[发明专利]一种综合利用城市周边热能的集中供热系统

说明书

技术领域

本发明涉及城市区域性热源集中供热系统，特别是一种综合利用城市周边热能的集中供 热系统。

背景概述

近年来，我国北方地区雾霾现象的发生越来越频繁、越来越严重，特别是采暖期以燃煤 锅炉为主要热源的城市，其燃煤排放的烟气，在城市近地面区域生成大量的细颗粒物，导致 季节性雾霾现象时有发生。此外，城市周边秋季农作物收割后，产生的大量秸秆，因无处消 化，大部分被直接焚烧，因而导致的大范围烟气污染，也是形成季节性雾霾的重要因素。

相关研究表明，控制冬季供暖煤炭消耗总量和调整供暖能源结构，是治理北方地区城市 秋冬季雾霾的关键所在，但需要解决以下几个问题：

第一，现阶段北方城市雾霾治理的主要方式是将污染源(燃煤供热锅炉)向城外转移。虽 然此方式对于降低城市内部大气污染的浓度、污染发生的几率，以及烟气污染物集中治理都 非常有利，但在经济上和规划上，需要解决长距离管网建设成本高和路径难的问题，技术上 需要解决现有一次管网输送能力低的问题。

第二，供暖期间区域性低温热能浪费严重。冬季，城市周边工业区产生的低温热能很难 被直接利用，大量工艺产生的废热被直接排放到大气中，造成了区域性热污染和极大的热能 浪费。而要把这种低温热能通过合理转化、输送到城市内部，亦受到长距离管网建设成本和 现有管网输送能力的限制。

第三，春秋季节城市周边秸秆无序焚烧产生的热能没有被有效利用。以长春市为例：2014 年秸秆产量约为1718.88万吨，其中约515.66万吨秸秆被直接焚烧，其产生的热能相当于 145.62万吨标煤，可供5547万㎡建筑采暖(约占长春市燃煤集中供热面积的46％)，造成了 极大的热能浪费。

发明内容

本发明目的在于提出一种综合利用城市周边热能的集中供热系统，该系统既能提高目前 传统集中供热系统的热网输送能力、增加供热面积，又可实现充分回收利用城市周边废弃的 热能，并起到改善环境的积极效果。

本发明一种综合利用城市周边热能的集中供热系统，包括热源厂、以热源厂一次管网供 水作为热源的为热用户二次管网供热的高温热源供热站，还包括以热源厂一次管网回水作为 热源的为另外热用户二次管网供热的低温热源供热站和热源厂一次管网回水末端的补热站；

所述低温热源供热站是以具有内置板式换热器的电驱动冷热联供热泵机组作为提温设 备，即，冷热联供热泵机组的冷凝侧为另外热用户二次管网供热，蒸发侧供水来自热源厂一 次管网回水、蒸发侧出水做为余热回收的低温工质再流回到热源厂一次管网回水；所述补热 站是对一次管网最终回水进行加热，以满足热源厂对回水温度的要求。

在热源厂一次管网回水干管上还设有工业余热回收站，即将城市周边其它工业余热作为 热源通过热交换设备对热源厂一次管网回水进行加热。

本发明供热系统的工作原理是：

首先将热源厂一次管网内的高温供水，作为高温热源，进入沿一次网供水管线布置的高 温热源供热站，通过水-水换热器加热二次管网内的循环水，为热用户供热；经过换热后的 一次网供水，均流入一次网回水干管，变成温度相对较低的一次网回水。

其次，在一次网回水干管沿线设置的低温热源供热站，通过站内电驱动的冷热联供热泵 机组吸取一次管网回水中的热量，加热二次网循环水，为热用户供热。

再次，经再降温后的一次网回水进入余热回收站，通过站内换热器，回收周边城市工业 产生的余热、废热，使一次网回水的温度得以提高。

最后，一次管网回水进入到补热站中,由补热站中的混合燃料锅炉，集中焚烧秸秆等生 物质燃料，将一次网回水温度进一步提高到热源厂要求的温度后，回到热源厂。

该回水经热源厂换热设备加热后，再次做为一次网供水，被送出热源厂，完成系统的一 次水力循环。

所述的高温热源供热站，主要设备为水—水换热器。其作用是将热源厂一次管网内的高 温供水，作为高温热源，进入沿一次网供水管线布置的高温热源供热站，通过水-水换热器 加热二次管网内的循环水，为热用户供热；经过换热后的一次网供水，均流入一次网回水管， 变成温度相对较低的一次网回水。

所述的低温热源供热站是用一次管网的回水作为热源，通过冷热联供热泵机组吸取一次 管网回水中的热量，加热二次网循环水，为热用户供热，同时将温度进一步降低的一次网回 水，做为冷源，向下游的所述余热回收站输送。