一種綜合利用城市周邊熱能的集中供熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及城市區(qū)域性熱源集中供熱系統(tǒng)，特別是一種綜合利用城市周邊熱能的集中供熱系統(tǒng)。
[0002]背景概述
[0003]近年來，我國北方地區(qū)霧霾現(xiàn)象的發(fā)生越來越頻繁、越來越嚴重，特別是采暖期以燃煤鍋爐為主要熱源的城市，其燃煤排放的煙氣，在城市近地面區(qū)域生成大量的細顆粒物，導(dǎo)致季節(jié)性霧霾現(xiàn)象時有發(fā)生。此外，城市周邊秋季農(nóng)作物收割后，產(chǎn)生的大量秸桿，因無處消化，大部分被直接焚燒，因而導(dǎo)致的大范圍煙氣污染，也是形成季節(jié)性霧霾的重要因素。
[0004]相關(guān)研究表明，控制冬季供暖煤炭消耗總量和調(diào)整供暖能源結(jié)構(gòu)，是治理北方地區(qū)城市秋冬季霧霾的關(guān)鍵所在，但需要解決以下幾個問題:
[0005]第一，現(xiàn)階段北方城市霧霾治理的主要方式是將污染源(燃煤供熱鍋爐)向城外轉(zhuǎn)移。雖然此方式對于降低城市內(nèi)部大氣污染的濃度、污染發(fā)生的幾率，以及煙氣污染物集中治理都非常有利，但在經(jīng)濟上和規(guī)劃上，需要解決長距離管網(wǎng)建設(shè)成本高和路徑難的問題，技術(shù)上需要解決現(xiàn)有一次管網(wǎng)輸送能力低的問題。
[0006]第二，供暖期間區(qū)域性低溫?zé)崮芾速M嚴重。冬季，城市周邊工業(yè)區(qū)產(chǎn)生的低溫?zé)崮芎茈y被直接利用，大量工藝產(chǎn)生的廢熱被直接排放到大氣中，造成了區(qū)域性熱污染和極大的熱能浪費。而要把這種低溫?zé)崮芡ㄟ^合理轉(zhuǎn)化、輸送到城市內(nèi)部，亦受到長距離管網(wǎng)建設(shè)成本和現(xiàn)有管網(wǎng)輸送能力的限制。
[0007]第三，春秋季節(jié)城市周邊秸桿無序焚燒產(chǎn)生的熱能沒有被有效利用。以長春市為例:2014年秸桿產(chǎn)量約為1718.88萬噸，其中約515.66萬噸秸桿被直接焚燒，其產(chǎn)生的熱能相當于145.62萬噸標煤，可供5547萬m2建筑采暖(約占長春市燃煤集中供熱面積的46 % )，造成了極大的熱能浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型目的在于提出一種綜合利用城市周邊熱能的集中供熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)既能提高目前傳統(tǒng)集中供熱系統(tǒng)的熱網(wǎng)輸送能力、增加供熱面積，又可實現(xiàn)充分回收利用城市周邊廢棄的熱能，并起到改善環(huán)境的積極效果。
[0009]本實用新型一種綜合利用城市周邊熱能的集中供熱系統(tǒng)，包括熱源廠、以熱源廠一次管網(wǎng)供水作為熱源的為熱用戶二次管網(wǎng)供熱的高溫?zé)嵩垂嵴荆€包括以熱源廠一次管網(wǎng)回水作為熱源的為另外熱用戶二次管網(wǎng)供熱的低溫?zé)嵩垂嵴竞蜔嵩磸S一次管網(wǎng)回水末端的補熱站；
[0010]所述低溫?zé)嵩垂嵴臼且跃哂袃?nèi)置板式換熱器的電驅(qū)動冷熱聯(lián)供熱栗機組作為提溫設(shè)備，即，冷熱聯(lián)供熱栗機組的冷凝側(cè)為另外熱用戶二次管網(wǎng)供熱，蒸發(fā)側(cè)供水來自熱源廠一次管網(wǎng)回水、蒸發(fā)側(cè)出水做為余熱回收的低溫工質(zhì)再流回到熱源廠一次管網(wǎng)回水；所述補熱站是對一次管網(wǎng)最終回水進行加熱，以滿足熱源廠對回水溫度的要求。
[0011]在熱源廠一次管網(wǎng)回水干管上還設(shè)有工業(yè)余熱回收站，即將城市周邊其它工業(yè)余熱作為熱源通過熱交換設(shè)備對熱源廠一次管網(wǎng)回水進行加熱。
[0012]本實用新型供熱系統(tǒng)的工作原理是:
[0013]首先將熱源廠一次管網(wǎng)內(nèi)的高溫供水，作為高溫?zé)嵩?，進入沿一次網(wǎng)供水管線布置的高溫?zé)嵩垂嵴?，通過水-水換熱器加熱二次管網(wǎng)內(nèi)的循環(huán)水，為熱用戶供熱；經(jīng)過換熱后的一次網(wǎng)供水，均流入一次網(wǎng)回水干管，變成溫度相對較低的一次網(wǎng)回水。
[0014]其次，在一次網(wǎng)回水干管沿線設(shè)置的低溫?zé)嵩垂嵴?，通過站內(nèi)電驅(qū)動的冷熱聯(lián)供熱栗機組吸取一次管網(wǎng)回水中的熱量，加熱二次網(wǎng)循環(huán)水，為熱用戶供熱。
[0015]再次，經(jīng)再降溫后的一次網(wǎng)回水進入余熱回收站，通過站內(nèi)換熱器，回收周邊城市工業(yè)產(chǎn)生的余熱、廢熱，使一次網(wǎng)回水的溫度得以提高。
[0016]最后，一次管網(wǎng)回水進入到補熱站中，由補熱站中的混合燃料鍋爐，集中焚燒秸桿等生物質(zhì)燃料，將一次網(wǎng)回水溫度進一步提高到熱源廠要求的溫度后，回到熱源廠。
[0017]該回水經(jīng)熱源廠換熱設(shè)備加熱后，再次做為一次網(wǎng)供水，被送出熱源廠，完成系統(tǒng)的一次水力循環(huán)。
[0018]所述的高溫?zé)嵩垂嵴?，主要設(shè)備為水一水換熱器。其作用是將熱源廠一次管網(wǎng)內(nèi)的高溫供水，作為高溫?zé)嵩?，進入沿一次網(wǎng)供水管線布置的高溫?zé)嵩垂嵴?，通過水-水換熱器加熱二次管網(wǎng)內(nèi)的循環(huán)水，為熱用戶供熱;經(jīng)過換熱后的一次網(wǎng)供水，均流入一次網(wǎng)回水管，變成溫度相對較低的一次網(wǎng)回水。
[0019]所述的低溫?zé)嵩垂嵴臼怯靡淮喂芫W(wǎng)的回水作為熱源，通過冷熱聯(lián)供熱栗機組吸取一次管網(wǎng)回水中的熱量，加熱二次網(wǎng)循環(huán)水，為熱用戶供熱，同時將溫度進一步降低的一次網(wǎng)回水，做為冷源，向下游的所述余熱回收站輸送。
[0020]所述的余熱回收站，是由收集一次管網(wǎng)沿線的其它工業(yè)產(chǎn)生的余熱、廢熱作為熱源通過水一水換熱器，將一次網(wǎng)回水干管下游的低溫回水加熱，使一次管網(wǎng)回水的溫度得以提尚。
[0021]所述的補熱站，是對一次管網(wǎng)的最終回水通過混合燃料鍋爐進一步加熱，使回水溫度達到熱源廠要求的溫度后，回到熱源廠。該回水經(jīng)熱源廠換熱站加熱后，再次做為一次網(wǎng)供水，被送出熱源廠，完成“一種綜合利用城市周邊熱能的集中供熱系統(tǒng)”中的一次水力循環(huán)。
[0022]本實用新型具有以下優(yōu)越性:
[0023]1、目前國內(nèi)大部分已建成的熱電廠，其凝汽器排汽余熱及冷卻塔循環(huán)水所攜帶的熱量，均已被充分回收，熱電廠在不擴大熱源的情況下，其輸出功率已達現(xiàn)有狀況下的極限。因此，申請?zhí)枮?00810101065.X的專利中提出的“一種大溫差集中供熱系統(tǒng)”，在目前已建成的城市集中供熱系統(tǒng)改造中，其應(yīng)用場合受到了一定的限制。
[0024]本實用新型在同等條件下，通過電驅(qū)動的冷熱聯(lián)供熱栗機組吸取一次管網(wǎng)回水中的熱量，加熱二次網(wǎng)循環(huán)水，為新增熱用戶供熱。而溫度降低后的一次管網(wǎng)回水，通過采用工業(yè)余熱回收、利用生物質(zhì)燃料鍋爐補熱等“另外熱源”來提高。因此，本實用新型不受熱電廠輸出功率的影響，從而可以在老城區(qū)小鍋爐供熱系統(tǒng)改造中，充分利用現(xiàn)有已形成的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)中的一次網(wǎng)回水，來實現(xiàn)對其供熱的目的。
[0025]2、國內(nèi)大溫差供熱改造大多采用熱水吸收式熱栗，驅(qū)動熱源為一次網(wǎng)高溫水，而現(xiàn)有城市集中供熱一次管網(wǎng)供水溫度多在95°C左右，在不改變二次管網(wǎng)供回水溫度的條件下，熱水吸收式熱栗很難將一次網(wǎng)回水溫度降得很低，從而導(dǎo)致一次網(wǎng)大溫差受到一定的限制。若要提高熱水吸收式熱栗的制熱能力，同時，保證二次網(wǎng)供回水溫度，一次網(wǎng)供水溫度必須在110°C以上;但為了防止一次管網(wǎng)內(nèi)工質(zhì)汽化，一次管網(wǎng)的運行壓力也必須同時提高;管網(wǎng)失水和散熱損失也會加大。這對于大多一次管網(wǎng)已老化嚴重的城市，其改造難度和改造范圍相當大，實現(xiàn)起來十分困難。
[0026]本實用新型采用的是電驅(qū)動的冷熱聯(lián)供熱栗機組，以一次管網(wǎng)回水為熱源。在既有城市集中供熱改造中，按照目前一次管網(wǎng)供水溫度95°C的基本條件設(shè)計，可最大實現(xiàn)85°(:的大溫差供熱;溫度被冷熱聯(lián)供熱栗機組降低后的一次網(wǎng)回水，通過吸收工業(yè)余熱、補熱鍋爐補熱等手段，溫度得以回升到熱源廠要求的溫度，避免了對熱源廠輸出參數(shù)的影響，同時系統(tǒng)改造簡單、成本低。
[0027]3、本實用新型在熱源廠的制熱設(shè)備出現(xiàn)故障時，補熱站的混合燃料鍋爐可作為熱源廠的調(diào)峰鍋爐投入運行，維持熱源廠的熱能輸出和一次網(wǎng)供熱的穩(wěn)定性。
[0028]4、本實用新型解決了城市周邊工業(yè)廢熱和秸桿等生物質(zhì)燃料在集中供熱中大量應(yīng)用的難題，減少了工業(yè)廢熱對區(qū)域性的熱污染和熱能浪費，以及因城市周邊大量的秸桿因無處消化，被無序焚燒所導(dǎo)致的大范圍煙氣霧霾和熱能浪費現(xiàn)象。
[0029]5、本實用新型解決了將大批污染源(燃煤供熱鍋爐)向城市外圍轉(zhuǎn)移在技術(shù)性上的難題，并通過對城市周邊熱能的梯度利用和綜合利用，減少了冬季城市內(nèi)部燃煤的消耗，控制燃煤煙氣排放所導(dǎo)致的季節(jié)性霧霾現(xiàn)象，因此，本實用新型對改善我國北方地區(qū)冬季大氣環(huán)境有積極的促進作用。
【附圖說明】
[0030]圖1是本實用新型綜合利用城市周邊熱能的集中供熱系統(tǒng)示意圖；
[0031]圖2是實施例1的集中供熱網(wǎng)線改造系統(tǒng)運行示意圖。
【具體實施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖給出的實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
[0033]參照圖1，一種綜合利用城市周邊熱能的集中供熱系統(tǒng)，包括熱源廠、以熱源廠一次管網(wǎng)供水作為熱源的為熱用戶二次管網(wǎng)供熱的高溫?zé)嵩垂嵴?，其特征在?還包括以熱源廠一次管網(wǎng)回水作為熱源的為另外熱用戶二次管網(wǎng)供熱的低溫?zé)嵩垂嵴竞蜔嵩磸S一次管網(wǎng)回水末端的補熱站；
[0034]所述低溫?zé)嵩垂嵴臼且跃哂袃?nèi)置板式換熱器的電驅(qū)動冷熱聯(lián)供熱栗機組作為提溫設(shè)備，即，冷熱聯(lián)供熱栗機組的冷凝側(cè)為另外熱用戶二次管網(wǎng)供熱，蒸發(fā)側(cè)通過