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二级排放水。、水温、水量等进行认真的调研、分析,制订具有针对性的技术方案,解决好水源水量、水温、水质的关键问题,充分利用水源有利条件。。1再生水水源水量实施再生水源热泵工程,须获得再生水水水源水量逐时变化规律,尤其关注再生水最小小时流量。目前该项监测工作我公司正在进行。根据甲方提供的现有资料初步按照再生水最大小时流量7000m3/h,最小小时流量6400m3/**地热开发有限责任公司6:..**。2再生水水源水温再生水水源水温是再生水源热泵系统的重要设计参数,再生水源热泵系统水源设计温度应以多年冬季最低温度作为设计温度。该部分资料需污水处理厂提供,目前我公司正在排水口进行排水温度的逐时监测,本方案根据甲方提供的现有资料按照再生水冬季最低温度10℃,最高温度17℃进行设计计算。3。3。3再生水水源水质以下给出的是城市污水的水质标准,本项目采用该污水厂排出的二级标准水作为热泵系统的冷热源。表3污水水质标准(单位mg/L)序号基本控制项目一级标准二级标准三级标准1COD〉5万m3/d50801001-5万m3/d5080100<1万m3/d60801002BOD〉5万m3/d1020301—5万m3/d102030〈1万m3/-8NH—N552539总P(以P计)(稀释倍数)30303011PH6~96~96~9粪大肠菌群数***********(个/L)根据我公司实施奥运村再生水热泵冷热源项目的经验,及对项目北京市**地热开发有限责任公司7:..**应用水源的三年的在线仪器及人工检测结果表明,污水处理厂的二级排放水的水质大约85%以上的时间内是达标排放的,其它时间内水质均相对较差,低于三级水标准。水中主要有:1)污杂物:树叶、塑料、纸片、菜叶、鱼鳞、毛发、短纤维等;2)悬浮物:1微米~数十毫米;3)绿苔、藻类、微生物及衍生物4)无机化合物:钙、镁、钾、钠、***化物、硫酸盐、磷酸盐;根据我公司和清华大学热能系共同完成的国家科技部重点科技攻关课题――《再生水热能综合利用系统关键技术的研究》结果表明,水质对污水源热泵系统主要会产生以下三种影响:1)腐蚀再生水中***根和硫酸根含量较少,腐蚀主要是生物、颗粒、析晶和污垢腐蚀。、换热器等关键设备、部件的选材的耐腐蚀设计。2)悬浮物的沉积、附着、结垢、堵塞二级水中的污杂物、悬浮物会对污水热泵系统产生沉积、附着、结垢、堵塞等不利影响;需要设计具有针对性的自清洗过滤系统以解决污杂物对热泵系统造成的堵塞,有效缓解悬浮物沉积、附着、结垢对换热器效率的影响。3)微生物的沉积、生长北京市**地热开发有限责任公司8:..**二级水中的微生物较多,水温及水中的化学成分均有利与微生物的生长,微生物在换热器内沉积、生长会影响换热、降低效率乃至于使系统不能运转。需要设计具有针对性的换热器自清洗系统,以有效解决悬浮物、微生物在热泵系统换热器内沉积、附着、结垢对换热的不利影响。本系统方案按三级排放水标准进行系统设计。水源条件分析小结:1)水量:最大小时流量6700m3/h,最小小时流量6400m3/h;2)水温:冬季最低为10℃,最高17℃;3)水质:按三级排放水标准进行系统设计。水源具有腐蚀性,系统的关键设备、部件须进行耐腐蚀设计,须设计自清洗过滤系统,须设计换热器自清洗系统。四、)系统方案设计需在不同工况下很好的满足系统供暖需求;系统具备安全性、稳定性、可靠性;2)系统方案设计是全面、科学、合理、高效的,并可实现高效、节能运行;3)系统方案设计遵守投资较少、机房占地面积节省的原则;4)选择最佳的设备、系统配置方案,提高设备利用率及效率,实现系统低成本运行;北京市**地热开发有限责任公司9:..**5)系统方案设计遵守有利于系统维护、运行、控制、管理的原则;6)主要设备选型先进合理、使用寿命长、噪声低、效率高、维护简单。7)主要设备选型均满足再生水水源的特性要求,保证设备安全高效稳定运行。,即直接式和间接式。直接式是再生水经过处理后直接进入热泵机组的换热器作为其冷热源实现供热制冷,而间接式系统的再生水需经过换热器进行换热,再生水与热泵机组没有直接连通,,应根据具体项目情况来选择比较合适的系统。系统方案设计的主要技术路线即为直接式与间接式再生水源热泵系统比较、选择、设计。影响因素主要为再生水水源水温、水量、水质条件和各系统的技术经济可行性。根据前面对项目水源条件分析结果,水源最大小时流量为6700m3/h,最小小时流量为6400m3/h,;水源水温的设计条件冬季最高为17℃,最低为10℃;无论是直接式系统还是间接式系统水质均按三级排放水标准进行系统设计;水源具有腐蚀性,系统的关键设备、部件须进行耐腐蚀设计,须设计自清洗过滤系统,**地热开发有限责任公司10:..**4。,一种为壳管式换热器,一种为板式换热器;为更多得提取再生水热量,换热器二次侧采用20%的乙二醇溶液作为换热介质。壳管换热器污水、软化水间换热温差大,一般为5℃以上,换热效率较低,易受水量局限,且造价高,占地面积大,一般不推荐该方式。图1采用壳管式换热器的间接式再生水源热泵系统示意图板式换热器再生水、软化水间换热温差一般可低至2℃左右,换热效率高,利用温差为大,换热温差愈小所需板片面积越大,会增加换热器投资,设计为3℃换热温差。图2采用板式换热器的间接式再生水源热泵系统示意图间接式系统把再生水和热泵系统分为两个独立环路,热泵空调系统只利用再生水源的温差换热,不受水质影响,热泵主机为常规水源热泵机组,机组效率高,在系统投资方面具有优势。但在运行维护方面,再生水的过滤和换热环节需增加投入,进行换热器的定期清洗以保持长期高效换热效率,热泵机组的运行效率高,,必须进行非标设计,且在使用季节的切换时需对系统进行彻底的清洗,同时进入热泵前的再生水前端处理中,须设计自清洗过滤系统,需对系统北京市**地热开发有限责任公司11:..**的关键设备、部件须进行耐腐蚀设计,须设计热泵换热器自清洗系统。该系统的初投资费用较高,但系统简洁,,如下表所示。表4直接式与间接式再生水源热泵系统的综合比较分项直接式间接式热泵机组非标准设计高效,标准化设计水泵能耗低中再生水源水温受限条件小受限条件大再生水源水量受限条件小受限条件大直接影响热泵机组,与热泵机组无直接接触再生水源水质处理精度要求低处理精度要求较高系统总造价高低系统维护性难易综上,根据本项目特点,考虑系统的技术经济性要求,拟采用间接式(板式换热器)再生水源热泵系统,力求做到系统设计最优化,投资最小化,运行维护最简化。4。3方案概述本项目设计为间接式再生水源热泵系统,系统流程描述如下:本系统再生水源来自**污水处理厂二级排放水,经DN1000的水泥管线,自流到再生水源热泵空调机房取水口,最大水量为7000m3/h,为保证再生水水源的稳定性,设置一个容积为4000m3的再生水蓄水池,再生水北京市**地热开发有限责任公司12:..**提升泵从蓄水池中取水,经全自动自清洗过滤器过滤后进入板式换热器进行换热,板换二次侧循环水系统与热泵机组的蒸发器或冷凝器换热,作为热泵系统的冷热源;,分区设立换热站进行供热。考虑到设置了一个容积为4000m3的再生水蓄水池,按照污水处理厂平均水量6700m3/℃利用到4℃,可提供热量:Q=1。163×6700×(10—4)=(COP)取为3。6,结合热泵机组可为末端提供的热量为:Q=Q×COP/(COP-1)=,综合建筑面积热指标取值45W/㎡(包括5%的管网损失),将*污水处理厂污水热能结合热泵系统全部利用起来可解决140万平米规划新建建筑供暖需求。4。4主要设备的设计选型4。,过滤器在设计选型时须遵循满足水质、水处理量和水处理精度的要求,确保运行安全可靠的原则。按照以下技术要求进行设备选型:表5过滤器设计要求北京市**地热开发有限责任公司13:..**序号技术要求1工况参数总处理水量:6700m3/h冬季水温:10℃2过滤器性能指标2。1单台设计处理水量:≥1200m3/::≥。4过滤器工作压力:0。2MPa~1。:≤0。05MPa2。6过滤器清洗方式::≮20年2。8持续供水,过滤器自清洗时不断流。3过滤器材质、(包括滤网、加强筋、支架等)材料:整体不锈钢316L。3。2过滤器壳体材料:优质碳素钢,内外表面加防腐涂层。3。3设备进、出水口配带配对法兰、螺栓、螺母及垫片,过滤器并联运行。:不锈钢316。:,设计选择六台CBR-CW—Y4S全自动自清洗过滤器,单台处理量1200m3/h,设计为六用一备,增加了系统的安全可靠性。过滤器主要零部件材质如表6所示。表6过滤器主要零部件材质本体涂衬环氧树脂的碳钢37—2滤网不锈钢316L(编织)滤网支架结构PVC密封圈橡胶,EPDM北京市**地热开发有限责任公司14:..**控制单元黄铜,不锈钢,铝排污阀铸铁、天然橡胶、环氧树脂涂布过滤器机械部分满足以下要求:1)过滤器满足长期连续工作,滤网可进行自动清洗,排污。2)自动过滤器由筒体、过滤网、过滤网支撑结构、过滤器清洗装置、控制系统、压差开关、排污阀、清洗计数器等组成。3)产品制造符合设计要求,出厂前进行组装、)筒体材料采用优质碳素钢结构的焊接钢管,防锈处理,环氧树脂涂料涂层厚度200—220微米,符合ISO—)滤网、排污内部导管等采用不锈钢316L材料制造。过滤器电气部分设计如下:1)自动过滤器进、出水管上装有PDS灵敏的压差传感器,压差检测准确、可靠。并且装有相应的进、出口压力表。2)电动机满足IEC标准,采用鼠笼式感应电动机,防护等级为IP54。3)自动过滤器的冲洗电机设过热保护机构,当电机过热保护机构动作时,自动控制柜接受过热信号,并自动切断冲洗电机电源,使故障指示灯亮。4)当过滤器产生故障时,控制柜输出报警信号,以便操作人员及时进行检修。5)过滤器控制系统不仅设差压清洗,还设有定时清洗功能(冲洗间隔时间最大约24小时并可调)及连续清洗功能,确保清洗北京市**地热开发有限责任公司15:..**效果。-SOL套1德国4。4。2板式换热器设计选型1、板换材质的选择本项目水源为污水处理厂二级排水,污水水质对板换的影响主要有三种:腐蚀、结垢及堵塞、微生物沉积生长,板换材质须满足水质要求,,本项目二级排放水中***根和硫酸根含量较少,对于不锈钢材料不构成腐蚀威胁;腐蚀另有其它原因;初步判断引起腐蚀的污垢种类为:生物、颗粒、析晶和腐蚀污垢。****新源科技有限公司和清华大学热能系共同完成的国家科技部重点科技攻关课题――《再生水热能综合利用系统关键技术的研究》,,结合本北京市**地热开发有限责任公司16:..**项目的水质情况,初步选择适合该项目的性价比好的板换板材为不锈钢。2、板换换热温差的确定板式换热器的换热温差直接影响板换的面积和造价,为降低系统初投资,设计板换对数换热温差为3℃。按照以下技术要求进行设备选型:表8板式换热器选型技术要求序号技术要求1形式:水/水板式换热器一次侧再生水(三级出水)%:反冲洗2工况参数一次侧进/出口温度:10/4℃一次侧压力降:〈80KPa2。1冬季运行工况二次侧进/出口温度:7/1℃二次侧压力降:〈80KPa对数平均温差:≤3℃2。2一次侧设计压力:;二次侧设计压力:1。:≮30年3。2换热器传热效率:≥99%换热器应在环境温度不低于5℃不超过45℃,相对湿度不超过90%的3。3条件下正常运行。4换热器材料、工艺要求4。1板片的材料:优质AISI316不锈钢,原装进口。4。2换热器内流道形式:自由流北京市**地热开发有限责任公司17:..**:≮0。5mm4。4板片两端应有对称的悬挂定位结构。:NBR橡胶。::法兰连接。4。8法兰、接管材料:AISI316不锈钢。、支柱材料:优质碳素钢,进行表面防锈处理。4。10夹紧螺柱材料:45#优质碳素钢,进行表面防锈处理,符合ISO630标准。框架板、压板材料:Q235—B普通碳素钢,经喷丸除锈、喷漆、烘干等工4。11艺处理。。4。13换热器框架应留有不小于15%的板片增容能力。、平行流设计。、二次侧进出口在同一方向。3、板换防堵塞、防结垢设计二级水中的污杂物、悬浮物会对污水热泵系统产生沉积、附着、结垢、堵塞等不利影响,导致换热量下降。本方案针对这一不利影响,对板换换热系统进行了专门的设