污水处理厂再生水源热泵工程初步方案书(编辑修改稿)

污水处理厂再生水源热泵工程初步方案书(编辑修改稿)内容摘要：

3的 再生 水蓄水池， 按照污水处理厂平均水量 6700 m3/h 计算该项目供热能力。 **污水处理厂再生水源热泵工程初步方案 16 北京市 **地热开发有限责任公司 再生水由 10℃利用到 4℃，可提供热量： Q= 6700（ 104） = 热泵机组制热效率 (COP)取为 ， 结合热泵机组可为末端提供的热量为： Q 供 =Q COP/(COP1)= 结合 上文热负荷估算分析， 综合建筑面积热指标取值 45 W/㎡ （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。 主要设备的设计选型 过滤器的设计 选型 本项目水源为污水处理厂二级排水，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 序号 技术要求 1 工况参数 冬季 总处理水量： 6700m3/h 水温： 10℃ 2 过滤器性能指标 单台设计处理水量： ≥ 1200m3/h 过滤精度： 500 181。 m 过滤器承压 ： ≥ 过滤器工作压力： MPa～ **污水处理厂再生水源热泵工程初步方案 17 北京市 **地热开发有限责任公司 序号 技术要求 过滤器反清洗时压力损失：≤ 过滤器清洗方式： 电动吸式清洗。 过滤器使用寿命：≦ 20 年 持续供水，过滤器自清洗时不断流。 3 过滤器材质、工艺要求 滤筒整体（包括滤网、加强筋、支架等）材料：整体不锈钢 316L。 过滤器壳体材料：优质碳素钢，内外表面加防腐涂层。 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。 排污导管材料：不 锈钢 316。 清洗机构材料：不锈钢 316L。 本项目最大小时用水量 6700m3/h，设计选择 六 台 CBRCWY4S 全自动自清洗过滤器，单台处理量 1200 m3/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 372 滤网 不锈钢 316L（编织） 滤网支架结构 PVC 密封圈 橡胶， EPDM 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。 **污水处理厂再生水源热泵工程初步方案 18 北京市 **地热开发有限责任公司 3) 产品制造符合设计要求，出厂前进行组装、调试及性能试验。 4) 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 ISO9001 各项规定的要求。 5) 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，确保清洗效果。 表 7 控制盘上的主要部件列表 序号 主要部件名称 品牌或型号 单位 数量 备注 1 可编程程序控制器 SIEMENS 台 1 德国 2 电源转换器 3 电机保护器 Telemecanigue 套 1 法国 4 电路保护装置 ABB 套 4 德国 **污水处理厂再生水源热泵工程初步方案 19 北京市 **地热开发有限责任公司 5 电路状态指示器 Telemecanigue 套 2 法国 6 电机启动器 Telemecanigue 套 2 法国 7 时间设定器 OMRON H3CR 套 1 日本 8 差压传感器 604DZI 套 1 美国 9 电磁阀 GEMSOL 套 1 德国 板式换热器设计选型 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，以确保系统运行安全可靠。 根据 甲方提供已有 水质 参数 ，本项目二级排放水中氯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》，采用实验室电化学法进行了金属 材质的腐蚀性实验。 根据得到的不同不锈钢材质在不同的污水环境中的 电化学腐蚀试验结果， 结合 本项目的水质情况， 初步 选择适合该项目的性价比好的板换板材为不锈钢316。 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： **污水处理厂再生水源热泵工程初步方案 20 北京市 **地热开发有限责任公司 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 换热介质 一次侧 再生水 (三级出水 ) 二次侧 20%乙二醇溶液 换热器冲洗方式：反冲洗 2 工况参数 冬季运行工况 一次侧进 /出口温度： 10/4℃ 一次侧压力降： 80 KPa 二次侧进 /出口温度： 7/1℃ 二次侧压力降： 80 KPa 对数平均温差： ≤ 3℃ 一次侧设计压力： ；二次侧设计压力： MPa。 3 换热器性能指标 使用寿命：≦ 30 年 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%的条件下正常运行。 4 换热器材料、工艺要求 板片的材料：优质 AISI316 不锈钢，原装进口。 换热器内流道形 式：自由流 板片厚度：≦ 板片两端应有对称的悬挂定位结构。 垫片材料： NBR 橡胶。 垫片固定方式：免粘接 接口管道形式：法兰连接。 法兰、接管材料： AISI316 不锈钢。 导杆、支柱材料：优质碳素钢，进行表面防锈处理。 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。 **污水处理厂再生水源热泵工程初步方案 21 北京市 **地热开发有限责任公司 序号 技术要求 框架板、压板材料： Q235B 普通碳素钢，经喷丸除锈、喷漆、烘干等工艺处理。 焊接材料应符合 GB/T983 的规定。 换热器框架应留有不小于 15%的板片增容能力。 换热器采用单流程、平行流设计。 一、二次侧进出口在同一方向。 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计： 板式换热器选择自由流板式换热器，增大板间距；设有反冲洗管路，定时切换水流进入板换的方向，进行板换的自动反冲洗；采用 我 公司专利产品 —— 板式换热器 CIP 在线清洗系统，定期对板换进 行在线自清洗，经实验验证，该系统短时间内可恢复板换换热效率 90%，可保证换热器持续的高换热效果。 板换的选型计算书 本方案选择 7 组 丹麦 SONDEX 的 自由流 板式换热器（ 6 用 1 备 ）， 每组由两台板换串联组成， 材质为不锈钢 316，满足本项目 再生 水利用的防腐蚀要求。 板换设计计算书如下： 表 9 再生水 板式换热器型号参数表 Sondex A/S PHE Design amp。 Datalist PHEType SF160IS10284TLALIQUID Hot side Cold side Flowrate (m3/h) Inlet temperature (176。 C) Outlet temperature (176。 C) Pressure drop (bar) **污水处理厂再生水源热泵工程初步方案 22 北京市 **地热开发有限责任公司 Heat exchanged (kW) 4231 Thermodynamic properties: Water 20 EtGlycol Density (kg/m179。 ) 1, Specific heat (kJ/kg*K) Thermal conductivity (W/m*K) Mean viscosity (mPa*s) Wall viscosity (mPa*s) Fouling factors (m178。 *K/kW) Dimensioning factor % Inlet branch F1 F3 Outlet branch F4 F2 Design of Frame / Plate: Plate arrangement (passes*channel) 1 x 141 + 0 x 0 Plate arrangement (passes*channel) 1 x 142 + 0 x 0 Number of plates 284 Effective heat surface (m178。 ) Overall Kvalue Duty/Clean (W/m178。 *K) 2, 2, Plate material mm AISI 316 Gasket material / Ma。