CN114754402A - 一种用于高寒地区污水处理厂热电联产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了热电联产技术领域的一种用于高寒地区污水处理厂热电联产系统，包括污水处理厂、初级截污装置、污水提升泵组、污水源热泵机组一、污水源热泵机组二、管道冲击式水轮发电机组、用户侧循环水泵组、自来水补水装置、用户侧供回水、闸阀一、闸阀二、闸阀三、闸阀四、闸阀五；本发明主要用在污水处理厂原有的污水排水主干线出口，增加一个热电联产系统装置的旁路排水管线，利用污水处理厂的污水，通过污水源热泵，将污水中的丰富热量资源作为冷热源，进行能量转换成供暖系统，并且在旁路排水管线上安装管道冲击式水轮发电机组，从而实现了在污水处理厂排水管线热电联产的目的。
Description
技术领域
本发明涉及热电联产技术领域，具体涉及一种用于高寒地区污水处理厂热电联产系统。
背景技术
污水处理厂也称废水处理厂，设在工厂的常称处理站，出水放入城市排水管道时，处理站实际上是一种预处理设施。污水处理厂是由多个单元过程组成的复杂系统，各单元过程的费用和效率互相联系、互相影响，并最终决定整个系统的费用和效率。冷热电联产是一种建立在能量梯级利用概念基础上，将(包括供暖和供热水)及发电过程一体化的总能系统。其最大的特点就是对不同品质的能量进行梯级利用，温度比较高的、具有较大可用能的热能用来被发电，而温度比较低的低品位热能则被用来供热或是制冷。这样做不仅提高了能源的利用效率，而且减少了碳化物和有害气体的排放，具有良好的经济效益和社会效益。冷热电联产系统在科学用能和能的梯级利用原理指导下，可以实现能源的更高效利用，完全符合建设节约型社会的要求，是解决我国能源与环境问题的重要技术途径，是构建新一代能源系统的关键技术。传统的方案不便于针对高寒地区污水处理厂热电联产系统，不便于实现在污水处理厂排水管线热电联产。
因此，亟需设计一种用于高寒地区污水处理厂热电联产系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于高寒地区污水处理厂热电联产系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于高寒地区污水处理厂热电联产系统，包括污水处理厂、初级截污装置、污水提升泵组、污水源热泵机组一、污水源热泵机组二、管道冲击式水轮发电机组、用户侧循环水泵组、自来水补水装置、用户侧供回水、闸阀一、闸阀二、闸阀三、闸阀四、闸阀五，所述污水处理厂通过管线与初级截污装置连接，所述初级截污装置通过管线与污水提升泵组连接，所述污水提升泵组通过管线与污水源热泵机组一、污水源热泵机组二连接，所述污水源热泵机组一、污水源热泵机组二通过管线与管道冲击式水轮发电机组连接，所述管道冲击式水轮发电机组与污水厂原排水主干线出口连接，所述用户侧供回水通过管线与污水源热泵机组一、污水源热泵机组二连接，所述自来水补水装置通过管线与用户侧供回水连接。
进一步的，上述用于高寒地区污水处理厂热电联产系统中，所述污水处理厂的污水厂原排水主干线上设置有闸阀一，所述污水处理厂、初级截污装置的管线上设置有闸阀二，所述污水提升泵组和污水源热泵机组一、污水源热泵机组二的共同管线上设置有闸阀三，所述管道冲击式水轮发电机组和污水源热泵机组一、污水源热泵机组二的共同管线上设置有闸阀四，所述管道冲击式水轮发电机组和污水厂原排水主干线的管线上连接有闸阀五。
进一步的，上述用于高寒地区污水处理厂热电联产系统中，所述污水源热泵机组一和污水源热泵机组二均设置有蒸发器和冷凝器。
进一步的，上述用于高寒地区污水处理厂热电联产系统中，所述管道冲击式水轮发电机组设置有水轮、发电机、励磁调节器、充电电路、供电电路、用电负荷。
进一步的，上述用于高寒地区污水处理厂热电联产系统中，所述自来水补水装置包括补水箱、水表、止回阀。
进一步的，上述用于高寒地区污水处理厂热电联产系统中，所述用户侧供回水包括分水器、集水器、比例调节阀。
一种用于高寒地区污水处理厂热电联产系统的使用方法，包括以下步骤：
S1：关闭污水处理厂排水主干线闸阀一，开启闸阀二、闸阀三、闸阀四、闸阀五；
S2：开启初级截污装置、污水提升泵组、管道冲击式水轮发电机组，驱动发电机发电，并将发出的电，就近自用或并入到三百八十伏国家电网，减少使用市电，节约电费；
S3：当管道冲击式水轮发电机组发生故障时，自动开启污水厂原排水主干线闸阀一，同时关闭旁路排水管线上的闸阀三，可自动平稳地切换污水厂原排水主干线的排水，保证排水系统不受影响；
S4：开启污水源热泵机组一和污水源热泵机组二，借助污水源热泵压缩机系统，消耗少量电能；
S5：开启用户侧循环水泵组、自来水补水装置、用户侧供回水，可实现系统供热目的。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明主要用在污水处理厂原有的污水排水主干线出口，增加一个热电联产系统装置的旁路排水管线，利用污水处理厂的污水，通过污水源热泵，将污水中的丰富热量资源作为冷热源，进行能量转换成供暖系统，并且在旁路排水管线上安装管道冲击式水轮发电机组，从而实现了在污水处理厂排水管线热电联产的目的；环保效益显著，高效节能，运行稳定可靠，污水的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，是很好的热泵热源，水体温度较恒定的特性，使得源热泵机组运行更可靠、稳定，也可保证系统散热性和经济性，不存在空气源热泵冬季除霜等难点问题，相较于传统方案一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明系统结构示意图；
图2为本发明系统结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-污水处理厂，2-初级截污装置，3-污水提升泵组，4-污水源热泵机组一，5-污水源热泵机组二，6-管道冲击式水轮发电机组，7-用户侧循环水泵组，8-自来水补水装置，9-用户侧供回水，10-闸阀一，11-闸阀二，12-闸阀三，13-闸阀四，14-闸阀五。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种用于高寒地区污水处理厂热电联产系统，包括污水处理厂1、初级截污装置2、污水提升泵组3、污水源热泵机组一4、污水源热泵机组二5、管道冲击式水轮发电机组6、用户侧循环水泵组7、自来水补水装置8、用户侧供回水9、闸阀一10、闸阀二11、闸阀三12、闸阀四13、闸阀五14，污水处理厂1通过管线与初级截污装置2连接，初级截污装置2通过管线与污水提升泵组3连接，污水提升泵组3通过管线与污水源热泵机组一4、污水源热泵机组二5连接，污水源热泵机组一4、污水源热泵机组二5通过管线与管道冲击式水轮发电机组6连接，管道冲击式水轮发电机组6与污水厂原排水主干线出口连接，用户侧供回水9通过管线与污水源热泵机组一4、污水源热泵机组二5连接，自来水补水装置8通过管线与用户侧供回水9连接。污水处理厂1的污水厂原排水主干线上设置有闸阀一10，污水处理厂1、初级截污装置2的管线上设置有闸阀二11，污水提升泵组3和污水源热泵机组一4、污水源热泵机组二5的共同管线上设置有闸阀三12，管道冲击式水轮发电机组6和污水源热泵机组一4、污水源热泵机组二5的共同管线上设置有闸阀四13，管道冲击式水轮发电机组6和污水厂原排水主干线的管线上连接有闸阀五14。
污水源热泵机组一4和污水源热泵机组二5均设置有蒸发器和冷凝器；管道冲击式水轮发电机组6设置有水轮、发电机、励磁调节器、充电电路、供电电路、用电负荷；自来水补水装置8包括补水箱、水表、止回阀；用户侧供回水9包括分水器、集水器、比例调节阀。
一种用于高寒地区污水处理厂热电联产系统的使用方法，包括以下步骤：
S1：关闭污水处理厂排水主干线闸阀一10，开启闸阀二11、闸阀三12、闸阀四13、闸阀五14；
S2：开启初级截污装置2、污水提升泵组3、管道冲击式水轮发电机组6，驱动发电机发电，并将发出的电，就近自用或并入到三百八十伏国家电网，减少使用市电，节约电费；
S3：当管道冲击式水轮发电机组6发生故障时，自动开启污水厂原排水主干线闸阀一10，同时关闭旁路排水管线上的闸阀三12，可自动平稳地切换污水厂原排水主干线的排水，保证排水系统不受影响；系统运行平稳可靠、完全保持原系统畅通排水；
S4：开启污水源热泵机组一4和污水源热泵机组二5，借助污水源热泵压缩机系统，消耗少量电能；在冬季可存于污水中的低位热能“提取”出来，为用户供热；
S5：开启用户侧循环水泵组7、自来水补水装置8、用户侧供回水9，可实现系统供热目的。
本方案主要用在污水处理厂原有的污水排水主干线出口，增加一个热电联产系统装置的旁路排水管线。在污水厂原排水主干线上增加了设置排水闸阀一(10)，在旁路排水管线上设置了闸阀二(11)、闸阀三(12)、闸阀四(13)、闸阀五(14)。在通常情况下，设备需要热电联产时，闸阀一(10)是处于关闭状态，闸阀一(10)有两个作用，一是当热电联产系统装置进行检修时，关闭旁路排水管线上闸阀二(11)、闸阀五(14)，打开污水厂原排水主干线上闸阀一(10)，另一个就是通过调节污水厂原排水主干线上闸阀一(10)大小，可调节旁路排水管线上水流速度及排水的流量，从而调节制热量及发电量的多与少作用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种用于高寒地区污水处理厂热电联产系统，包括污水处理厂(1)、初级截污装置(2)、污水提升泵组(3)、污水源热泵机组一(4)、污水源热泵机组二(5)、管道冲击式水轮发电机组(6)、用户侧循环水泵组(7)、自来水补水装置(8)、用户侧供回水(9)、闸阀一(10)、闸阀二(11)、闸阀三(12)、闸阀四(13)、闸阀五(14)，其特征在于：所述污水处理厂(1)通过管线与初级截污装置(2)连接，所述初级截污装置(2)通过管线与污水提升泵组(3)连接，所述污水提升泵组(3)通过管线与污水源热泵机组一(4)、污水源热泵机组二(5)连接，所述污水源热泵机组一(4)、污水源热泵机组二(5)通过管线与管道冲击式水轮发电机组(6)连接，所述管道冲击式水轮发电机组(6)与污水厂原排水主干线出口连接，所述用户侧供回水(9)通过管线与污水源热泵机组一(4)、污水源热泵机组二(5)连接，所述自来水补水装置(8)通过管线与用户侧供回水(9)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于高寒地区污水处理厂热电联产系统，其特征在于：所述污水处理厂(1)的污水厂原排水主干线上设置有闸阀一(10)，所述污水处理厂(1)、初级截污装置(2)的管线上设置有闸阀二(11)，所述污水提升泵组(3)和污水源热泵机组一(4)、污水源热泵机组二(5)的共同管线上设置有闸阀三(12)，所述管道冲击式水轮发电机组(6)和污水源热泵机组一(4)、污水源热泵机组二(5)的共同管线上设置有闸阀四(13)，所述管道冲击式水轮发电机组(6)和污水厂原排水主干线的管线上连接有闸阀五(14)。
3.根据权利要求1所述的一种用于高寒地区污水处理厂热电联产系统，其特征在于：所述污水源热泵机组一(4)和污水源热泵机组二(5)均设置有蒸发器和冷凝器。
4.根据权利要求1所述的一种用于高寒地区污水处理厂热电联产系统，其特征在于：所述管道冲击式水轮发电机组(6)设置有水轮、发电机、励磁调节器、充电电路、供电电路、用电负荷。
5.根据权利要求1所述的一种用于高寒地区污水处理厂热电联产系统，其特征在于：所述自来水补水装置(8)包括补水箱、水表、止回阀。
6.根据权利要求1所述的一种用于高寒地区污水处理厂热电联产系统，其特征在于：所述用户侧供回水(9)包括分水器、集水器、比例调节阀。
7.根据权利要求1所述的一种用于高寒地区污水处理厂热电联产系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：关闭污水处理厂排水主干线闸阀一(10)，开启闸阀二(11)、闸阀三(12)、闸阀四(13)、闸阀五(14)；
S2：开启初级截污装置(2)、污水提升泵组(3)、管道冲击式水轮发电机组(6)，驱动发电机发电，并将发出的电，就近自用或并入到三百八十伏国家电网，减少使用市电，节约电费；
S3：当管道冲击式水轮发电机组(6)发生故障时，自动开启污水厂原排水主干线闸阀一(10)，同时关闭旁路排水管线上的闸阀三(12)，可自动平稳地切换污水厂原排水主干线的排水，保证排水系统不受影响；
S4：开启污水源热泵机组一(4)和污水源热泵机组二(5)，借助污水源热泵压缩机系统，消耗少量电能；
S5：开启用户侧循环水泵组(7)、自来水补水装置(8)、用户侧供回水(9)，可实现系统供热目的。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220715 |