Технология утилизации низкопотенциального тепла загрязненных хозяйственно-бытовых стоков для отопления и горячего водоснабжения РНС-3 «Гайва» г.Перми

Для снижения затрат па теплоснабжение была разработана технология утилизации низкопотенциального тепла неочищенных сточных вод с помощью тепловых насосов, что позволяет использовать бросовое тепло канализационных стоков для отопления канализационной насосной станции (КНС). Осенью 2000 г. на РНС-3 «Гайва» МП «Пермводоканал» указанная технология внедрена; в течение 8-ми отопительных сезонов она полностью обеспечила потребности насосной станции в отоплении и горячем водоснабжении. В сравнении с электроотоплением себестоимость 1 Гкал тепла снизилось в 4,6 раза. Срок окупаемости проекта составил 1 год [3.20; 3.21; 3.22].

Технологическая схема содержит приемный колодец сточных вод сети канализации с размещенным в нем теплообменником и вибратором, промежуточный циркуляционный контур, тепловой насос, включающий испаритель, конденсатор, компрессор с приводом, систему отопления, технический водопровод, насосы, гребенки, скоростной водонагреватель системы горячего водоснабжения. Испаритель теплового насоса соединен с теплообменником, а конденсатор с системой отопления и со скоростным водонагревателем системы горячего водоснабжения.

Система работает следующим образом. Вода промежуточного циркуляционного контура, проходя через теплообменник, забирает тепло от источника низкопотенциального тепла - сточных вод, поступающих в приемный колодец сети канализации. При этом температура воды циркуляционного контура повышается, а температура сточных вод понижается. Нагретая вода промежуточного циркуляционного контура по трубопроводу поступает в одну из полостей испарителя теплового насоса, где она отдает тепло хладагенту, который превращается в пар, а температура циркуляционной воды падает до температуры кипения хладагента.

Технология утилизации низкопотенциального тепла загрязненных хозяйственно-бытовых стоков в целях отопления с последующей ликвидацией угольной котельной №35 КГМУП «Теплоэнерго» г.Кунгур

Отопление зданий очистных сооружений канализации (ОСК) КГ МУП «Водоканал» осуществлялось котельной № 35 КГМУП «Тепло- энерго», которая введена в эксплуатацию в 1966 г. Существующее оборудование котельной №35 морально и физически устарело. Основным топливом для двух котлов «Универсал -5» является уголь.

Целью внедрения является замена действующей системы централизованного теплоснабжения от угольной котельной па систему децентрализованного теплоснабжения с использованием высокоэффективного энергосберегающего оборудования ТНУ, что обеспечит сокращение эксплуатационных затрат на отопление и снижение экологической нагрузки в окружающую среду.

Исходные данные

Требуемая нафузка системы отопления

0,034 Гкал/ч

40 кВт

Стоимость 1 Гкал тепла, производимой котельной № 35

4 136 руб.

Общая площадь отапливаемых помещений

410м

Минимальная температура наружного воздуха

-35 °С

Объем сточных вод:

максимальный

13 754 м/сутки

среднее значение за 9 месяцев

9 526 м/сутки

минимальный

7 725 м/сутки

Температура источника низкопотенциального Тепла (сточных вод):

максимальная

+25,5 °С

минимальная

+8 °С

средняя за летний период

+22 °С

средняя за зимний период

+ 13 °С

Температурный режим системы отопления, °С

прямая/обратная

60/40

Стоимость электрической энергии:

1,4 руб/кВт ч

Продолжительность отопительного периода

5 424 ч

Оплата за загрязнение окружающей среды

235 руб.

Качественный состав сточных вод источника, подлежащих утилизации, представлен в таблице 3.24.

Таблица 3.24

Физико-химический состав сточных вод_

Показатели

мг/л

Химическое потребление кислорода

485,089

Биологическая потребность в кислороде

249,425

Взвешенные вещества

198,267

Сухой остаток

851,889

Сульфаты

131,650

Хлориды

158,067

Азот аммонийный

28,293

Азот нитритов

0,022

Азот нитратов

0,140

Фосфаты (по фосфору)

4,565

Нефтепродукты

0,663

Медь

0,023

Цинк

0,062

Никель

0,002

Железо

1,351

Хром

0,015

Фенолы

0,022

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ)

2,058

Кобальт

н/о

Свинец

0,017

Марганец

0,023

В целях удешевления стоимости проекта размещение осуществлялось ТНС в существующем здании котельной №35. Демонтажа имеющегося оборудования котельной не производилось, т.к. котлы могут быть использованы как резервный источник теплоснабжения, в случае остановки (из-за возможных аварий или поломок) ТНС. Находящиеся в работе циркуляционные насосы КМ 80-50 и К20-30 использовались в работе, т.к. врезка системы отопления с применением ТНС производилась в действующую систему отопления очистных сооружений без увеличения числа отопительных приборов. Для получения требуемой теплопроизводителыюсти из-за изменения температурного графика увеличено количество теплоносителя и скорость его подачи в систему отопления. Запас теплопроизводителыюсти ТНС (10%) обеспечивался электрокотлом, входящим в ее состав. Из-за невозможности напрямую направить источник низкопотеициальирго тепла в испаритель ТНС был изготовлен теплообменпый модуль, который располагался в канале канализационных стоков. Проложен трубопровод промежуточного контура и установлен циркуляционный насос, необходимой производительности.

Тип компрессора - поршневой маслозаполнеиный полугерметич-

ный;

Тип теплобменников - пластинчатые;

Тепловая мощность 40 кВт;

Установленная мощность электродвигателей на ТН 15 кВт;

Холодильный агент - фреоновая смесь R-142 b (ТУ 6-02-588-80) и R 22 (ГОСТ 8502-88);

Масло фреоновое-В5.2.

Теплоносители:

  • - В системе теплоснабжения - вода по ГОСТ 2874-82;
  • - В системе НПТ - этиленгликоль.

Принципиальная технологическая схема утилизации низкопотен- циалыюго тепла загрязненных хозяйственно-бытовых стоков с последующей ликвидацией угольной котельной №35 представлена на рис. 3.59.

Принципиальная технологическая схема утилизации низкопотенциальной теплоты загрязненных хозбытовых стоков

Рис. 3.59. Принципиальная технологическая схема утилизации низкопотенциальной теплоты загрязненных хозбытовых стоков:

1 - подающий и обратный трубопроводы; 2 - сетевой насос системы отопления; 3 - конденсатор ТН; 4 - испаритель ТН; 5 - циркуляционный насос промежуточного контура ТНС; 6 - теплообменный модуль МТ-35; 7- канал загрязненных хозбытовых стоков

Внедрение технологии с применением теплового насоса позволило снизить себестоимость 1 Г кал, вырабатываемой тепловой энергии в 9 раз. Стоимость 1 Гкал тепла вырабатываемой ТНУ№ 465,2 руб. При внедрении проекта использован патент на изобретение «Теплообменный модуль» [3.51]. Установка внедрена в 2006 г. на предприятии ООО «Пермгазэнергосервис»-«Теплоэнерго».

Оценка предотвращенного экологического ущерба от внедрения проекта по замене угольных котельных на ТНУ производился на основе методики [3.43], в которой приводятся показатели удельного ущерба от загрязнения атмосферы выбросами вредных веществ при работе котельных на углях Кузнецкого угольного бассейна:

Удельный экономический ущерб, тыс. руб/т выбросов

Зола, сажа

NOx

SOx

30,25

1,87

0,77

При суммарной мощности котельных - 0,5 Гкал/ч вредные выбросы составят:

Вредные выбросы, т/год

Зола, сажа

NOx

SOx

30

7

20

Сумма предотвращенного экологического ущерба равна:

Суммарный объем инвестиций необходимых для реализации проекта составил 870 тыс. руб.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >