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中图分类号:TU 文献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)01-0020-02
摘 要: 山西运城大运公园城外滩首府地热综合利用项目,冬季利用一眼地热井配合水源热泵梯级利用技术完成 23 万平方米住宅建筑(含2.8 万平米公寓及会所)的供暖,夏季利用调峰水源热泵配合冷却塔完成 2.8 万平米公寓及会所供冷,全年完成 1380 户住宅用户供非饮用生活热水。冬季利用地热尾水作为水系景观用水保证水系不冻结,待地热井不自流,水位下降到满足回灌要求后打回灌井,实现地热资源可持续性发展。地热井既供暖又供应生活热水,水源热泵冬季利用地热尾水对采暖系统进行调峰,夏季配合冷却塔进行供冷,一机多用,减少投资,经济效果显著。
关键词:地热;地热梯级综合利用;热泵;空调;温泉水;回灌
Abstract: The utilization of geothermal tail water in the winter as the water system landscape water ensure that the water system does not freeze, wait to geothermal wells are not artesian water level dropped to meet recharge requirements to play the recharge wells to achieve the sustainable development of geothermal resources. Geothermal wells in both the heating and hot water supply, water source heat pump in winter use geothermal tail water heating system peak shaving, summer cooling with the cooling tower of a machine, reducing investment and a significant economic effect.Key words: geothermal; comprehensive utilization of geothermal gradient; heat pump; air conditioning; hot spring water; recharge
1概述
根據国际能源市场的战略考虑和全球环境保护要求,我国今后将大力发展太阳能、风能和地热能等新能源和可再生能源,到2015年开发总量将达到4300万吨标准煤当量,约占当时能源消耗总量的2%。全球化石油燃料逐渐耗竭,以及它对环境的负面效应,必将促进和大大加快新能源和可再生能源的开发力度,预计到2020年,我国实现小康社会,新能源供应将是我国能源消耗的重要支撑,大力开展地热能的普查与开发研究应是国土资源发展战略的重要选择。
地热利用主要集中在京津冀、东南沿海、内陆盆地和藏滇地区。地热利用系统设备不是一概而论,每个地热项目都要根据地热资源状况以及地面利用工程中建筑需求方式做有针对性的设计,有时还要通过与其它能源做比较后经济效益具有优势后才能真正付诸实施。
山西运城市一直是地热利用的空白区域,最近一两年才刚刚有尝试,开凿了近20眼地热井,但当前真正已经利用和利用较好的项目很少,本文以山西运城大运公园城外滩首府地热综合利用项目为例,详细介绍地热梯级利用及后期地热废水的利用方式,供大家共同分析探讨。
2 项目概况
建设单位为山西通达集团运城市大运房地产有限公司,设计及施工单位为天津甘泉集团天大地热供水工程有限公司。项目所在地为山西运城市大运公园外滩首府地热站。地热井钻井单位为廊坊华北石油思源钻井股份合作公司,钻井深度为3205米,地热井出水温度为 63℃,出水量为130m3/h,自流量为60m3/h。水质检验报告显示:矿化度 17607.8mg/L,Na+:5363.3mg/L,Cl-:7932.0 mg/L,SO42-:3208.5 mg/L, Fe3+、Fe2+:3.455mg/L,Ca2+: 596.2mg/L,Mg2+: 133.7mg/L,HCO3-: 155.6mg/L。
山西运城大运公园城外滩首府地热综合利用项目,冬季利用一眼地热井配合水源热泵梯级利用技术完成 23 万平方米住宅建筑(含2.8 万平米公寓及会所)的供暖,夏季利用调峰水源热泵配合冷却塔完成 2.8 万平米公寓及会所供冷,全年完成 1380 户住宅用户供非饮用生活热水水处理。冬季利用地热尾水作为水系景观用水保证水系不冻结,待地热井不自流,水位下降到满足回灌要求后打回灌井,对地热井进行尾水回灌满足可持续性发展。地热井既供暖又供应生活热水,水源热泵冬季利用地热尾水对采暖系统进行调峰,夏季配合冷却塔进行供冷,一机多用,减少投资,经济效果显著。
3 技术方案
3.1负荷估算
3.1.1采暖热负荷
项目小区建筑面积 23 万平方米,建筑型式是住宅,室内采暖形式为地板辐射采暖;公寓及会所室内采暖形式为风机盘管,建筑保温符合国家三步节能标准。高层建筑高低区供暖面积各5.5 万 m2 ;多层住宅供暖面积12 万m2 ,共分为三个系统。计算采暖总设计热负荷约为8714kW,其中高低区采暖设计热负荷均为2035kW,多层建筑采暖设计热负荷为4644 kW。
3.1.2空调冷负荷
2.8 万m2 的公寓及会所夏季需要供冷,室内末端形式为风机盘管,计算供冷总设计负荷为2520 kW。
3.1.3生活热水用量
1380 户日需供水量为289.8m3,按照24 小时供水进行计算,平均小时供水量为12.1m3/h,最高小时供水量为30m3/h。其中低区最高小时供水量为9.5m3/h,高区最高小时供水量为9.5m3/h,多层最高小时供水量为11 m3/h。设计采用15 m3/h 除铁除锰水处理设备和30 m3 保温热水罐可以满足生活热水供应需求。
3.2工艺流程
3.2.1采暖系统:
建筑分高区、低区和多层建筑三个系统分别供暖,设计采用间接换热供暖方式。63℃的地热水由耐热潜水电泵抽出,经除砂器排气除砂后,进入采暖换热器与采暖循环水进行换热。在严寒期,仅靠地热水直接提供的热量不能满足用户室内供暖需求时,需开启调峰设备。该工程中设计采用热泵调峰系统,地热尾水通过调峰换热器与热泵蒸发器侧循环水进行换热。采暖循环水进入热泵冷凝器侧再次被加热,在温度达到设计供水温度45℃后供给热用户。考虑地热水的腐蚀性,热泵调峰系统设置板式换热器。
3.2.2供冷系统:
公寓及会所供冷系统采用多层建筑冬季调峰热泵机组配合冷却塔给室内风机盘管供冷。制冷剂在蒸发器内吸热蒸发制取7℃的冷水供空调房间使用,制冷剂再经过压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽,进入冷凝器,冷凝放热热量通过冷却塔循环水散热。
3.2.3供生活热水:
地热水中铁含量3.455 mg/L,高于国家非生活饮用水标准0.3mg/L,需要进行曝气除铁。生活热水直接采用63℃的地热原水(和采暖系统错峰)进入强制热风曝气塔曝气,曝气后地热水由加压泵加压至压滤式除铁罐除掉铁锰及清洁过滤,过滤后的地热水进入保温防腐玻璃钢热水罐进行储存,采用全自动恒压变频供水设备分高层高区、高层低区、多层建筑三个区的热水用户进行供水。
3.3 工艺及设备说明
3.3.1地热水的腐蚀性
地热流体中含有多种化学物质,它们对金属结构材料的腐蚀有重大影响,其中影响最大的是:氯离子(Cl-)和溶解氧(O2)。氯离子的离子半径小,穿透能力强,因此容易穿过金属表面已有的保护层,促进金属的腐蚀。在大多数地热水中,氧不是常有组分,但在地热利用系统中当有氧自空气中进入,便会使碳钢的均匀腐蚀速度增加十倍或更多。地热水中含有30ppb 的O2 就会使碳钢的腐蚀速度增加4 倍。硫酸根离子在金属腐蚀过程中的作用与氯离子类似。在氯离子浓度较低的情况下其会产生一定腐蚀作用,并且其对水泥有侵蚀作用。本工程地热水氯离子含量高,拉申指数112.1,是具有强腐蚀性地热水。
3.3.2地热供暖方式
地热供暖方式包括直接供暖和间接供暖两种方式。直接供暖方式是指地热水直接进入室内散热设备,放热后的尾水再利用或直接排放。间接供暖方式是地热水不直接进入采暖循环系统,而是通过换热器设备将地热水中的热量换出,用来加热采暖循环水,地热水侧与循环水侧是相互独立的,即取热不取水。地热可进行直接供暖的必要条件是地热水质好,氯离子含量低,对设备及管道的腐蚀性小,否则因地热水的腐蚀、结垢所带来的维修,甚至设备、管道的损坏,其损失将是巨大的。
结合建设单位提供水质报告及拉申指数分析:该地热水属于特强腐蚀性地热水,设计采用间接供暖方式,换热器采用钛板换热器,地热输水管道采用螺纹连接玻璃钢復合保温管,站房内地热水管道采用加厚无缝钢管。室外生活热水管网采用耐腐蚀的非金属管材。
3.3.3供暖调峰设计
根据地热井情况以及项目供暖热负荷估算,要满足23万平米建筑的供暖需求,仅靠一眼地热井直接换热的热量不能满足需求,需要设置调峰热源。
在地热与调峰热源配合运行的系统中,有关调峰的概念可以按照多热源联网运行供热系统中调峰的概念来理解。采暖期基本热源首先投入运行,随气温变化基本热源满负荷后,尖峰热源投入与基本热源共同在热力网中供热的运行方式。基本热源在运行期间保持满负荷,尖峰热源承担随气温变化而增减的负荷。利用气象资料获得的室外温度和相应的天数就可做出地热年热负荷累积曲线,用调峰热源能减少管道设施和泵的初投资,并提高地热利用率。
地热作为基础供暖,水源热泵作为调峰热源,水源热泵可以兼做夏季制冷机组。
3.3.4地热井口装置
地热井口装置为地热井专用设备,选用天津甘泉集团有限公司生产的ZBG 型井口装置。ZBG 型井口装置是天津大学天津地热研究中心在多年试验和实际使用的基础上研制的,由甘泉集团公司生产,是地热开发利用中不可缺少的基础设备,选用材料考虑了抗地热水腐蚀的要求,结构设计考虑了井管的热胀冷缩,具有较好的密封性,因此特别适用于自流井。
3.3.5耐热潜水电泵
“甘泉”牌耐热潜水电泵具有技术含量高、高效、节能等特点。甘泉集团公司拥有国内第一台计算机控制总线式自动大型电泵测试试验站。“甘泉”牌耐热潜水电泵通过了水温120℃的部级鉴定,填补了国内空白。
QJR 系列耐热潜水电泵适用于地热井中,提取地热水。地热是一种廉价、清洁的新能源。广泛应用于采暖、医疗、洗浴、养殖、种植、工农业生产、娱乐服务设施等方面。该产品机泵连成一体,潜入地热井中工作。具有耐热、防腐、抗老化、高效、节能、安装维护方便等特点,是地热提水设备的换代产品。
3.3.6除砂器
取自于地下的地热水中或多或少含有一定量的砂粒。这些砂粒随水流动,会对管道和设备产生磨损;在水流速较小时会沉积下来,堵塞管道和设备缝隙,影响供水系统的正常运行。除砂器能够在不间断供水过程中有效的去除地热水中的砂粒,保证系统正常运行。
3.3.7地热水曝气过程
曝气过程实质是将地热水中的二价铁离子氧化成不溶于水的三价铁离子化合物,三价铁离子化合物呈胶体状悬浮于地热水中。BQ-GQ 强制热风曝气塔采用向塔内吹热风的工艺,以保证地热水温在曝气过程中下降不超过1℃。强制热风曝气塔本体采用耐热玻璃钢制造,聚氨脂做保温层,保温层厚度为30mm,保温层外使用22号镀锌板做外围护,集水箱顶部保护层使用玻璃钢薄板以防止地热水对镀锌板的腐蚀。经过 BQ—GQ 型强制热风曝气塔处理后的地热水需再经过除铁装置过滤,以压滤方式清楚水中三价铁离子,使之满足生活热水供应的需求。
4 投资及经济分析
本项目实际投资为740万元人民币(不含土建投资)。
地热承担基础负荷约占设计负荷的50%,水源热泵承担调峰负荷约占设计负荷的50%,从整个采暖季采暖负荷累积图上分析,整个采暖季,地热约承担70%的采暖累积负荷,热泵承担30%的采暖累积负荷。整个采暖季节累积负荷为1.56×107kWh,热泵占调峰负荷为4.67×106kWh。
采暖耗电量:
井泵耗电量:90kW×105×24h×0.7=158760kWh
循环泵耗电量:148×105×24h×0.7=261072kWh
热泵耗电量:4.67×106kWh×970/4986=908524kWh
热泵循环泵耗电量:48.5×105×24h×0.5=61110kWh
定压泵耗电量:(1.5+2.2+1.5)kW×105×24×0.5=6552kWh
采暖季总耗电量为1396018 kWh。
地热水耗量:130×105×24×0.7=229320m3
定压补水耗量:8×105×24×0.2=4032 m3
采暖季总耗水量为233352 m3。
经济指标:
电费按照0.7元/kWh,地热水资源费按照1元/m3,自来水费6.5元/m3,折旧为1.53元/m2,人工管理及维修费为1元/m2。生活热水收费标准定价为4元/m3。
计算整个采暖季采暖耗能费用为123.27万元,折算单价5.36元/m2。采暖总运行费用为7.89元/m2,低于当地采暖收费标准(17元/m2)。
全年供应生活热水约100000 m3,按照地热水资源费1元/m3计算,供热水成本约为2元/m3,低于当地热水收费标准(4元/ m3)。
本项目夏季做空调不再重复投资,空调运行不再考虑折旧费用。
每年净利润约为229.53万元。项目投资回收期为4年。
5结论
通过以上技术论述及经济分析,该项目确实可行。该项目已于2011年竣工验收并投入运行,整体运行效果良好。
参考资料
1《地热直接利用》,蔡义汉
2《实用供热空调设计手册》 陆耀庆
3《采暖通风与空气调节设计规范》
4《全国民用建筑技术措施》
5《我国地热产业发展与资源可持续利用》 张振国
摘 要: 山西运城大运公园城外滩首府地热综合利用项目,冬季利用一眼地热井配合水源热泵梯级利用技术完成 23 万平方米住宅建筑(含2.8 万平米公寓及会所)的供暖,夏季利用调峰水源热泵配合冷却塔完成 2.8 万平米公寓及会所供冷,全年完成 1380 户住宅用户供非饮用生活热水。冬季利用地热尾水作为水系景观用水保证水系不冻结,待地热井不自流,水位下降到满足回灌要求后打回灌井,实现地热资源可持续性发展。地热井既供暖又供应生活热水,水源热泵冬季利用地热尾水对采暖系统进行调峰,夏季配合冷却塔进行供冷,一机多用,减少投资,经济效果显著。
关键词:地热;地热梯级综合利用;热泵;空调;温泉水;回灌
Abstract: The utilization of geothermal tail water in the winter as the water system landscape water ensure that the water system does not freeze, wait to geothermal wells are not artesian water level dropped to meet recharge requirements to play the recharge wells to achieve the sustainable development of geothermal resources. Geothermal wells in both the heating and hot water supply, water source heat pump in winter use geothermal tail water heating system peak shaving, summer cooling with the cooling tower of a machine, reducing investment and a significant economic effect.Key words: geothermal; comprehensive utilization of geothermal gradient; heat pump; air conditioning; hot spring water; recharge
1概述
根據国际能源市场的战略考虑和全球环境保护要求,我国今后将大力发展太阳能、风能和地热能等新能源和可再生能源,到2015年开发总量将达到4300万吨标准煤当量,约占当时能源消耗总量的2%。全球化石油燃料逐渐耗竭,以及它对环境的负面效应,必将促进和大大加快新能源和可再生能源的开发力度,预计到2020年,我国实现小康社会,新能源供应将是我国能源消耗的重要支撑,大力开展地热能的普查与开发研究应是国土资源发展战略的重要选择。
地热利用主要集中在京津冀、东南沿海、内陆盆地和藏滇地区。地热利用系统设备不是一概而论,每个地热项目都要根据地热资源状况以及地面利用工程中建筑需求方式做有针对性的设计,有时还要通过与其它能源做比较后经济效益具有优势后才能真正付诸实施。
山西运城市一直是地热利用的空白区域,最近一两年才刚刚有尝试,开凿了近20眼地热井,但当前真正已经利用和利用较好的项目很少,本文以山西运城大运公园城外滩首府地热综合利用项目为例,详细介绍地热梯级利用及后期地热废水的利用方式,供大家共同分析探讨。
2 项目概况
建设单位为山西通达集团运城市大运房地产有限公司,设计及施工单位为天津甘泉集团天大地热供水工程有限公司。项目所在地为山西运城市大运公园外滩首府地热站。地热井钻井单位为廊坊华北石油思源钻井股份合作公司,钻井深度为3205米,地热井出水温度为 63℃,出水量为130m3/h,自流量为60m3/h。水质检验报告显示:矿化度 17607.8mg/L,Na+:5363.3mg/L,Cl-:7932.0 mg/L,SO42-:3208.5 mg/L, Fe3+、Fe2+:3.455mg/L,Ca2+: 596.2mg/L,Mg2+: 133.7mg/L,HCO3-: 155.6mg/L。
山西运城大运公园城外滩首府地热综合利用项目,冬季利用一眼地热井配合水源热泵梯级利用技术完成 23 万平方米住宅建筑(含2.8 万平米公寓及会所)的供暖,夏季利用调峰水源热泵配合冷却塔完成 2.8 万平米公寓及会所供冷,全年完成 1380 户住宅用户供非饮用生活热水水处理。冬季利用地热尾水作为水系景观用水保证水系不冻结,待地热井不自流,水位下降到满足回灌要求后打回灌井,对地热井进行尾水回灌满足可持续性发展。地热井既供暖又供应生活热水,水源热泵冬季利用地热尾水对采暖系统进行调峰,夏季配合冷却塔进行供冷,一机多用,减少投资,经济效果显著。
3 技术方案
3.1负荷估算
3.1.1采暖热负荷
项目小区建筑面积 23 万平方米,建筑型式是住宅,室内采暖形式为地板辐射采暖;公寓及会所室内采暖形式为风机盘管,建筑保温符合国家三步节能标准。高层建筑高低区供暖面积各5.5 万 m2 ;多层住宅供暖面积12 万m2 ,共分为三个系统。计算采暖总设计热负荷约为8714kW,其中高低区采暖设计热负荷均为2035kW,多层建筑采暖设计热负荷为4644 kW。
3.1.2空调冷负荷
2.8 万m2 的公寓及会所夏季需要供冷,室内末端形式为风机盘管,计算供冷总设计负荷为2520 kW。
3.1.3生活热水用量
1380 户日需供水量为289.8m3,按照24 小时供水进行计算,平均小时供水量为12.1m3/h,最高小时供水量为30m3/h。其中低区最高小时供水量为9.5m3/h,高区最高小时供水量为9.5m3/h,多层最高小时供水量为11 m3/h。设计采用15 m3/h 除铁除锰水处理设备和30 m3 保温热水罐可以满足生活热水供应需求。
3.2工艺流程
3.2.1采暖系统:
建筑分高区、低区和多层建筑三个系统分别供暖,设计采用间接换热供暖方式。63℃的地热水由耐热潜水电泵抽出,经除砂器排气除砂后,进入采暖换热器与采暖循环水进行换热。在严寒期,仅靠地热水直接提供的热量不能满足用户室内供暖需求时,需开启调峰设备。该工程中设计采用热泵调峰系统,地热尾水通过调峰换热器与热泵蒸发器侧循环水进行换热。采暖循环水进入热泵冷凝器侧再次被加热,在温度达到设计供水温度45℃后供给热用户。考虑地热水的腐蚀性,热泵调峰系统设置板式换热器。
3.2.2供冷系统:
公寓及会所供冷系统采用多层建筑冬季调峰热泵机组配合冷却塔给室内风机盘管供冷。制冷剂在蒸发器内吸热蒸发制取7℃的冷水供空调房间使用,制冷剂再经过压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽,进入冷凝器,冷凝放热热量通过冷却塔循环水散热。
3.2.3供生活热水:
地热水中铁含量3.455 mg/L,高于国家非生活饮用水标准0.3mg/L,需要进行曝气除铁。生活热水直接采用63℃的地热原水(和采暖系统错峰)进入强制热风曝气塔曝气,曝气后地热水由加压泵加压至压滤式除铁罐除掉铁锰及清洁过滤,过滤后的地热水进入保温防腐玻璃钢热水罐进行储存,采用全自动恒压变频供水设备分高层高区、高层低区、多层建筑三个区的热水用户进行供水。
3.3 工艺及设备说明
3.3.1地热水的腐蚀性
地热流体中含有多种化学物质,它们对金属结构材料的腐蚀有重大影响,其中影响最大的是:氯离子(Cl-)和溶解氧(O2)。氯离子的离子半径小,穿透能力强,因此容易穿过金属表面已有的保护层,促进金属的腐蚀。在大多数地热水中,氧不是常有组分,但在地热利用系统中当有氧自空气中进入,便会使碳钢的均匀腐蚀速度增加十倍或更多。地热水中含有30ppb 的O2 就会使碳钢的腐蚀速度增加4 倍。硫酸根离子在金属腐蚀过程中的作用与氯离子类似。在氯离子浓度较低的情况下其会产生一定腐蚀作用,并且其对水泥有侵蚀作用。本工程地热水氯离子含量高,拉申指数112.1,是具有强腐蚀性地热水。
3.3.2地热供暖方式
地热供暖方式包括直接供暖和间接供暖两种方式。直接供暖方式是指地热水直接进入室内散热设备,放热后的尾水再利用或直接排放。间接供暖方式是地热水不直接进入采暖循环系统,而是通过换热器设备将地热水中的热量换出,用来加热采暖循环水,地热水侧与循环水侧是相互独立的,即取热不取水。地热可进行直接供暖的必要条件是地热水质好,氯离子含量低,对设备及管道的腐蚀性小,否则因地热水的腐蚀、结垢所带来的维修,甚至设备、管道的损坏,其损失将是巨大的。
结合建设单位提供水质报告及拉申指数分析:该地热水属于特强腐蚀性地热水,设计采用间接供暖方式,换热器采用钛板换热器,地热输水管道采用螺纹连接玻璃钢復合保温管,站房内地热水管道采用加厚无缝钢管。室外生活热水管网采用耐腐蚀的非金属管材。
3.3.3供暖调峰设计
根据地热井情况以及项目供暖热负荷估算,要满足23万平米建筑的供暖需求,仅靠一眼地热井直接换热的热量不能满足需求,需要设置调峰热源。
在地热与调峰热源配合运行的系统中,有关调峰的概念可以按照多热源联网运行供热系统中调峰的概念来理解。采暖期基本热源首先投入运行,随气温变化基本热源满负荷后,尖峰热源投入与基本热源共同在热力网中供热的运行方式。基本热源在运行期间保持满负荷,尖峰热源承担随气温变化而增减的负荷。利用气象资料获得的室外温度和相应的天数就可做出地热年热负荷累积曲线,用调峰热源能减少管道设施和泵的初投资,并提高地热利用率。
地热作为基础供暖,水源热泵作为调峰热源,水源热泵可以兼做夏季制冷机组。
3.3.4地热井口装置
地热井口装置为地热井专用设备,选用天津甘泉集团有限公司生产的ZBG 型井口装置。ZBG 型井口装置是天津大学天津地热研究中心在多年试验和实际使用的基础上研制的,由甘泉集团公司生产,是地热开发利用中不可缺少的基础设备,选用材料考虑了抗地热水腐蚀的要求,结构设计考虑了井管的热胀冷缩,具有较好的密封性,因此特别适用于自流井。
3.3.5耐热潜水电泵
“甘泉”牌耐热潜水电泵具有技术含量高、高效、节能等特点。甘泉集团公司拥有国内第一台计算机控制总线式自动大型电泵测试试验站。“甘泉”牌耐热潜水电泵通过了水温120℃的部级鉴定,填补了国内空白。
QJR 系列耐热潜水电泵适用于地热井中,提取地热水。地热是一种廉价、清洁的新能源。广泛应用于采暖、医疗、洗浴、养殖、种植、工农业生产、娱乐服务设施等方面。该产品机泵连成一体,潜入地热井中工作。具有耐热、防腐、抗老化、高效、节能、安装维护方便等特点,是地热提水设备的换代产品。
3.3.6除砂器
取自于地下的地热水中或多或少含有一定量的砂粒。这些砂粒随水流动,会对管道和设备产生磨损;在水流速较小时会沉积下来,堵塞管道和设备缝隙,影响供水系统的正常运行。除砂器能够在不间断供水过程中有效的去除地热水中的砂粒,保证系统正常运行。
3.3.7地热水曝气过程
曝气过程实质是将地热水中的二价铁离子氧化成不溶于水的三价铁离子化合物,三价铁离子化合物呈胶体状悬浮于地热水中。BQ-GQ 强制热风曝气塔采用向塔内吹热风的工艺,以保证地热水温在曝气过程中下降不超过1℃。强制热风曝气塔本体采用耐热玻璃钢制造,聚氨脂做保温层,保温层厚度为30mm,保温层外使用22号镀锌板做外围护,集水箱顶部保护层使用玻璃钢薄板以防止地热水对镀锌板的腐蚀。经过 BQ—GQ 型强制热风曝气塔处理后的地热水需再经过除铁装置过滤,以压滤方式清楚水中三价铁离子,使之满足生活热水供应的需求。
4 投资及经济分析
本项目实际投资为740万元人民币(不含土建投资)。
地热承担基础负荷约占设计负荷的50%,水源热泵承担调峰负荷约占设计负荷的50%,从整个采暖季采暖负荷累积图上分析,整个采暖季,地热约承担70%的采暖累积负荷,热泵承担30%的采暖累积负荷。整个采暖季节累积负荷为1.56×107kWh,热泵占调峰负荷为4.67×106kWh。
采暖耗电量:
井泵耗电量:90kW×105×24h×0.7=158760kWh
循环泵耗电量:148×105×24h×0.7=261072kWh
热泵耗电量:4.67×106kWh×970/4986=908524kWh
热泵循环泵耗电量:48.5×105×24h×0.5=61110kWh
定压泵耗电量:(1.5+2.2+1.5)kW×105×24×0.5=6552kWh
采暖季总耗电量为1396018 kWh。
地热水耗量:130×105×24×0.7=229320m3
定压补水耗量:8×105×24×0.2=4032 m3
采暖季总耗水量为233352 m3。
经济指标:
电费按照0.7元/kWh,地热水资源费按照1元/m3,自来水费6.5元/m3,折旧为1.53元/m2,人工管理及维修费为1元/m2。生活热水收费标准定价为4元/m3。
计算整个采暖季采暖耗能费用为123.27万元,折算单价5.36元/m2。采暖总运行费用为7.89元/m2,低于当地采暖收费标准(17元/m2)。
全年供应生活热水约100000 m3,按照地热水资源费1元/m3计算,供热水成本约为2元/m3,低于当地热水收费标准(4元/ m3)。
本项目夏季做空调不再重复投资,空调运行不再考虑折旧费用。
每年净利润约为229.53万元。项目投资回收期为4年。
5结论
通过以上技术论述及经济分析,该项目确实可行。该项目已于2011年竣工验收并投入运行,整体运行效果良好。
参考资料
1《地热直接利用》,蔡义汉
2《实用供热空调设计手册》 陆耀庆
3《采暖通风与空气调节设计规范》
4《全国民用建筑技术措施》
5《我国地热产业发展与资源可持续利用》 张振国