利用地热水提供卫生热水及冬季采暖初步方案.docx

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利用地热水提供卫生热水及冬季采暖初步方案

天津胜利宾馆

利用地热水冬季采暖夏季制冷工程技术方案

项目名称：

利用地热水冬季采暖夏季制冷工程

建设单位：

天津胜利宾馆

项目地点：

天津市塘沽

目录

1总论3

2设计基础条件3

3规范和标准及设计原则4

4节能系统概述4

5双良节能系统服务范围10

6双方责任和义务11

7性能保证和质保期11

8设计联络和资料交付12

9售后服务和培训13

10设备油漆、标志、包装和运输13

11设备监造与验收14

12施工“中交”、开车调试、验收15

13性能考核16

14工程实施初步计划16

15运行效益分析17

16、结论18

1总论

本项目是为了贯彻落实国家节约能源、保护环境的政策、建设资源节约型和环境友好型社会。

按照天津胜利宾馆有关节能减排有关文件精神的要求，实现公司可持续发展战略目标，利用地热水热量，实现宾馆3.3万m2冬季采暖供热夏季制冷需求，及日均102t/d卫生热水使用量（峰值120t/d）的需求，取代煤锅炉和电制冷，实现节能减排的目标。

天津胜利宾馆是滨海地区久负盛名的涉外四星级酒店。

坐落在滨海新区的塘沽，位于津塘公路1369号，东邻华北地区著名的洋货市场，北临中心北路海鲜一条街，周边设有大型购物商场，海河外滩公园等，临近天津经济技术开发区、保税区、天津港，距天津市区45公里，距轻轨和京津城际铁路仅有5分钟路程，由天津国际机场到达宾馆只需20分钟车程，交通十分便利。

宾馆的建筑面积达36000平米，使用面积33000平米，由主楼、西楼、胜利乐园、会议中心四部分建筑组成。

宾馆拥有客房400余套，客房床位627个，餐厅4个，餐位数1200个，商务客房会议设施面积21000平米，以及综合娱乐设施面积15000平米。

2设计基础条件

2.1系统安装地点

天津市塘沽

2.2气象条件

天津位于中纬度欧亚大陆东岸，主要受季风环流的支配，是东亚季风盛行的地区，属大陆性气候。

主要气候特征是，四季分明，春季多风，干旱少雨；夏季炎热，雨水集中；秋季气爽，冷暖适中；冬季寒冷，干燥少雪。

天津年平均气温在11.4~12.9°C，市区平均气温最高为12.9°C。

1月最冷，平均气温在-3~-5°C；7月最热，平均气温在26~27°C。

天津季风盛行，冬、春季风速最大，夏、秋季风速最小。

年平均风速为2~4米/秒，多为西南风。

天津平均无霜期为196~246天，最长无霜期为267天，最短无霜期为171天。

在四季中，冬季最长，有156~167天；夏季次之，有87~103天；春季56~61天；秋季最短，仅为50~56天。

天津年平均降水量为520~660毫米，降水日数为63~70天。

在地区分布上，山地多于平原，沿海多于内地。

在季节分布上，6、7、8三个月降水量占全年的75%左右。

天津日照时间较长，年日照时数为2500~2900小时。

2.3公用工程条件

2.3.1余热资源条件

天津胜利宾馆目前有57℃地热水110t/h。

2.3.2用户条件

天津胜利宾馆3.3万m2冬季采暖供热夏季制冷需求，及日均102t/d卫生热水使用量（峰值120t/d）。

3规范和标准及设计原则

中华人民共和国《能源法》；

国家发展改革委员会有关产业政策、节能政策和法规；

《采暖与通风空气调节设计规范》GB50019-2003

《建筑设计防火规范》GB50016-2006

《工业设计及管道绝热工程设计规范》GB50264-97

《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50253—1997

《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）

《城镇直埋供热管道工程技术规程》（GJJ/T81—1998）

《城镇供热管网工程施工及验收规范》（CJJ28-2004）

《建筑设计防火规范》GB50016-2006

4节能系统概述

4.1系统描述

本工程主要采用先进的热能回收转换系统技术，利用天然气作为驱动能源，回收天津胜利宾馆110t/h地热水热量，供胜利宾馆冬季采暖、夏季制冷及全年卫生热水需求。

4.2系统模式及运行方式

本系统承担3.3万m2冬季采暖供热夏季制冷需求，日均102t/d卫生热水使用量（峰值120t/d）需求，用户侧热负荷需求2.65MW，冷负荷1.68MW。

能源需求量计算：

冬季3.3万m2采暖面积，采暖负荷80W/m2，夏季3.3万m2供冷面积，制冷满负荷为同时开一台280冷吨和一台200冷吨制冷机，卫生热水峰值120t/d，从15℃加热到40℃，高峰值约4小时。

采暖满负荷功率为：

3.3×104×80=2.65MW

制冷满负荷功率为：

（280+200）×3.5=1.68MW

卫生热水负荷功率为：

（40-15）×120÷4×1.163=0.87MW

根据近年实际运行数据，发现峰值用煤量为16.86t/d，按5000大卡/kg,锅炉效率82%计算，原系统峰值负荷为3.47MW，可见冬季最高负荷时就是采暖与卫生热水同时达到最高负荷值。

方案一：

采用采暖负荷为2.65MW水源热泵一台，两台1.75MW天然气锅炉和一台1.68MW离心式制冷机作备用，可满足夏季制冷需求及冬季采暖需求。

备用说明：

如果热泵或地热水出现问题，冬季需打开2台天然气锅炉，夏季打开一台离心机。

方案二：

采用采暖负荷为2.65MW溴化锂热泵一台，两台1.35MW天然气锅炉和一台1.68MW离心式制冷机作备用，可满足夏季制冷需求及冬季采暖需求。

（以下以此方案设计）

备用说明：

如果热泵出现问题，冬季需打开2台天然气锅炉，夏季打开一台离心机。

如果地热水出现问题，冬季只需打开一台天然气锅炉，夏季不用打开离心机。

运行方式：

冬季热网采用分阶段改变流量的质调节方式，即热水管网整个供暖期内分阶段变流量。

将整个采暖期按室外温度分为三个阶段：

初寒期或末寒期、寒冷期和严寒期。

对不同的阶段采取不同的运行流量，同时每个阶段内根据室外温度高低来调节热水管网的供水温度就可以满足供热要求。

当在某个阶段运行时，调节供热循环水流量不变，通过调节供水温度来改变其供热量，维持室内温度不变。

夏季冷负荷调节与冬季采暖负荷调节相同。

4.3系统主要设备

4.3.1吸收式热泵

冬季利用9227大卡/Nm³天然气作为驱动热源

吸收57℃地热水热量

将采暖水加热到75℃

夏季直接制冷

4.3.2热网循环泵

利用原供热、制冷系统管网。

4.3.3热网补水泵及水处理设施

热网补水利用原补水系统，原补水系统压力可满足该系统补水需求

4.3.4循环冷却水泵

本项目进入热泵的循环水利用原制冷系统循环水，热泵机组循环水管路系统压力降8mH2O，利用原系统循环水泵可以满足本项目循环水系统的需要。

4.3.5换热设备

本系统需要新增换热量870KW的板式换热器，材质为316L。

4.4电气

4.4.1用电负荷

本系统核心设备电负荷不超过10KW。

4.5自控及仪表

4.5.1控制方式

本期技改工程采取机房远程控制和就地控制两种方式，在调试、通讯故障阶段采取就地控制，正常运行时采取机房远程控制或集控室集中监控。

4.5.2自动化水平

（1）、本期技改工程机房采用DCS控制，DCS机柜就近布置在机房电子设备间内。

（2）、本期技改工程自动化水平达到：

运行人员在少量现场巡检人员的配合下，在系统控制室通过DCS系统操作员站进行监视和操作，实现对系统的启、停控制、正常运行的监视和调整以及系统异常和事故工况的处理。

（3）、DCS控制系统通过双网冗余铠装光缆完成与余热回收系统的无缝联接。

4.5.3自动化设备选型原则

变送器、导波雷达液位计等选用进口优质产品。

流量计、热电阻、热电偶、就地温度计、就地压力表等选用优质产品。

4.6建筑和结构

4.6.1设计原则

本项目建筑设计力求技术先进、经济合理、切实可行；设计时应根据工艺流程使平面布局紧凑合理、人流物流顺畅，立面造形结合结构形式，尽可能使厂房经济美观，并根据材料材质及色彩选择等着力表现现代化企业的理念和文化，突出时代感，体现胜利宾馆的企业形象。

4.6.2主要建筑物和构筑物

原有锅炉机房可以满足本节能改造项目要求。

4.7管道热补偿及保温防腐

架空管道的保温材料可采用保温性能较好的硅酸铝纤维毡或超细玻璃棉类，直埋管道的保温材料采用聚氨酯硬质泡沫塑料。

架空的管道及其附件上均刷油性红丹防锈漆二道，保护层外刷醇酸树脂磁漆三道。

4.8安全、消防、环保及工业卫生

4.8.1职业安全

本项目利用第一类吸收式热泵回收地热水余热，它是在高温热源的驱动下，提取地热水热能，输出采暖热水和制冷冷水。

工质对无毒，无臭，有利于满足环保要求；热泵在真空状态下进行，无高压爆炸危险；具有节能、环保效益，符合国家有关能源利用方面的产业政策，也是国家重点推广的高新技术之一。

4.8.2消防系统

本项目生产类别为丁类，建筑物耐火等级为二级，根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006可不设室内消火栓。

室外消火栓水量为15L/s。

室外消火栓规格为SN100/65地下式消火栓，设有DN100和DN65接口各一个，消火栓井盖选用保温井盖室外消火栓间隔80米设置一个。

室外消火栓系统与生产、生活给水系统共用。

为了便于使用，室外消火栓上方设置标志。

本建筑灭火器系统按轻危险级设计，A类火灾设防,选用磷酸铵盐干粉灭火器，生产装置区域型号为FMABC/3，灭火器放置在消火柜内

4.8.3环保

利用地热水余热供热完全符合当前国家关于节能减排的方针政策，同时满足当前对“清洁高效”能源的迫切需求。

4.8.4卫生

本项目在设计中认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，安全卫生设施严格执行“三同时”制度，确保企业生产安全，保证人民的生命财产的安全。

具体的防治措施如下：

（1）、机房、管线总平面布局在满足生产工艺流程、操作要求、使用功能需要和消防、环保要求的同时，主要从风向、安全防火距离、交通运输安全和各类作业、物料的危险、危害性出发，在平面布置方面采取相应安全措施。

（2）、主要噪声源符合《工业企业厂界噪声标准》、《工业企业噪声控制设计规范》、《工业企业设计卫生标准》等的要求，噪声源远离厂内外要求安静的区域，相对集中布置；高噪声厂房周围布置对噪声非敏感设施（如辅助车间、仓库、堆场等）；交通干线应与管理区、生活区保持适当距离。

（3）、为了满足采光、避免西晒和自然通风的需要，建筑物的采光按照《工业企业采光设计标准》和《工业企业设计卫生标准》的要求设计。

建筑物的间距满足采光、通风和消防要求。

4.9总图布置

4.9.1设计原则

（1）、满足生产工艺要求，保证生产作业线连续短捷、方便；

（2）、合理利用和节约用地；

（3）、尽量缩短运输距离和管线长度；

（4）、利用风向减少相互干扰，改善环境；

（5）、满足场地和设施位置选择相互关系、以及各种防护距离的要求。

4.9.2总平面布置

具体平面布置图需详细设计后才能出。

4.9.3竖向设计和场地排水

（1）、设计原则

①满足生产工艺流程的需要，合理确定建、构筑物与道路标高，保证生产运输的连续性和装卸作业对高称的要求；

②场地排水顺畅；

③尽量减少土石方工程量。

（2）、竖向布置形式及场地排水

竖向总体采用平坡式系统布置，道路、场地排水采用自然排水方式

5双良节能系统服务范围

5.1设计范围及交接点

双良节能系统股份有限公司负责设计并提供本项目地热水余热回收利用系统总包工程的全部设备材料，包括且不限于下列分项：

（1）主要设备及辅助设备部分。

（2）系统（界区）内所有仪表控制部分（交接点为机房控制中心电控柜接线端子，建设单位如果需要将机房内的运行信号上传到DCS，机房控制柜到DCS系统之间的电缆线等材料由建设单位负责提供）

（3）系统（界区）内所有电气部分（交接点为机房配电柜总进线开关，机房内部配电接线等由建设单位负责）

（4）系统（界区）内所有设备布置及管道配制（采暖热水管道交接点为供热水及回水管道出机房外墙一米处）

（5）系统（界区）内所有安装材料（地脚螺栓、特殊工具等）。

（6）备品备件（随机备品备件、两年易损备品备件清单和价格）。

5.2系统界区范围

从接收来自外部管网送回的采暖热水回水（制冷冷水回水）、接收来自储水罐的地热水经本节能技术改造系统降温后回灌及接收建设单位提供的公用工程（天然气、电源等），以及送出75℃热水出机房的所有流程系统，进出系统均为单母管连接。

系统界区图如下：

6双方责任和义务

6.1建设单位的责任和义务

1）负责界区内四通一平，提供施工临设、仓库场地、水电气等。

2）电源接至界区内配电盘。

3）DCS信号、控制电源接至界区内控制盘。

4）负责提供设计基础资料，并对其准确性负责。

如有变更，请提前以书面形式通知总承包方。

5）工艺和公用工程管道接至界区。

6）给排水、消防设施、静电接地、通讯对讲等由建设单位提供。

7）负责组织施工图审查。

8）协助乙方办理有关工程的政府部门申报审查。

9）对乙方提供的技术资料负有保密责任。

10）协助乙方调试设备。

11）提供系统吹扫、试压、联动试车的介质和水电气等。

12）DCS的组态。

13）负责界区内的土建部分设计、施工。

6.2总承包方的责任和义务

1）提供系统的详细技术方案，负责界区内的详细工程设计（土建部分除外）。

（工艺流程、布置、设备、管道、自控、电气、消防、给排水等等。

）

2）负责界区内的全部设备和材料的制造/供货、施工安装、调试、开车服务（土建工程、供电电缆和DCS/仪表的信号电缆由建设单位负责）。

3）提供技术服务，免费培训操作人员。

4）如需要，可提供无线远程监控服务。

7性能保证和质保期

7.1性能保证

本系统为地热水余热回收利用系统。

按地热水流量和温差进行设备设计，尽可能地有效利用低温热源，降低供热能耗。

除了保证全年24小时卫生热水外，还可供3.3万m2冬季采暖夏季制冷需求，如果地热水断水，夏季不影响制冷。

总承包方在系统设备供货界区的所有接口处配带配对法兰及其垫片、紧固件。

其与用户管道连接侧法兰均采用HG20592-97系列公制标准法兰。

系统设备的铭牌和转向箭头采用不锈钢制造，并且位于易观察处。

总承包方提供的系统设备具备结构合理、选用材料适当、运转平衡性能良好、振动小、噪声低、密封性能好及易损件寿命长等特点。

成套设备的所有材料满足输送介质的要求。

7.2质保期

本项目地热水热回收利用系统（不包括易损件）的保证期为设备到货后二年内或设备安装正常运转后18个月内（以先到日期为准）。

其中余热回收设备、热网（冷网）循环水泵以及集中控制系统等主要部件在保修期内，确因设计和制造不良而损坏或不能正常工作时，总承包方应免费修理或更换。

8设计联络和资料交付

8.1技术联络会

在合同签订30天内，总承包方提供：

系统带控制点工艺流程图、系统平面布置图、土建基础条件图、主要设备外形尺寸图、预埋条件图、电控原理图、电缆预埋图、水道专业条件图、电力专业条件图等满足工程设计的相关技术文件。

建设单位在收到图纸一周内举行技术联络会。

8.2资料的交付

8.2.1设计资料的交付

本工程总承包合同签订后，总承包方应在设计条件满足的条件下60天内向买方提供工程设计施工图纸和相关技术资料2份（含CAD电子版）

8.2.2设备资料的交付

本工程总承包合同签订后30天内，总承包方提供：

系统带控制点工艺流程图、系统平面布置图、土建基础条件图、主要设备外形尺寸图、预埋条件图、电控原理图、电缆预埋图、水道专业条件图、电力专业条件图等相关技术文件。

9售后服务和培训

9.1售后服务

双良公司在全国设有13个分公司、90个办事处。

这些机构除开展售前服务外，另一个更重要内容是为每个双良用户提供便捷的售后服务。

双良公司在当地设有办事处和配件仓库，并常年驻有维修工程师，负责当地的售后服务工作。

在售后服务方面，双良公司所坚持的原则是先解决问题，后分析责任，把用户的损失减少到最低程度。

分析责任的根本用意不在于经济问题，而在于分析问题，总结经验，提高加工制造的质量或运行，维护质量，使双良产品为每位用户提供高效的服务。

卖方承诺在接到买方通知后在4小时内赶到用户现场。

9.2技术培训

1）免费对建设单位的技术人员和维修人员进行操作和维护保养方面的培训，培训内容包括操作和安全保护措施。

2）总承包方将派专业人员参与安装过程。

3）总承包方之售后服务内容涵盖工程技术配合、指导安装调试、操作人员培训、设备维护保养、定期例行检查等工作，过程贯穿技术准备，工程实施与长期维护使用等各阶段，力求提供最完美而又自始至终的服务。

9.3备品备件的供应

质保期内非人为因素故障免费更换或维修，质保期满后备品备件的更换或维修只收材料费，正是由于双良公司拥有完备的售后服务网络，用户得到这方面的服务是相当便捷的，只需打一个电话即可。

为此双良获得“全国名优产品售后服务最佳企业”的称号。

10设备油漆、标志、包装和运输

10.1包装说明

10.1.1系统设备均采用标准保护措施进行包装，使包装适应于远距离运输、防潮、防震、防锈和防粗暴装卸，以保证产品安全无损运抵现场。

避免包装不善所引起的产品锈蚀、损坏和损失。

10.1.2每件包装箱内附有一份详细装箱单和质量合格证。

10.2运输说明

10.2.1根据外形图记载的搬运重量，决定搬运用吊装机械的起吊能力。

10.2.2搬运时，水平吊起、吊落。

10.2.3绝对避免与周围物体接触或碰撞。

10.2.4特别是系统附属许多的小配管、仪器，请注意不要碰撞受损。

10.2.5分体搬运时，先搬运设置在后面离入口远的部分。

10.3需要建设单位的配合工作内容包括：

完成装置就位时基础的制作；装置以及系统中配管部分的完成；系统中配线的完成等。

10.4油漆

10.4.1涂漆前应去除所有的灰尘、锈斑、油污及其它附着物。

10.4.2除非另有说明，系统设备的涂漆的类型和颜色按制造厂标准执行。

10.5标志

10.5.1所有分散装运的附件和材料均应带有适当的标牌或做出标记。

10.5.2所有可拆卸的部件都应做出相应的配合标记。

10.5.3转向标志：

运转部件的旋转方向应用结构牢固而凸起的红色箭头在显眼处表示。

11设备监造与验收

11.1监造

11.1.1设备在制造过程中，建设单位认为必要时可对设备、工艺、质量、生产流程进行监造。

卖方有配合监造的义务，在监造中及时提供相应资料和标准，并不由此而发生任何费用。

11.1.2监造代表在监造中如发现设备和材料存在质量问题或不符合本规定的标记或包装要求时,有权提出意见并暂不予以签字,卖方须采取相应改进措施,以保证交货应量。

无论监造代表是否要求和是否知道,卖方均有义务主动及时地向其提供合同设备制造过程中出现的较大的质量缺陷和问题,不得隐瞒,擅自处理。

11.2工厂检验与现场开箱检验

系统设备到达施工现场后，建设单位将邀请总承包方派代表共同按合同、装箱单等有关文件进行开箱检验。

双方代表共同作好开箱检验纪录。

如有锈蚀、残缺、破损等情况，需要及时分析原因，落实赔偿（补齐）事宜。

如出现与合同不符的情况，卖方有义务按合同规定执行。

检验内容为：

主机、辅机、配套装置、主要零部件、备件、工具等的型号、规格、数量、外观质量，以及技术文件（资料）和图纸等。

12施工“中交”、开车调试、验收

12.1总承包方要按建设单位规定时间派有经验的工程师到买方现场指导安装。

12.2系统安装完后好后，总承包方服务人员根据工艺文件的规定对装置进行各项检验、试压，检验试压合格后建设单位协助总承包方人员向装置加入工质溶液和润滑油（脂）。

12.3各项准备工作完成后，总承包方技术人员负责进行装置的单机调试。

12.4单机调试合格后，总承包方人员和建设单位额人员一并进行装置的试车、调试。

并按照技术指标进行测试，其中包括：

a、装置设计工况供热量的测试；b、装置各项参数的测试；c、装置的安全测试（温度、绝缘、气动、故障等）。

12.5装置经连续运行72小时，测试各项技术指标是否合格。

12.6现场测试、调试完成后，双方在测试报告上签字认可。

如在测试过程中，发现任何不符技术附件中的技术要求，总承包方应在二周内免费维修或更换合同设备相应不合格不分，以确保合同设备的性能达到要求。

测试过程中，建设单位对装置、配件的性能、质量如有疑问，有权选择双方认可的第三方，授权其按相关技术规格要求和标准检测装置性能和质量，测试结果由双方认可。

如测试结果符合技术和质量要求，建设单位承担因此引起的一切费用，否则总承包方承担。

12.7测试合格后，总承包方人员与建设单位办理交付手续，同时移交全部相应技术资料及文件。

但要保证培训总承包方人员能独立操作、维护、维修。

13性能考核

若采用二台热泵方案，总承包单位对地热水余热回收利用系统总包工程作出以下保证：

1）本技术改造工程实施后，在设计条件下，完全满足胜利宾馆3.3万㎡冬季采暖供热、夏季空调供冷，并提供24小时卫生热水。

额定供热量：

2.65MW，额定供冷量1.68MW，卫生热水额定负荷0.87MW。

详细考核办法需编制技术协议。

2）在完成工程的试运行后的适当时候，应进行72小时的连续运行，即性能考核试验。

在此期间，按规定的时间间隔，以标准的测试和记录方式，连续测试和记录上述说规定的运行参数。

在72小时的连续运行结束后，以标准的计算方法计算平均值，如所有平均值达到或超过上述所规定数据，则考核试验通过；否则视为未通过。

14工程实施初步计划

14.1工程总体进度表

工程进度

4月

5月

6月

7月

施工图设计

主设备制造

辅助设备采购

主设备安装

辅助设备安装

施工“中交”

开车调试

系统验收

14.2项目组织机构

15运行效益分析

15.1投资估算

设备投资估计350万元。

（包括热泵和换热器，如果需总包则建安费及其他费另算）。

15.2技术经济分析

运行能源费用分析（天然气按3.4元/m3，电按1.1元/KWH,全年制冷4个月，供热4个月，由于是宾馆，白天开得少，晚上开得多，供冷供热负荷按70%计算）

方案一：

采用电热泵冬季采暖夏季制冷，由于出水温度75℃，按电热泵夏季COP5，冬季COP3计算，每年需要电量：

供热小时数×供热负荷率×供热量÷热泵供热COP+制冷小时数×制冷负荷率×制冷量÷热泵制冷效率=总耗电量（KWH/年）

2880×0.7×2650÷3+2880×0.7×1680÷5=245.8万KWH

电力成本

245.8×1.1=270.4万元

方案二：

采用溴化锂热泵冬季采暖夏季制冷，按溴化锂热泵夏季COP1.4，冬季COP1.8计算，每年需要消耗天然气量：

供热小时数×供热负荷率×供热量÷热泵供热COP÷11.63÷天然气热值+制冷小时数×制冷负荷率×制冷量÷热泵制冷COP÷11.63÷天然气热值=总耗天然气量（万Nm3/年）

2880×0.7×2650÷1.8÷11.63÷9227+2880×0.7×1680÷1.4÷11.63÷9227=50.2万Nm3

天然气成本

50.2×3.4=170.7万元

溴化锂热泵电力消耗：

2880×2×10=5.76万KWH

电力成本

5.76×1.1=6.34