地热尾水在供热系统的综合利用.doc

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1、地热尾水在供热系统的综合利用2010-9-7张珂贾佩时光伟摘要：对利用地热尾水余热结合水源热泵进行供热的工程实例进行了探讨。介绍了供热系统流程、设备选型，计算了系统造价、年运行费用。与传统集中供热系统的经济性、环保性进行了比较。关键词：地热尾水；供热系统；水源热源ComprehensiveUtilizationofGeothermalTailWaterinHeatingSystemZHANGKe，JIAPei，SHIGuang-weiAbstract：Theprojectcaseofusingresidualheatfromgeothermaltailwaterandwatersourceh

2、eatpumpforheatingisdiscussed.Theprocessofheatingsystemandequipmentlectotypeareintroduced，andthesystemfabricationcostandtheannualoperationcostarecalculated.Acomparisonforeconomicefficiencyandenvironmentalprotectionbetweenthissystemandtraditionalcentralizedheatingsystemismade.Keywords：geothermaltailw

3、ater；heatingsystem；watersourceheatpump1工程概况   某项目位于天津市，周边地热井开采目的层均为蓟县系雾迷山组。新开采的地热井出水温度为80℃，出水量为100m3/h，该项目范围内已有回灌井1眼，新开凿回灌井1眼。由于周边地热井均为单采系统(不回灌)，为了保证资源可再生性，考虑对地热尾水再利用。本项目利用地热尾水和新开采地热水代替常规热源进行供热，对利用后地热水进行回灌。该项目总供热面积为42×104m2，总设计热负荷为16950kW。　　公共建筑供热面积为3×104m2，末端为风机盘管，供暖系统供、回水温度为55、45℃，热指标为45W/m2，热负荷为

4、1350kW。居住建筑为24层高层建筑，分为高中低区，供热面积为39×104m2，末端为地板辐射供暖系统，供暖系统供、回水温度为42、32℃。热指标为40W/m2，各区的建筑面积均为13×104m2，各区热负荷均为5200kW。   根据项目所在地及周边地热井现状，可利用热源为1眼新开采地热井、3眼地热井尾水，并有2眼回灌井。将3眼地热井尾水混合应用，混合后温度约43℃，考虑尾水输送过程中热损失，计算温度取42℃；新开采的地热井单独利用。在计算地热井产热量时，地热水终温取35℃。地热井的具体参数见表1。表1地热井的具体参数地热井质量流量/(t·h-1)地热水温度/℃混合后地热水温度/℃产热量

5、/kW1号井120464224422号井80363号井10046新开采井10080—52332系统流程2.1热源分配   根据计算结果可知，地热井的产热量无法满足项目负荷要求，因此考虑采用水源热泵辅助供热。具体配置如下：居住建筑低区利用新开采井直接供热，中区采用1～3号井部分混合后的尾水通过水源热泵供热，高区采用1～3号井剩余尾水通过水源热泵供热；公共建筑采用新开采井尾水通过水源热泵供热。2.2系统流程   ①新开采井地热水利用系统新开采井地热水利用系统流程见图1。居住建筑低区系统：地热水经除砂器后进入低区换热器，换热器一级侧进、出水温度为80、35℃，二级侧进、出水温度为32、42℃。公共

6、建筑系统：公共建筑换热器的一级侧进、出水温度为35、25℃，二级侧进、出水温度为17、25℃。热泵冷凝器侧进出水温度为45、55℃。地热水回灌温度为25℃。 ②1～3号井尾水利用系统1～3号井尾水利用系统流程见图2。1～3号井尾水混合后的温度约42℃，经两次换热后回灌。中区与高区并联，均通过一级换热器提供基础负荷，不足部分负荷由热泵提供。地热水回灌温度约15℃。3设备选型①换热器 式中A——换热器的换热面积，m2   s——安全系数，宜采用1.10～1.15   Φ——换热量，W   ε——水垢和传热介质分布不均匀对传热效率的影响系数，取0.6～0.8   K——换热器的传热系数，W/(m2

7、·K)△t——换热器的计算温差，℃由式(1)计算可得换热器换热面积(见表2)。表2换热器的换热面积计算结果换热器换热面积/m2材质低区换热器160.7钛板公共建筑换热器44.6316型不锈钢中区一级换热器102.8中区二级换热器201.4高区一级换热器102.8高区二级换热器201.4   ②水源热泵   根据设计热负荷，考虑热泵机组制热性能系数，水源热泵的计算选型结果见表3。表3水源热泵的计算选型结果水源热