西安首個(gè)污水源熱泵集中供暖項目

地大熱能熱泵系統：西安區域處于渭河盆地東部, 具有較好的地熱地質(zhì)條件, 新生界埋藏厚度約為7000m。受區域構造影響, 西安區域地熱流體是以熱輻射傳導為主的單相流體, 屬于中低溫地熱區, 地面出口溫度在40~65℃左右。西安地區平均大地地熱流值 (7.88×10-2w/m2) 高于全球的平均大地熱流值 (6.11×10-2w/m2) 。通過(guò)對西安市各地熱觀(guān)察井數據分析得出, 在地下1000m處地層溫度一般為52℃左右, 在地下2000m處地層溫度一般為83℃左右;區域地溫梯度隨著(zhù)深度增加而增加, 在2000m以?xún)?a href="http://keyinmall.com/t/地溫.html" >地溫度梯度是2.8~3.5℃/100m, 在2000m以外時(shí), 地溫梯度可達3.5~8.6℃/100m。據推測, 在西安其周?chē)?300km2范圍內, 埋深在1000~3000m間的可采熱水達9.23×108m3, 可采熱量1.737×1019J (等同于5.928×108t標準煤) 。

西安區域的地熱井目前主要分布于西安城郊區、咸陽(yáng), 少量散步在西安市區、臨潼區。目前西安市區年熱水開(kāi)采量已超過(guò)300×104m3。地熱井的開(kāi)采層位深度多在1200~4000m之間, 開(kāi)發(fā)層位在800~1500m (第二熱儲層) 、1250~2500m (第三熱儲層) 和1900~2850m (第四熱儲層) 等三個(gè)層位的熱水, 其中開(kāi)采量最大的在水量豐富、水溫較高的第三熱儲層中的熱水。西安城區開(kāi)采最深的地熱井在3000~4000m。熱水井的水溫多在52~113℃。

在西安大興新區三民村，通過(guò)污水處理廠(chǎng)的排放水（再生水），為該地區200萬(wàn)平方米建筑物供熱，西安大興新區三民村再生水源熱泵集中供熱（冷）項目于2016年全面建成，截止2020-2021年度供熱季，實(shí)際供熱面積160萬(wàn)平方米。再生水源熱泵集中供熱（冷）項目實(shí)現了熱源穩定，供熱效果良好，居民使用滿(mǎn)意度高。

項目方案

（一）污水源引退水工藝流程

污水源引退水方案為：取水口→引流水井→蓄水穩流池→過(guò)濾器→水源側直流泵→污水換熱器→出流水井→退水口。

工程實(shí)施中存在254米的過(guò)路頂管施工，頂管機采用適用于各種軟土地質(zhì)的泥水平衡式頂管機頂進(jìn)施工。

根據污水流量波動(dòng)值確定蓄水穩流池的容積；根據再生水水質(zhì)特點(diǎn)對引退水管路進(jìn)行水力計算，確定管道的口徑尺寸。

對于該工程，污水源熱泵系統采用間接連接方式，污水在污水換熱器處換完熱量后直接排走，熱泵主機采用普通的熱泵機組?，F接入末端均為地板輻射供暖末端，選擇熱源的供回水溫度為45/40℃。另外，根據項目建筑空間分布、冷熱負荷特點(diǎn)、熱泵主機市場(chǎng)上最大容量等條件，最終確定采用一級分散式系統形式，即集中建設一套提升泵站及蓄水穩流池，在各個(gè)用熱小區分別建設多個(gè)熱泵機房，污水側輸配水管網(wǎng)為一套系統，熱泵機房?jì)绕渌O備各自承擔各片區內的負荷。

效益分析

（一）經(jīng)濟效益

（1）項目投資：項目投資費用總和為1.90億元，總的投資費用指標為95.10元/㎡。

（2）投資增量回收：采用污水源熱泵系統供暖，較傳統方式的投資增量的靜態(tài)回收年限為4.59年。

（3）財務(wù)評價(jià)：項目投資財務(wù)內部收益率（稅后）為8.64％，財務(wù)凈現值（ic＝8％）800.02萬(wàn)元，總投資收益率為9.76％。

（二）環(huán)保效益

本項目采用的是國家極力倡導的節能減排新技術(shù)，項目達產(chǎn)后，相比較傳統的采暖系統可以年節約標煤8300余噸，減少二氧化碳排放20700余噸，二氧化硫排放120余噸，氮氧化合物120余噸，煙塵約80噸。

該項目的實(shí)施，對西安市的“治污減霾、保衛藍天”意義重大，可助力中國“碳達峰、碳中和”目標實(shí)現。

（三）社會(huì )效益

本項目是目前全球在運營(yíng)的單體規模最大的再生水（污水）源熱泵集中供暖項目，具有極大的示范意義。

地大熱能熱泵系統工程師認為：實(shí)現碳達峰、碳中和目標，對可再生能源充分利用是一個(gè)重點(diǎn)，包括一些新能源的利用，以及污水源、河水源的利用，這樣才有可能在局部地區實(shí)現低碳甚至是零碳引領(lǐng)。再生水集中供能等低碳技術(shù)的發(fā)展具有積極的示范意義。