热力发电站冷却水余热应用于水产养殖和尾水处理的方法

摘要

本发明公开了一种热力发电站冷却水余热应用于水产养殖和尾水处理的方法，如果发电站冷却水系统出水温度达到设定温度，将发电站冷却水系统出水的部分或全部进入调温水池；如果未达到设定温度，将发电站冷却水系统出水的部分或全部排入热泵系统提出热量调控调温水池的水温；如果尾水生化处理区和生态养殖处理区水体温度未达到设定温度，将发电站冷却水系统出水的一部分排入尾水生化处理区和生态养殖区调控尾水的水温。本发明利用热力发电站冷却余热用于水产养殖以及尾水处理系统水温调节，提高了养殖系统以及尾水处理系统的整体效率，同时达到了能源综合循环利用的目的，并能够有效减轻发电厂冷却水排放对海洋的热污染。

说明书

技术领域

本发明涉及一种热能综合利用方法，具体涉及一种热力发电站冷却水余热应用于水产养殖和养殖尾水处理的方法。

背景技术

在沿江河湖海地区，热力发电站为冷却其发电机组通常采用抽取江河湖海等自然水系的水对发电机组进行冷却。低温自然水因通过冷却水系统后吸收大量热量温度上升，升温后的冷却高温水排放至自然水系，升温后的冷却水直接排放至自然水系不仅造成能源浪费，而且造成自然水系的热污染。另一方面，在渔业发达的沿江河湖海地区，冬季水产养殖需要大量热能调节养殖水温，保障养殖水生物的快速生长。同时由于环保对养殖尾水的排放指标有强制要求，需要对养殖尾水进行处理，目前在冬季由于气温较低尾水处理系统水温度也较低，系统消化菌群无法更好发挥其功能，尾水难以处理达到排放标准。目前多采用锅炉、热泵等加热方式为水产养殖系统提供热能，耗能巨大，不利于节能环保和减碳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种热力发电站冷却水余热应用于水产养殖和尾水处理的方法，将热力发电站冷却水余热用于水产养殖和养殖尾水处理水温调节，保障其工艺要求的温度，达到能源循环综合利用的节能环保目的。

本发明的技术方案如下：

热力发电站冷却水余热应用于水产养殖和尾水处理的方法，包括发电站冷却水系统、水产养殖及养殖尾水处理系统以及自然水域，其中水产养殖及养殖尾水处理系统包括水产养殖车间和调温水池，调温水池的水用于排入水产养殖车间养殖水体中以调节后者的水温，水产养殖车间后端依次设有养殖尾水生化处理区和尾水生态养殖处理区，其特征在于，分别测定发电站冷却水系统出水温度和尾水生态养殖处理区水体温度；如果发电站冷却水系统出水温度达到设定温度，将发电站冷却水系统出水的部分或全部排入调温水池；如果发电站冷却水系统出水温度未达到设定温度，将发电站冷却水系统出水的部分或全部排入热泵系统与调温水池中的水进行热交换以提高调温水池的水温；如果尾水生化处理区和生态养殖处理区水体温度未达到设定温度，将发电站冷却水系统出水的一部分排入尾水生化处理区和生态养殖处理区以调控尾水的水温；

优选地，其特征在于，尾水生态养殖处理区中养殖包括鱼、藻和贝在内水产品并同时进行水质生化处理。

本发明的积极效果在于：

一、本发明充分利用热力发电站冷却余热，在冷却水温度满足养殖水温时，通过混合方式将冷却水用于水产养殖系统；在冷却水温度过低无法满足养殖水温时通过水源热泵提取冷却水中余热，通过热泵加热方式用于水产养殖的水温调节以满足养殖水温要求，达到了工业余热能源循环综合利用的目的，无需再采用其他能源保障水产养殖水温，不产生一次排放，并能够有效减轻发电厂冷却水排放对自然水域的热污染。本发明还通过混合方式将热力发电站冷却水用于养殖尾水处理系统水温调节。

二、社会效益分析（节能减排）：发明人已经设计完成利用本发明综合系统的项目“华电（莱州）电厂冷却水余热在烟台市（莱州）现代水产养殖园区中的节能减排项目”。

华电（莱州）电厂规模为总装机容量400万千瓦,年发电量240亿千瓦时。按煤电效率40%计，每年该电厂热排放热量309600亿千卡；按80%换热为水冷却计，全年冷却水排热量247680亿千卡；平均每小时冷却水排热负荷480万千瓦。

烟台市（莱州）现代水产养殖园区滨临华电莱州电厂，占地面积6000亩，水产养车间占地4000亩，养殖水体100万立方米，车间面积160万平方米，其它配套建筑面积：10万平方米。养殖换水量按每天30%计，每小时需要加热负荷29万千瓦，养殖车间和配套建筑热负荷按每平米30瓦计，园区总负荷：5.1万千瓦，园区设计总热负荷：34.1万千瓦，实际运行负荷按65%计约为22万千瓦。由此可见电厂冷却水余热可支持约22个类似园区。按该水产养殖园区采暖天数180天计，全年热能需求热量：81734.4亿千卡，该项目年节约标准煤约17万吨,按每吨标准煤排放标准：二氧化碳排放2.6吨、二氧化硫0.024吨、氮氧化合物0.007吨。该项目合计节能减排：二氧化碳排放44.2万吨、二氧化硫0.408万吨、氮氧化合物0.119万吨，总排放量可达44.727万吨。

由以上数据可见该项目节能减排效果显著。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明。

本发明的实施例包括发电站冷却水系统，用于为发电站冷却水系统提供冷却用水的自然水域，比如海域，还包括水产养殖车间。发电站冷却水系统通过管路连接有水泵用于向发电站冷却水系统中泵入常温海水作为冷却用水。水产养殖车间通过带有控制阀的管路连接有调温水池，调温水池通过带有控制阀的管路连接有水泵，该水泵用于向调温水池中泵入常温海水。

本发明的实施例还包括水源热泵，发电站冷却水系统的冷却水出水端通过水泵和控制阀连接水源热泵的蒸发器，蒸发器的出水端通过带有控制阀的管路连接所述自然水域，从发电站冷却水系统进入水源热泵的海水热量被提取后经此管路流回自然水域。调温水池通过带有水泵和控制阀的管路连接水源热泵的冷凝器，冷凝器的出水端通过管路连接所述调温水池。泵入水源热泵的海水吸收热量后返回调温水池。

发电站冷却水系统的冷却水出水端还通过水泵和控制阀连接所述调温水池。发电站冷却水系统的冷却水出水端还通过带有控制阀的管路连接所述自然水域，发电站冷却水系统产出的热量超出本系统需要时，部分海水直接排出系统。

本发明的实施例还可以进一步地包括养殖尾水生化处理区用于处理水产养殖车间排出的养殖尾水，第一种设计是：水产养殖车间连接有养殖尾水固液分离子系统，养殖尾水固液分离子系统连接所述养殖尾水生化处理区。另一种设计是：水产养殖车间直接连接所述养殖尾水生化处理区。进一步地，养殖尾水生化处理区连接有尾水生态养殖处理区，尾水生态养殖处理区中一般养殖鱼、藻、贝等水产品并同时处理水质。

发电站冷却水系统的冷却水出水端通过水泵和控制阀连接连接所述养殖尾水生化处理区。

如果发电站冷却水系统的冷却水出水端出水水温达到调温水池用水温度，可直接将出水水泵入调温水池，无需水源热泵不工作。如果发电站冷却水系统的冷却水出水端出水水温达不到调温水池用水温度，启动水源热泵进行热交换。

当养殖尾水生化处理区内温度过低时，向养殖尾水生化处理区中补入发电站冷却水系统的冷却水出水以使其中水温达到水处理系统消化菌群活性温度。尾水生态养殖处理区的尾水经处理达标后排放至自然水域。

本发明方法如下：

分别测定发电站冷却水系统出水温度和尾水生态养殖处理区水体温度；如果发电站冷却水系统出水温度达到设定温度，将发电站冷却水系统出水的部分或全部排入调温水池；如果发电站冷却水系统出水温度未达到设定温度，将发电站冷却水系统出水的部分或全部排入热泵系统与调温水池中的水进行热交换以提高调温水池的水温；如果尾水生态养殖处理区水体温度未达到设定温度，将发电站冷却水系统出水的一部分排入尾水生态养殖处理区以提高尾水生态养殖处理区的水温。