[發明專利]一種綜合利用城市周邊熱能的集中供熱系統

在審

• 申請號: 201610045604.7
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105546616A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 褚毅;劉向日;金國峰;高峰;李洪波;魏來;韓強;趙亮
• 申請（專利權）人: 長春中安鴻程偉業節能科技有限公司
• 主分類號: F24D3/02
• 分類號: F24D3/02;F24D3/18
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 趙炳仁

技術領域

本發明涉及城市區域性熱源集中供熱系統，特別是一種綜合利用城市周邊熱能的集中供 熱系統。

背景概述

近年來，我國北方地區霧霾現象的發生越來越頻繁、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，在城市近地面區域生成大量的細顆粒物，導致 季節性霧霾現象時有發生。此外，城市周邊秋季農作物收割后，產生的大量秸稈，因無處消 化，大部分被直接焚燒，因而導致的大范圍煙氣污染，也是形成季節性霧霾的重要因素。

相關研究表明，控制冬季供暖煤炭消耗總量和調整供暖能源結構，是治理北方地區城市 秋冬季霧霾的關鍵所在，但需要解決以下幾個問題：

第一，現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)向城外轉移。雖 然此方式對于降低城市內部大氣污染的濃度、污染發生的幾率，以及煙氣污染物集中治理都 非常有利，但在經濟上和規劃上，需要解決長距離管網建設成本高和路徑難的問題，技術上 需要解決現有一次管網輸送能力低的問題。

第二，供暖期間區域性低溫熱能浪費嚴重。冬季，城市周邊工業區產生的低溫熱能很難 被直接利用，大量工藝產生的廢熱被直接排放到大氣中，造成了區域性熱污染和極大的熱能 浪費。而要把這種低溫熱能通過合理轉化、輸送到城市內部，亦受到長距離管網建設成本和 現有管網輸送能力的限制。

第三，春秋季節城市周邊秸稈無序焚燒產生的熱能沒有被有效利用。以長春市為例：2014 年秸稈產量約為1718.88萬噸，其中約515.66萬噸秸稈被直接焚燒，其產生的熱能相當于 145.62萬噸標煤，可供5547萬㎡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。

發明內容

本發明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，該系統既能提高目前 傳統集中供熱系統的熱網輸送能力、增加供熱面積，又可實現充分回收利用城市周邊廢棄的 熱能，并起到改善環境的積極效果。

本發明一種綜合利用城市周邊熱能的集中供熱系統，包括熱源廠、以熱源廠一次管網供 水作為熱源的為熱用戶二次管網供熱的高溫熱源供熱站，還包括以熱源廠一次管網回水作為 熱源的為另外熱用戶二次管網供熱的低溫熱源供熱站和熱源廠一次管網回水末端的補熱站；

所述低溫熱源供熱站是以具有內置板式換熱器的電驅動冷熱聯供熱泵機組作為提溫設 備，即，冷熱聯供熱泵機組的冷凝側為另外熱用戶二次管網供熱，蒸發側供水來自熱源廠一 次管網回水、蒸發側出水做為余熱回收的低溫工質再流回到熱源廠一次管網回水；所述補熱 站是對一次管網最終回水進行加熱，以滿足熱源廠對回水溫度的要求。

在熱源廠一次管網回水干管上還設有工業余熱回收站，即將城市周邊其它工業余熱作為 熱源通過熱交換設備對熱源廠一次管網回水進行加熱。

本發明供熱系統的工作原理是：

首先將熱源廠一次管網內的高溫供水，作為高溫熱源，進入沿一次網供水管線布置的高 溫熱源供熱站，通過水-水換熱器加熱二次管網內的循環水，為熱用戶供熱；經過換熱后的 一次網供水，均流入一次網回水干管，變成溫度相對較低的一次網回水。

其次，在一次網回水干管沿線設置的低溫熱源供熱站，通過站內電驅動的冷熱聯供熱泵 機組吸取一次管網回水中的熱量，加熱二次網循環水，為熱用戶供熱。

再次，經再降溫后的一次網回水進入余熱回收站，通過站內換熱器，回收周邊城市工業 產生的余熱、廢熱，使一次網回水的溫度得以提高。

最后，一次管網回水進入到補熱站中,由補熱站中的混合燃料鍋爐，集中焚燒秸稈等生 物質燃料，將一次網回水溫度進一步提高到熱源廠要求的溫度后，回到熱源廠。

該回水經熱源廠換熱設備加熱后，再次做為一次網供水，被送出熱源廠，完成系統的一 次水力循環。

所述的高溫熱源供熱站，主要設備為水—水換熱器。其作用是將熱源廠一次管網內的高 溫供水，作為高溫熱源，進入沿一次網供水管線布置的高溫熱源供熱站，通過水-水換熱器 加熱二次管網內的循環水，為熱用戶供熱；經過換熱后的一次網供水，均流入一次網回水管， 變成溫度相對較低的一次網回水。

所述的低溫熱源供熱站是用一次管網的回水作為熱源，通過冷熱聯供熱泵機組吸取一次 管網回水中的熱量，加熱二次網循環水，為熱用戶供熱，同時將溫度進一步降低的一次網回 水，做為冷源，向下游的所述余熱回收站輸送。