值,符合東沽小區(qū)內(nèi)的采暖熱負(fù)荷的需要條件。28 MW 的供熱量是原來有的20 蒸噸鍋爐2臺所產(chǎn)生的,但是,在出現(xiàn)事故的情況下,備用熱源需要有保障性,為整個地方的供熱達(dá)到穩(wěn)定和安全。

        1.7 改造后的供暖工藝

        在初末期的供暖地?zé)嶂惫┑哪J?,是以調(diào)節(jié)變流量的形式完成調(diào)節(jié),整個控制系統(tǒng)是按照室外的不同溫度和地?zé)峋康恼{(diào)節(jié),進(jìn)行操作供暖循環(huán)水和供水溫度的調(diào)節(jié)。處于嚴(yán)寒期時,啟用熱泵并開始進(jìn)行調(diào)峰,整個控制系統(tǒng)就會按照室外的不同溫度,采用調(diào)節(jié)熱泵供水質(zhì)的方法,確保東沽片區(qū)供熱的正常運作。實際上,室外的均衡溫度高達(dá)5℃時,啟用熱泵調(diào)峰幾乎不用實行,因為地?zé)嶂惫┑墓┡緷M足村民的需要。室外有2℃~5℃的均衡溫度,地?zé)崴惫┏?,啟? 臺熱泵。室外存在2℃~3℃的均衡溫度,同樣減除地?zé)崴惫瑔⒂? 臺~2 臺熱泵。室外有-3℃~-7℃的均衡溫度,地?zé)崴惫┏?,啟? 臺~3 臺熱泵。室外有小于-8℃的均衡溫度時,把地?zé)崴惫┏敉?,啟? 臺的熱泵。

        2 節(jié)能環(huán)保效益

        以天然氣為主要的供暖燃料,通過檢測預(yù)算,CO 開始降低,鍋爐煙氣所產(chǎn)生的SO 將減少,排放煙塵也少。地?zé)嶂惫┖蠡厮菁壉贿\用至低于25℃時進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放,這樣能有效運用地?zé)豳Y源,同時環(huán)境避免了污染,給予可持續(xù)發(fā)展社會制造充裕的條件。

        3 結(jié)論

        高溫水源熱泵的運用,不但能減少供暖系統(tǒng)運行所產(chǎn)生的費用,同時地?zé)豳Y源的使用效率有效的提高,符合環(huán)保的要求,減少對環(huán)境的危害。因此地?zé)嶂惫┞?lián)合熱泵供暖技術(shù)在地?zé)峁┡袠I(yè)里值得大力推廣。

        [1]楊明珠.談?wù){(diào)節(jié)供暖系統(tǒng)運行達(dá)到節(jié)能效果[J].民營科技,2010,8(2):56-60.

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