城镇污水源热泵系统运行技术规范编制说明.docx

城镇污水源热泵系统运行技术规范（征求意见稿）编制说明城镇污水源热泵系统运行技术规范编制组二。二四年一月1任务来源12项目背景13标准制定目的24标准制订必要性25国内外相关标准概况26标准编制依据和原则37主要工作过程38标准技术框架的确定49标准的层次结构510标准主要技术内容及说明511标准水平评价812标准实施建议81任务来源2023年4月28日，中国环境保护产业协会下达了“水生生物完整性评价技术指南等2项团体标准制定计划项目的通知”（环协技202337号），其中提出了制定城镇污水源热泵系统运行技术规范的编制任务。北京城市排水集团有限责任公司牵头承担该标准的编制工作。参编单位有北京北排能源科技有限公司、北京节能环保促进会、北京工业大学、中国市政工程中南设计研究总院有限公司、哈尔滨工大金涛科技股份有限公司、华清安泰能源股份有限公司、青岛科创蓝新能源股份有限公司、北京市热力工程设计有限责任公司、中节能城市节能研究院有限公司、长江清源节能环保有限公司等。2项目背景根据中国城乡建设统计年鉴（2020）,2020年，我国城市和县城污水年排放总量为675.12亿n,污水处理厂共4326座，污水年处理量为655.9亿n?,再生水利用量为147.7亿n?。污水处理量和再生水生产量巨大，是天然的绿色能源库。城镇污水（原污水、排放水、再生水）冬暖夏凉，其中蕴含着巨大的低位热能。以原污水为例，流量50立方米/小时可满足1万平方米建筑供暖和空调的热源需求，并可减少二氧化碳排放约200吨/年，属于绿色能源。据测算，城市污水全部充当热源可解决近20%的城市建筑供暖。如果再考虑城镇污水中低温热源的梯级（原污水一处理水一再生水）利用，则污水源热泵系统的发展潜力巨大，尤其是对于市政集中供热没有覆盖的区域和需要双向空调（既供暖又供冷）的宾馆、饭店、机关、学校、医院与车站等公共建筑。我国污水源热泵研究从20世纪80年代开始，最早的污水源热泵项目建成于2000年。近年来，得到了国家的重视和科研基金资助。在大量人力和资金投入的推动下，我国的污水源热泵发展形势很好。近年来,行业内已建成并运行了一批污水源热泵系统的供暖空调项目。与地下水等水源热泵系统不同，污水（原污水、处理水、再生水）源热泵系统都不同程度地存在换热器或热泵机组的堵塞、腐蚀和结垢等问题，由于目前尚缺乏统一的污水源热泵系统运行技术规范，有些实际工程在污水的预处理和换热系统的设置方式、污水流道材质、防结垢在线清洗装置等方面存在设计缺陷，致使污水源热泵系统运维过程中出现水源侧故障、输出热量不足等问题。更为重要的是，有些实际工程在污水热能利用的温度和流量、污水引水与退水的位置和方式等方面，未充分考虑对城镇排水与污水处理设施安全运行及正常维护造成的不利影响，甚至成了设施安全和公共安全的潜在隐患。因此，行业急待出台城镇污水热能利用工程运行技术的团体标准，在保证城镇排水与污水处理设施运行安全的前提下，使污水源热泵系统的运行做到技术先进、经济合理、安全适用。3标准制定目的污水源热泵行业作为新能源、可再生能源推广和综合利用的重点行业，得到了国家的重视和大力推广,但污水源热泵系统对污水的利用过程中，出现了换热器堵塞、换热效率低下，污水源水量不足，水质不符合使用要求等种种问题，亟待解决。但我国目前尚未出台有相应标准规范引导污水源热泵系统的运维管理及系统评价，缺少相应的规范指导，从而发生污水源热泵系统运维管理不能做到规范化，极易出现污水源断水，换热器堵塞、腐蚀，系统运行不节能等问题。因此，需针对污水源热泵系统运行维护的基本要求、安全管理、运行调控、保养维护、效果评价等技术内容进行明确要求和规定，细化污水源热泵系统运行维护中的管理工作和技术要求，制定相关的规范标准，将原则性标准转向具体化和可操作性，指导污水源热泵系统运行维护的工作。4标准制订必要性合理地开发利用城镇污水低碳绿色能源，对于节能减排和可持续发展，特别是实现国家及地方“碳中和、碳达峰”的目标具有重要意义。本标准的制定，有利于为污水源热泵系统运行提供规范标准，为合理利用城镇污水的低温热能提供技术依据。本标准规定了污水源热泵系统运行维护的基本要求、安全管理、运行调控、保养维护、效果评价等技术内容。适用于以城镇原污水、排放水、再生水作为低温热源，以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质，采用热泵技术进行供冷、供热和加热生活热水系统的适污水源热泵系统的运行维护。制定标准是社会发展的重要环节，它可以提高技术水平、管理水平和推动社会进步。具体来说，制定标准可以统一规范行为，增强凝聚力，提高社会管理水平，从而推动社会的进步。因此，制定标准是十分必要的，积极推进和完善标准的制定工作，将在污水源热泵系统的运维进行规范和提供依据，是行业发展的有力保障和必要环节。5国内外相关标准概况5.1 国外技术标准发展情况城镇污水的热能利用在国外刚刚起步，目前仅德国、瑞士等有小型应用实例，尚无相应的设计规范或标准。5.2 国内相关技术标准发展现状关于城镇污水热能利用的设计规范，目前国内尚无直接相关的国家、行业标准。北京市已于2016年实施了地方标准污水源热泵系统设计规范DBHT1237-2015,其主编单位为北京城市排水集团有限责任公司，且标准已实施了6年多，污水源热泵的发展、设计的改进及安全的新要求等，也需要适时对现有的北京地标进行修编。国家标准中GBZT19409水源热泵机组和GB30721水(地)源热泵机组能效限定值及能效等级是热泵机组的产品标准，CJ/T337城镇污水热泵热能利用水质是源水的推荐性水质标准，GB50736民用建筑供暖通风与空气调节设计规范是通用设计标准，特别是建筑供暖/空调负荷计算的依据，本规范污水源热泵系统运行技术规范，与以上各标准有着本质的区别。本标准参考标准：GB2894安全标志及其使用导则、GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准、DLZT596电力设备预防性试验规程，为本规范提供参考。在现有污水源热泵系统标准的基础上，本标准的制定填补运行维护技术的专业性指南和标准，与现有污水源热泵系统标准互为补充，进一步完善我国污水源热泵系统技术体系，为今后专业性标准指南的制定提供借鉴。6标准编制依据和原则6.1 标准编制依据本标准编制依据包括：GB2894安全标志及其使用导则GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准DL/T596电力设备预防性试验规程6.2 标准编制原则(1)基于污水源热泵系统运行技术，提出基本要求，针对性开展安全管理、运行调控、保养维护等工作，提出效果评价指标，为污水源热泵系统运行提供支撑。(2)依据相关法律法规、标准要求，制定污水源热泵系统运行工作内容，系统指导运行维护、安全管理，运行调控，保养维护，效果评价要求等。(3)综合考虑污水源热泵系统运行技术特点，用户实际使用情况等因素，明确热泵技术运行的安全保障措施，防止危害施工人员和周边人群安全。(4)应与中国环境保护产业的其他团体标准实现协调、衔接。7主要工作过程(1)成立编制组，完成立项申请2023年1月3月，主编单位在北京组织召开了城镇污水源热泵系统运行技术规程编制大纲讨论会，成立标准编制组，并就主编单位草拟的“城镇污水源热泵系统运行技术规程编制大纲”的体例与内容，进行了充分地研讨与交流。2023年3月31日，中国环保产业协会组织召开了城镇污水源热泵系统运行技术规程标准的立项申请咨询会。申请单位对标准立项的必要性、可行性、范围和拟编制的内容等进行了汇报。专家咨询组致同意通过咨询论证。2023年4月28日，中国环境保护产业协会下达了城镇污水源热泵系统运行技术规程团体标准制定立项通知，确定立项。（2）完成标准初稿2023年5月7月，主编单位根据立项专家反馈意见修改完善编制大纲草案，并对各技术要点部分补充完善。主编单位在搜集国内相关技术标准及技术发展资料的基础上，确定了本标准编制的技术路线、适用范围、工作进度、编制组分工等，于2023年7月形成初稿及编制说明，明确标准编制思路、拟开展的主要工作、时间进度安排等。（3）召开初稿审查会根据确定的编制大纲及编制组分工，编制组完成标准初稿及编制说明。中国环境保护产业协会于2023年8月22日组织召开初稿审查会，评审专家听取主编单位汇报标准编初稿、工作进度、编制组分工等内容，对标准初稿提出审查意见。（4）征求意见稿根据专家意见，编制组进行相关章节内容修改，于2024年1月完成标准征求意见稿及编制说明。8标准技术框架的确定本标准规定了污水源热泵系统运行技术的基本要求、安全管理、运行调控、保养维护、效果评价。对污水源热泵系统运行的各阶段的工作内容和要求进行了规范。适用于污水源热泵系统运行的各阶段。基本要求：运行体系、系统评估。安全管理：一般规定、人员及环境、操作及作业。运行调控：一般规定、运行操作、运行巡查、工况调整、异常处理/应急处置。保养维护：一般规定、管道和阀门、电机和水泵、水源热泵机组、污水换热器、防阻机/格栅机、配电系统、监控系统、附属设备、附属设施。效果评价：服务质量、节能效果。9标准的层次结构明确污水源热泵系统运行技术规范的基本规定,主要从运行维护的基本要求、安全管理、运行调控、保养维护、效果评价五个方面进行了工作内容阐述和相关规范要求。基本要求中突出了污水源热泵运行体系和系统评估，为后续工作内容奠定了基础。安全管理分别对运营单位、人员及环境、操作及作业做了不同重点的规定和要求。运行调控和保养维护也针对污水源热泵系统进行了详细规范要求，对污水源热泵系统运行各个方面的工作内容和要求进行详细规范，明确关键技术方法和技术要点，形成有针对性的规范要求。10标准主要技术内容及说明10.1 基本要求10.1.1 运行体系10.1.1.1 污水源热泵系统的运行、维护应由经地方政府主管部门备案的运营单位承担，并应按规定签订运营合同。10.1.1.2 污水源热泵系统的运营单位应建立与系统规模及特点相适应、可持续改进的运维管理和应急处置体系：机构和人员的要求；装备和物资的要求；建立健全管理制度；编制和完善技术标准。10.1.2 系统评估10.1.2.1 污水源热泵系统的污水热能利用，应符合城镇排水与污水处理规划、能源利用规划等相关规划的要求，并报城镇排水主管部门备案。10.1.2.2 污水源热泵系统在正式移交运营前，应先通过竣工、调试、试运行验收，并完整移交相关文件和资料：包括但不限于：立项文件、设计文件、竣工、调试、试运行等资料。10.1.23污水源热泵系统运营单位应根据设计文件和验收资料等，评估现状系统的完备性，并作为运营合同的签订依据：污水源的实际负荷，主要设备技术性能，供电负荷等级，监控系统功能等。10.2 安全管理10.2.1 一般规定10.2.1.1 运营单位应严格落实安全生产管理责任，定期组织安全教育培训和应急救援演练。10.2.1.2 运营单位应设置专职安全员，负责对安全管理制度、安全防范措施、隐患排查治理的落实情况进行检查。包括安全隐患排查，专项安全检查等，并做好检查记录。10.2.2 人员、环境10.2.2.1 运维人员的安全管理。10.2.2.2 运行环境的安全管理。10.2.2.3 设备设施的安全管理。10.2.3 操作、作业10.2.3.1 电气设备的安全操作10.2.3.2 运行巡查的安全防护10.2.3.3 维护作业的安全管理10.3 运行调控10.3.1 般规定10.3.1.1 污水源热泵系统的运行，应加强对污水换热系统的监控，保证其退水温度不超过污水热能利用合同约定的限值。10.3.1.2 污水源热泵系统的能源和材料消耗应准确计量，运行数据应及时备份，运行记录和统计报表应定期归档。10.3.2 运行操作10.3.2.1 每个供暖/供冷运行期前，应对水系统进行试压、冲洗并检查管道保温情况，合格后方可启动污水源热泵系统。水系统冲洗时应通过旁通管并关断与热泵机组的连通，且不得污染再生水源。10.3.2.2 污水源热泵系统启动前，应根据运行操作规程判断是否具备开机条件。10.3.2.3 污水源热泵系统的启/停操作规定。10.3.3 运行巡查1033.1污水源热泵系统应根据运行操作规程规定的路线、项目、频率进行巡查，记录设备、仪表、管线的运行状况和运行参数。10.3.3.2巡查频率应不少于每班一次，下列情况应提高巡查频率：一系统中存在新装设备、老旧设备、长期停用后启用设备、大修后设备、事故处理后设备时。存在运行参数异常等可疑现象时。一一设备运行环境处于非正常情况时。重大节日及极端天气状况时。10.3.4 工况调整10.3.4.1 污水源热泵系统宜采用在线模型模拟的方法进行自动控制或辅助决策。不具备条件的，应通过离线模型模拟或复核计算等方法，根据系统设计的运行策略建立各种典型工况的运行方案（库）。10.3.4.2 污水源热泵系统的运行工况，应根据末端需求、外界环境等工况条件，按模拟结果/运行方案适时控制/调整设备、阀门的运行参数设定。10.3.5 异常处理/应急处置10.3.5.1 运营单位应定期组织异常处理/应急处置预案的演练，检查、维护、更新、补充异常处理/应急处置所需的装备和物资。10.3.5.2 污水源热泵系统运行异常/故障发生后，运维人员应立即按照异常处理/应急处置预案进行现场处理/处置，并及时上报，同时做好相应记录。10.3.5.3 运行维护人员应总结污水源热泵系统运行异常/故障发生的原因，采取相应的预防措施，评价处理/处置的过程和结果，逐步完善异常处理/应急处置预案。10.4保养维护10.4.1 一般规定10.4.1.1 运营单位应建立健全污水源热泵系统各种设备、仪表、管线的维护台账，及时更新累计运行时间、归档保养维护记录。1041.2 污水源热泵系统各种设备、仪表、管线应按产品说明书、作业指导书的要求进行保养维护，并根据原产品技术要求配备相应的易损零配件，建立备品、备件的管理台账。1041.3 .3停用或备用的设备，应每月至少进行1次运转，且应先点动、后启动。10.4.2 管道和阀门的保养维护10.4.3 机和水泵的保养维护10.4.4 水源热泵机组的保养维护10.4.5 污水换热器的保养维护10.4.6 防阻机/格栅机的保养维护10.4.7 配电系统的保养维护10.4.8 监控系统的保养维护10.4.9 附属设备、附属设施的保养维护10.5效果评价10.5.1 服务质量10.5.1.1 污水源热泵系统供冷、供暖、供应生活热水的负荷与标准，应符合设计文件和国家、地方相关标准的规定。10.5.1.2 污水源热泵系统运行过程中产生的废气、污水等污染物的排放及噪声的控制，维护过程中产生的废油、废工质等污物的收集与处理,均应符合国家和地方相关标准的规定,10.5.2 节能效果10.5.2.1 污水源热泵系统应在每个采暖季/制冷季运行结束后进行节能效果评价。节能效果评价应采用监控系统记录的实际运行数据;无监控系统的,应现场监测数据和计算方法。10.5.2.2 污水源热泵系统的制冷能效比应不低于3.4,制热性能系数应不低于3.5,补水率应不大于0.5%o11标准水平评价本标准重点规定了污水源热泵系统运行维护阶段各项要求，首次针对污水源热泵系统运行维护全过程管理，提出运行体系、系统评估、安全管理、运行调控、保养维护、效果评价等方面的要求，可满足污水源热泵系统运行维护需要。本标准是现有标准的延伸及细化，各章节与现有相关标准规范的衔接如下所示。表6本标准创新点及与相关标准的衔接本规范创新点现有标准规范1系统评估首次提出时污水源热泵系统的污水热能利用应符合排水规划及能源规划地源热泵系统工程技术规范GB503662安全管理系统运维管理中提出了安全性运行水源热泵系统经济运行GB/T315123效果评价首次提出了系统节能减排评价水源热泵系统经济运行GB/T3151212标准实施建议由中国环境保护产业协会组织，编制单位开展规范宣传活动，并与中国环境保护产业协会密切配合,做好相关条款的执行与实施的配合工作;制定保证本标准实施的配套政策文件;组织关于本标准的宣传贯彻培训，指导、帮助相关单位及技术人员正确理解和应用本标准:可选择某污水源热泵系统项目作为示范项目，组织相关技术人员进行实地学习，深化对标准条文的理解。