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1、1宁晋县工业余热利用供热方案宁晋县工业余热利用供热方案通过玉锋实业集团提供的相关资料可知，玉锋实业工业园区内有一定量的蒸汽余热和大量的冷却循环水余热，蒸汽余热主要有0.6MPa，222的饱和蒸汽，约 100t/h，冷却循环水主要是冷却维生素 B12 生产过程中的发酵工艺所产生的，出水温度一般为 22，进水温度为 8，水量为 6000t/h。根据业主相关意见，结合蒸汽余热及冷却循环水余热情况，从以下两种方案进行论述比较，以确定合理方案。一、一、 分布式热泵机组系统方案分布式热泵机组系统方案1 1、基本原理、基本原理分布式热泵机组方案主要为在各小区建设热泵机房，将 22工业余热水通过水泵输送至小区
2、热泵机组，换热后低温水流回厂区，考虑到工业余热水温较低和热泵机组运行效率，为保证供热效果，换热温差控制在 10以内。热泵机组为分布式热源，根据小区后期建设情况自行选择厂址、电/燃气型热泵形式及其他。冬季长距离输送 22/12常温水，采用无缝/螺旋钢管，需保温。管径较大，管网投资大；温差小，系统流量大，水泵能耗大，运行费用较高；首站相对投资较小，但末端热泵机房投资大。22 2、冷却循环水利用、冷却循环水利用为了充分利用余热水，同时兼顾技术经济等因素，本方案确定热泵机组用循环水供回水温度为 22/12，供回水温差为 10，循环水水量为 6000t/h，循环水管径为 DN1000。提取的余热水热量
3、Q=60001.16310=70MW。循环水输送至小区分布式热泵机组，根据采用的热泵机组形式确定不同的供热量，本方案按照电能水源热泵机组，cop 取值为 4，则能提供的热量约为 95MW，供热面积约为 200 万。4 4、系统特点系统特点分布式热泵机组系统布置灵活，可根据热用户发展情况分阶段建设热泵机组，厂区换热首站建设费用低，小温差大流量运行，管网投资较大，运行费用较大。二、二、 蒸汽型吸收式热泵机组系统方案蒸汽型吸收式热泵机组系统方案1 1、厂区内可集中供热蒸汽量、厂区内可集中供热蒸汽量0.6MPa，158.8饱和蒸汽，约 100t/h。2 2、蒸汽型吸收式热泵机组、蒸汽型吸收式热泵机组蒸
4、汽作为驱动源通过吸收式热泵机组，将冷却循环水中的余热量提取出来生产高温采暖水。驱动蒸汽最终变为 80左右的凝结水回收至电厂锅炉。3图图 1 蒸汽式吸收热泵余热利用工艺图蒸汽式吸收热泵余热利用工艺图单位蒸汽释放的汽化潜热及显热 Q=2086+335=2421kJ/kg根据玉锋实业提供的资料，玉锋实业可用作采暖的低压 0.6MPa饱和蒸汽量为 100t/h，故可以释放的总热量为100t/h2421kJ/kg=67.25MW。100t/h 的 0.6MPa 饱和蒸汽作为高温驱动热源，一般情况下，吸收式热泵机组的制热 cop 在 1.61.8 左右，即利用 1MW 高温驱动热源可以得到 1.61.8M
5、W 的热量。100t/h 的 0.6MPa 饱和蒸汽驱动热源的总热量约为 67.25MW，通过吸收式热泵从循环冷却水中提取余热量约为 47MW，产生的总热量为 67.251.7=114MW。驱动热源：0.6MPa 中温中压饱和蒸汽，158采暖供回水温度：90/60，循环温差 30采暖水量：3268m/h余热水供回水温度：22/12，供回水温差 104可利用余热水量：4000m/h可提取余热水热量：47MW供热面积约为 250 万主干管管径 DN800。4 4、系统特点系统特点蒸汽型吸收式热泵机组系统将热源集中布置在玉锋实业厂区内，生产高温采暖水，实现大温差、小流量运行，管道投资较小，水量小，水
6、泵运行能耗低，便于运行和管理，但厂区热源首站投资较大，供热面积受厂区驱动能源（蒸汽等）量的限制。三、三、 方案比较方案比较为了说明两种方案的投资和运行等方面的情况，对两种方案进行了比较，为了便于比较，两者均按照供热面积为 100 万进行说明。表表 1 1 初投资费用比较初投资费用比较 方案方案 对比内容对比内容方案一方案一 分布式热泵机组分布式热泵机组方案二方案二 蒸汽型吸收式热泵机组蒸汽型吸收式热泵机组供暖热负荷40MW40MW主机选型10 台；制热量 4218kw/台 制热量 42.18MW（末端分布）3 台；制热量 15MW/台 机组制热量 45MW（热源主机）主机价 格180 万元10
7、=1800 万元1000 万元3=3000 万元机房辅 助设备1200 万元1000 万元机房 内初 投资 小计3000 万元4600 万元换热 站初投资厂区内首站 换热量 30MW 1500 万元（厂区换热情况）小区换热站 5 座 400 万元5方案方案 对比内容对比内容方案一方案一 分布式热泵机组分布式热泵机组方案二方案二 蒸汽型吸收式热泵机组蒸汽型吸收式热泵机组 中继 泵站初投资1500 万元1000 万元合计6000 万元5400 万元初投资/60 元/54 元/表表 2 2 运行费用比较运行费用比较 方案方案 对比内容对比内容方案一方案一 分布式热泵机组分布式热泵机组方案二方案二 蒸
8、汽型吸收式热泵机组蒸汽型吸收式热泵机组供暖面积10000001000000供暖热负荷40MW40MW主机选型10 台；制热量 4218kw/台 制热量 42.18MW（末端分布）3 台；制热量 15MW/台 机组制热量 45MW（热源主机）蒸汽用量无39.6t/h（高峰负荷）机房主要 用电参数主机:N=811kw10= 8110kw 6000V350Hz主机：N=12kw3=36kw 380V350Hz供水温度60出水温度 高温机组出水最高 7090出水温度 最高可以达到 95主机运 行费用811100.7288070%1 00 万=11.44 元/m2（360.7+39.6150） 2880
9、70%100 万=12 元 /m2机房 设备 运行 费用循环水 泵运行 费用(2210+5510)0.72880 100 万=1.55 元/m2(18.53+903)0.72880 100 万=0.65 元/m2换热 站循环泵 运行费 用(553+1603)0.72880 100 万=1.3 元/m2(225+755)0.72880 100 万=0.98 元/m2中继 泵站循环泵 运行费 用16030.72880100 万 =0.97 元/m211030.72880100 万 =0.67 元/m2采暖运行费用 （/年）15.26 元/14.3 元/注：电费按注：电费按 0.70.7 元元/kw
10、.h/kw.h，蒸汽按，蒸汽按 150150 元元/t/t；时间为冬季；时间为冬季 120120 天，每天运行天，每天运行 2424 小时，机组小时，机组年运行系数年运行系数 70%70%。 （主要从耗蒸汽和耗电两方面比较，水量等较小影响因素忽略）（主要从耗蒸汽和耗电两方面比较，水量等较小影响因素忽略）四、四、 结论与建议结论与建议根据对方案一和方案二投资和运行等进行的比较，可以得出，6分布式电热泵机组方案在投资和运行费用方面较蒸汽吸收式热泵机组方案略高。一、后期热负荷的发展，方案一管径 DN1000，热力管径较大，且管道耐温耐压等级不高，低温水运行，最大供热面积约为 200 万；若扩大，则需
11、进行高温改造，存在较大难度，首先换热首站需重新建造高温热源，末端热泵机房改造后无法与高温系统置换连接，仅能利用 DN1000 热力管道，造成了厂区换热首站和末端分布式热泵机组的闲置和浪费，同时增加了投资。二、方案二目前 DN800 热力管道能够满足 250 万热用户采暖，在设计时可以适当考虑增大管径，为后期热负荷的发展奠定基础，后期随着热负荷的发展，在厂区内蒸汽型吸收式热泵机房可以扩建或新建，高温运行管径也能满足要求，用户端可视负荷发展情况扩建或新建换热站，这样能最大限度利用已建设备及管道，同时能减少相应的投资。三、方案一采用的是小温差大流量的热源点状分布的设计理念，这种设计便于各个小区单独管理和运行，同时增加了人力资源成本，且随着负荷的增加，与其他高温热源进行联网的难度较大。且大流量水泵能耗较大。方案二采用的是大温差小流量小区建设换热站（或加压泵站）的设计理念，自控的发展，目前换热站（或加压泵站）无人值守化程度很高，且能很好的与其他热源管网进行联通，互为备用，保障供热的安全，且小流量水泵运行能耗小，较节能。四、结合玉锋实业自身优势，厂区内有较为丰富的蒸汽、工业7余热水等余热资源，而电为二次能源，需发电或购买，成本相对较大，故推荐利用蒸汽型吸收式热泵机组系统方案。
