唐山市供熱規(guī)劃方案(初稿)

清華大學建筑節(jié)能研究中心Building Energy Research Centre, Tsinghua University唐山市供熱規(guī)劃方案（初 稿）清華大學建筑節(jié)能研究中心 編制唐山市中心區(qū)供熱規(guī)劃（初稿）清華大學建筑節(jié)能研究中心2015年11月12日摘要唐山市中心區(qū)分為市區(qū)（包括開平區(qū)）、豐南區(qū)、豐潤區(qū)和古冶區(qū)。目前集中供暖的主要熱源包括：市區(qū)和豐潤區(qū)的唐山熱電、陡河熱電、西郊熱電、豐潤熱電等四大電廠，以及豐潤調(diào)峰鍋爐房；豐南區(qū)的國豐熱電、鑫豐熱電以及西城鍋爐房，鑫豐熱電將于明年供暖季開始前拆除；古冶區(qū)的林電、東方熱電，協(xié)鑫熱電將于今年投產(chǎn)使用。中心區(qū)集中供熱存在的突出問題包括：1）中心區(qū)集中供熱化程度不高，除市區(qū)以外，還存在較多分散鍋爐房或其他取暖方式。2）供熱能源結(jié)構(gòu)不合理，浪費嚴重，未實現(xiàn)能源的綜合利用。若能實現(xiàn)低品位工業(yè)余熱資源的綜合利用，特別是用于冬季供暖，這將大大降低冬季供暖的碳排放和污染物排放。3）供熱布局不夠合理，部分城區(qū)（集中熱源建設(shè)無法滿足城市供熱的要求。4）供熱設(shè)施整體技術(shù)裝備水平不高，部分熱源供熱效率低，污染環(huán)境，浪費能源。5）集中供暖熱指標實際值偏高，導致供熱能耗過高。詳細分析了唐山市中心區(qū)各區(qū)域的供熱現(xiàn)狀及各熱源的供熱能力，推演得到了各區(qū)域各階段的規(guī)劃熱負荷。將規(guī)劃熱負荷與計劃保留熱源的供熱能力進行比較，可以發(fā)現(xiàn)唐山市中心區(qū)整體至遠期都并不缺熱。但是，各區(qū)域之間熱平衡差異較大：豐南區(qū)近期、遠期都缺熱；市區(qū)遠期缺熱500MW左右；豐潤區(qū)和古冶區(qū)供熱能力遠遠超過當?shù)氐男枨螅貏e是古冶區(qū)，大約有800900MW的供熱能力盈余。盡管現(xiàn)有熱電聯(lián)產(chǎn)及鍋爐的供熱能力足以滿足唐山市中心區(qū)的供暖需求，但是從環(huán)境保護、大氣污染物治理的角度出發(fā)，必須充分利用低品位工業(yè)余熱進行供暖，從而以最少的碳排放解決中心區(qū)的冬季供暖問題。計算分析了唐山市中心區(qū)范圍內(nèi)工業(yè)余熱資源。本地區(qū)工業(yè)余熱資源非常豐富，包括電廠乏汽余熱、鋼鐵廠、焦化廠、水泥廠等各種不同品位和形式的余熱熱源。電廠余熱總計近2000MW；鋼鐵廠余熱總計約4555MW，其中沖渣水余熱、鋼渣余熱、低壓蒸汽余熱等現(xiàn)階段較易回收的余熱約有1500MW。無論電廠或工廠，工業(yè)余熱資源的回收利用都要求盡量降低一次網(wǎng)回水溫度；特別是采用水冷機組的電廠，回水溫度應(yīng)降低至30以下才具有經(jīng)濟效益。設(shè)計了低品位工業(yè)余熱供暖的方案，并與常規(guī)電廠抽汽供暖方案進行了經(jīng)濟性和節(jié)能效益的比較。應(yīng)在唐山市中心區(qū)范圍充分利用低品位工業(yè)余熱進行集中供暖，電廠抽汽作為調(diào)峰和備用熱源，保證供熱安全和供熱質(zhì)量。豐南工業(yè)余熱可滿足本地區(qū)供暖需求，多余的工業(yè)余熱可向市區(qū)輸送；唐山市區(qū)的熱源包括唐鋼余熱、豐南輸送來的工業(yè)余熱及本地區(qū)的電廠抽汽；古冶區(qū)、豐潤區(qū)本地工業(yè)余熱僅用于本地區(qū)供暖，不足的熱量由當?shù)仉姀S抽汽補足。相比于傳統(tǒng)的電廠抽汽供暖，低品位工業(yè)余熱供暖的方案具有經(jīng)濟性良好、節(jié)能減排效益突出的優(yōu)勢：靜態(tài)回收期不到5年，且可額外減少供暖燃煤消耗約38萬噸/年，減少CO2排放100萬噸，減少SO2逾3000噸，減少NOx排放約2800噸，從而大幅削弱冬季霧霾的影響。另外可節(jié)約工業(yè)用水近360萬噸/年。最后，唐山市中心區(qū)剩余的電廠抽汽可以通過大溫差長距離技術(shù)輸送至周邊地區(qū)，實現(xiàn)京津冀協(xié)同。目錄第一章供熱現(xiàn)狀及存在問題11.1 供熱面積及熱負荷現(xiàn)狀11.1.1 唐山市現(xiàn)供熱面積11.1.2 供暖熱負荷指標21.2 供熱熱源現(xiàn)狀61.2.1 唐山熱力公司集中供熱熱源現(xiàn)狀61.2.2 豐南區(qū)供熱現(xiàn)狀161.2.3 古冶區(qū)（開灤集團）供熱現(xiàn)狀171.3 潛在工業(yè)余熱181.3.1 電廠181.3.2 鋼鐵、焦化與水泥工業(yè)余熱191.4 存在問題21第二章規(guī)劃熱負荷232.1 規(guī)劃供熱面積232.2 采暖熱指標確定242.2.1 熱負荷設(shè)計參數(shù)242.2.2采暖熱指標242.3 規(guī)劃熱負荷252.3.1熱需求252.3.2計劃保留熱源情況262.3.3供熱缺口272.4 小結(jié)28第三章熱源分析293.1 可利用熱源概述293.2 電廠余熱供熱能力293.2.1 唐山熱電余熱利用303.2.2 陡河熱電余熱利用313.2.3 豐潤熱電余熱利用323.2.4 西郊熱電余熱利用333.3 鋼鐵廠供熱能力343.4 焦化廠供熱能力393.5 水泥廠403.6 小結(jié)41第四章供熱方案424.1 工業(yè)余熱供熱方案424.1.1 近期方案424.1.2 遠期方案444.2 方案對比分析464.3 小結(jié)50第一章供熱現(xiàn)狀及存在問題1.1 供熱面積及熱負荷現(xiàn)狀1.1.1 唐山市現(xiàn)供熱面積根據(jù)唐山市中心城區(qū)供熱規(guī)劃調(diào)整（2014-2020年），確定本規(guī)劃的供熱范圍為唐山市中心城區(qū)，其供熱范圍與城市總體規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃及供熱規(guī)劃一致。唐山市中心城區(qū)的發(fā)展要將豐南、開平、豐潤、古冶連成一片，完善城鎮(zhèn)化發(fā)展格局，壯大中心城區(qū)，加快城市群發(fā)展。本規(guī)劃中的中心城區(qū)是指市區(qū)（主要包括路南區(qū)、路北區(qū)及高新區(qū)）、豐南區(qū)、豐潤區(qū)、開平區(qū)及古冶區(qū)，各區(qū)供熱面積現(xiàn)狀如表1-1所示。唐山市中心城區(qū)集中供熱事業(yè)發(fā)展比較迅速，城市熱網(wǎng)集中供熱（市區(qū)供熱）的主要熱源有4座，調(diào)峰鍋爐房1處。分別是大唐國際唐山熱電有限責任公司（以下簡稱唐山熱電公司）、大唐國際陡河發(fā)電廠（簡稱陡河電廠）、大唐國際豐潤熱電有限公司（豐潤熱電）、唐山華潤熱電有限公司（西郊熱電廠）及豐潤區(qū)調(diào)峰鍋爐房（實際該調(diào)峰鍋爐作為正常供暖熱源使用）；豐南區(qū)熱源主要有：鑫豐熱電廠、國豐南區(qū)熱電廠及西城區(qū)鍋爐房；古冶區(qū)供熱熱源主要有開灤熱電集團林電分公司、開灤東方熱電公司、協(xié)鑫熱電公司，各供熱熱源的供熱面積現(xiàn)狀如表1-2所示，唐山熱力公司所屬各熱源供熱面積見表1-3。表1-1唐山市20142015供暖季各區(qū)供熱面積（萬）市區(qū)a豐南區(qū)豐潤區(qū)古冶區(qū)合計供熱面積/萬38427661018b760680為20142015供暖季熱電廠供熱，80為小鍋爐房供熱；810為20152016供暖季供暖面積。c6386注：a.市區(qū)指城區(qū)和開平區(qū)，城區(qū)包括路南區(qū)、路北區(qū)、高新區(qū)；b.豐潤區(qū)總供熱面積為1018萬，其中豐潤熱電公司供應(yīng)658萬，豐潤調(diào)峰鍋爐供應(yīng)360萬；c.古冶區(qū)供熱分為熱電聯(lián)產(chǎn)片區(qū)和鍋爐片區(qū)兩部分，其中熱電廠供熱面積680萬，開灤煤礦家屬區(qū)則由小鍋爐供熱80萬，古冶區(qū)總供暖面積760萬。表1-2 20142015供暖季各熱源供熱面積（萬）熱源供熱面積（萬）熱源供熱面積（萬）可再生能源a175國豐南區(qū)電廠215唐山熱電公司1177西城區(qū)鍋爐房284陡河電廠910林電公司320豐潤熱電b1070東方熱電b360西郊熱電1168協(xié)鑫熱電c豐潤鍋爐360開灤家屬區(qū)小鍋爐房80鑫豐熱電267注：a.可再生能源主要由唐鋼沖渣水余熱及污水廠中水熱泵供暖；b.豐潤熱電公司總供熱面積為1070萬，其中負責市區(qū)供熱面積為412萬，負責豐潤區(qū)供熱面積658萬；c協(xié)鑫熱電公司將于2015年投入運行，計劃20152016供暖季東方熱電與協(xié)鑫電廠共同承擔490萬供熱面積。表1-3 20142015供暖季唐山市熱力公司供熱匯總（萬）四大熱電廠豐潤鍋爐可再生能源匯總唐山熱電公司陡河電廠豐潤熱電西郊熱電1177910412116836017542023667360175截止2014年底，中心城區(qū)的總供暖面積為6386萬，按區(qū)域劃分市區(qū)（路南區(qū)、路北區(qū)及高新區(qū)、開平區(qū)）供暖面積為3842萬，豐南區(qū)766萬，豐潤區(qū)1018萬，古冶區(qū)760萬（含開灤煤礦家屬區(qū)由小鍋爐供熱80萬），唐山熱力公司總供暖面積為4202萬，其中四大熱電廠在市區(qū)的供熱面積為3667萬。1.1.2 供暖熱負荷指標圖1-1為唐山熱電公司20142015供暖季日供熱量變化曲線，平均供熱量為347MW,其最大供熱量為476MW，時間出現(xiàn)在2015年1月1日；唐山市20142015供暖季室外日最低氣溫分布如Error! Reference source not found.所示，最低氣溫為-14，分別出現(xiàn)在2014年12月17日、2015年1月1日與2015年1月28日。由Error! Reference source not found.實際供熱面積1177萬，可知唐山熱電公司供熱區(qū)域熱負荷指標為40.44W/。圖1-1唐山熱力公司20142015供暖季供熱量變化曲線（MW）圖1-2唐山市20142015供暖季日最低氣溫變化規(guī)律圖1-3為陡河電廠20142015供暖季日供熱量變化曲線，平均供熱量為251MW，其最大供熱量為321MW，時間出現(xiàn)在2015年1月27日；由Error! Reference source not found.實際供熱面積910萬，可知陡河電廠供熱區(qū)域熱負荷指標為35.27W/。圖1-3陡河電廠20142015供暖季日供熱量（MW）圖1-4 為豐潤熱電公司20142015供暖季日供熱量變化曲線，平均供熱量為414MW,其最大供熱量為519MW，時間出現(xiàn)在2015年1月28日；由Error! Reference source not found.在20142015供暖季實際供熱面積1070萬，可知豐潤熱電公司供熱區(qū)域熱負荷指標為48.5W/。圖1-4豐潤熱電公司20142015供暖季供熱量變化曲線（MW）圖1-5 為西郊熱電公司20142015供暖季日供熱量變化曲線，平均供熱量為386MW,其最大供熱量為504MW，時間出現(xiàn)在2014年12月16日；由Error! Reference source not found.在20142015供暖季實際供熱面積1168萬，可知西郊熱電公司供熱區(qū)域熱負荷指標為43.15W/。圖1-5西郊熱電20142015供暖季供熱量變化曲線（MW）對比圖1-1與圖1-2可知，20142015供暖季唐山市室外最低氣溫為-14，分別出現(xiàn)在2014年12月17日、2015年1月1日及1月28日。1月份是全年最冷的月份，但供熱量變化曲線卻顯示1月份供熱量數(shù)值僅約為整個供暖季的平均值，這可能是因為唐山熱力公司管網(wǎng)由4家熱電廠及1座調(diào)峰鍋爐組成，管網(wǎng)雖然設(shè)有隔斷閥門，但在實際運行中熱力公司可調(diào)節(jié)閥門，使各熱源的實際供暖面積動態(tài)變化，因此使得各熱電廠的實際供熱面積偏離Error! Reference source not found.中所對應(yīng)的規(guī)劃供熱面積。鑒于此，對唐山市熱力公司供熱區(qū)域熱負荷指標的確定不采用各熱電廠供熱區(qū)域最大面積熱指標，而是將各熱電公司每天供熱量相加，取其最大值，再用該最大供熱量除以總供暖區(qū)域面積（3677萬），從而確定綜合熱指標。如圖1-6所示為唐山熱力公司4座熱電廠總供熱量變化曲線，在2015年1月27日最大供熱量為1775MW；由Error! Reference source not found.可知，四座熱電廠總供熱面積為4325萬，因此供暖熱負荷指標為：41.04W/。圖1-6唐山熱力公司四座熱電廠20142015供暖季總供熱量變化曲線（MW）根據(jù)以上分析，唐山熱力公司四大熱電聯(lián)產(chǎn)供熱情況見表1-4。表1-4 市區(qū)四大熱電廠供熱情況名稱供熱面積（萬）最大供熱量（MW）計算熱指標（W/）供熱量（GJ）供熱量指標（GJ/）唐山熱電公司1177476（2015.01.01）40.40.31 陡河電廠910321（2015.01.27）35.30.29 豐潤熱電公司1070519（2015.01.28）48.50.31 西郊熱電1168504（2014.12.16）43.20.35 總計43251775（2015.01.27）41.00.32 熱源供熱量隨室外溫度波動，根據(jù)以上四大熱電廠每天供熱量、總供熱面積及唐山市室外最低溫度變化（見Error! Reference source not found.），可得單位面積熱指標隨室外氣溫變化的散點圖（如Error! Reference source not found.）。整體看，隨著外溫變化，供熱量存在一定的調(diào)節(jié)：嚴寒期的熱負荷指標略高于40W/，初末寒期的熱指標約為25W/。但是，調(diào)節(jié)效果距離優(yōu)化控制、節(jié)能運行的目標仍有差距，在同一外溫條件下，供熱量或高或低，差異明顯：以外溫-3時為例，熱負荷最大值（約35W/）大約是最小值（約21W/）的1.7倍，是平均值（約28W/）的1.3倍，即存在過量供熱的情形。圖1-7熱負荷指標與室外溫度散點圖1.2 供熱熱源現(xiàn)狀1.2.1 唐山熱力公司集中供熱熱源現(xiàn)狀唐山市城市熱網(wǎng)集中供熱均由唐山市熱力總公司負責，城市熱網(wǎng)集中供熱的熱電聯(lián)產(chǎn)熱源有4座，分別是唐山熱電公司（供熱面積1177萬）、陡河發(fā)電廠（供熱面積1177萬）、豐潤熱電有限公司（其中豐潤區(qū)供熱面積658萬，市區(qū)供熱面積412萬）、西郊熱電（供熱面積1168萬），另在豐潤區(qū)設(shè)置一處調(diào)峰鍋爐房，實際該調(diào)峰鍋爐作為正常供暖熱源使用，供熱面積為360萬，另有鋼鐵廠余熱及中水源熱泵供暖系統(tǒng)供熱面積為175萬，各熱源位置示意見圖1-8。唐山熱力公司所屬熱源基本并網(wǎng)，各供熱熱源正常運行期間的大致供暖范圍隔斷見圖1-9。圖1-8唐山熱力公司熱源分布示意圖圖1-9唐山熱力公司所屬供熱管網(wǎng)隔斷位置示意圖1) 大唐國際唐山熱電有限責任公司（唐山熱電公司）唐山熱電公司位于唐山市中東部，建華道東側(cè)，濱河路西側(cè)，河西路南側(cè)，陡河邊上。汽輪機采用東方汽輪機廠生產(chǎn)的300MW機組2臺，配置上海鍋爐廠生產(chǎn)的蒸發(fā)量為1025t/h的鍋爐2臺；單臺最大抽汽量為550t/h，采用5段抽汽供熱；現(xiàn)設(shè)計總供熱能力1200萬。流量為3500t/h的循環(huán)水泵共8臺，其中揚程為110m與85m的循環(huán)泵各4臺；電廠補水泵2臺，揚程32米，流量為187t/h，瞬間最大補水量為200t/h，日常補水量為120t/h。唐山熱電公司供熱范圍在市區(qū)中心地帶建設(shè)路兩側(cè)為主，具體供熱范圍為：建設(shè)南路以東，學院路（一直到學院南路與西山道交叉口）以東，建設(shè)南路以東；龍富南道以南區(qū)域。唐山熱電公司熱電聯(lián)產(chǎn)機組額定供暖工況下的基本形式和參數(shù)如表1-5和圖1-10所示。表1-5唐山熱電公司汽輪機組參數(shù)項目單位設(shè)計數(shù)據(jù)型號C300/220-16.7/0.3/537/537型式?jīng)_動式、亞臨界、一次中間再熱、兩缸兩排汽、抽汽、凝汽式汽輪機額定主蒸汽壓力MPa16.7額定主蒸汽溫度537排汽壓力kPa5.2抽汽溫度232.7抽汽壓力MPa0.3抽汽量t/h550圖0-1唐山熱電公司汽輪機組參數(shù)20142015供暖季實際供熱面積1177萬，熱量銷售價格29.7元/GJ，供熱熱網(wǎng)設(shè)計循環(huán)水流量12000t/h，實際流量見下圖1-11所示，管網(wǎng)供回水水溫及供回水溫差變化分別見圖1-12與圖1-13。圖1-11唐山熱電熱網(wǎng)水流量變化曲線（2014.11.152015.3.16）圖1-12唐山熱電熱網(wǎng)水溫變化曲線（2014.11.152015.3.16）圖1-13唐山熱電熱網(wǎng)水供回水溫差變化曲線（2014.11.152015.3.16）2) 大唐國際陡河發(fā)電廠（陡河電廠）大唐國際陡河發(fā)電廠位于唐山市開平區(qū)，唐山市北偏東方向，距離市中心約17公里處，地處陡河水庫西岸，隸屬于中國大唐集團大唐國際發(fā)電股份有限公司。大唐國際陡河發(fā)電廠二期2250MW（#3、4機組）汽輪機組是日本日立公司在上世紀70年代生產(chǎn)的兩臺機組，汽輪機由日本日立公司生產(chǎn)的TCDF-33.5型亞臨界、雙缸雙排汽、單軸、一次中間再熱、凝汽式汽輪機，單臺最大抽汽量300t/h。陡河電廠熱電聯(lián)產(chǎn)機組額定供暖工況下的基本形式和參數(shù)如表1-6和Error! Reference source not found.所示（圖中同一型號的機組僅以一臺示意）。表1-6陡河電廠汽輪機組參數(shù)250MW機組200MW機組汽輪機型號N250/C190-16.67/0.588/535/535N200-130/535/535主蒸汽溫度/535535主蒸汽壓力/MPa16.6713.72進汽量/(t/h)850670排汽壓力/MPa0.00420.0049排汽焓/(kJ/kg)241532.54抽汽溫度/305241抽汽壓力/MPa0.5880.25抽汽量/(t/h)300120圖1-14陡河電廠汽輪機組參數(shù)20142015供暖季單臺機組每月運行參數(shù)見Error! Reference source not found.，供回水水溫參數(shù)變化規(guī)律見圖1-15，熱網(wǎng)日循環(huán)水量變化見圖1-16；預(yù)計今年（2015年）年底完成4臺200MW機組的凝改抽改造，單臺最大抽汽量120t/h，對應(yīng)鍋爐為4670t/h的鍋爐，熱量銷售價格為29.7元/GJ。供熱管網(wǎng)設(shè)計供回水溫度130/70，工作壓力1.6MPa，管網(wǎng)中途設(shè)回水加壓泵站。大唐國際陡河發(fā)電廠供熱范圍為開平區(qū)和市區(qū)東北部區(qū)域，具體為龍富南道以北，學院路以東的區(qū)域，20142015供暖季實際供熱面積910萬，基本達到供熱能力。表1-7陡河電廠250MW單臺機組各月運行狀況月份耗煤量（噸標煤）發(fā)電量（萬kWh）供電量（萬kWh）供熱量（GJ）1月.628746.5927264.642月.926345.8825011.93月.829115.3227431.194月87730.4728047.7826294.9805月92394.9729722.4127838.0606月87139.3527899.4225972.6707月90657.4228739.9326665.6308月87531.4327616.4625665.3109月49170.2315933.4714864.73010月52104.4616778.1615711.13011月93076.4224695.3723274.2512月.525683.7124493.07圖1-15陡河電廠供回水水溫參數(shù)變化曲線（2014.11.162015.3.16）圖1-16陡河電廠熱網(wǎng)循環(huán)水量變化曲線（2014.11.162015.3.16）3）大唐國際豐潤熱電有限責任公司（豐潤熱電）大唐國際豐潤熱電有限責任公司（簡稱：豐潤熱電）位于河北省唐山市豐潤區(qū)西側(cè)，處于京津唐電網(wǎng)負荷中心，豐潤熱電公司項目規(guī)劃為4300MW供熱機組，一期為2300MW亞臨界燃煤汽輪機，型號為：CN250/300-16.7/538/538/0.4，配套2臺型號為：HG-1025/17.5-YM37的鍋爐，由哈爾濱廠生產(chǎn)；電廠補水泵2臺，揚程32m，日常補水量80t/h，瞬間最大補水量為200t/h。汽輪機采用5段抽汽供熱，單臺最大抽汽量為550t/h，20142015供暖季實際供熱面積1070萬，基本達到供熱能力，電價0.3971元/kWh，熱量銷售價格29.7元/GJ。豐潤熱電的熱電聯(lián)產(chǎn)機組額定供暖工況下的基本形式和參數(shù)如表1-8和圖1-17所示。表1-8豐潤熱電汽輪機組參數(shù)項目單位設(shè)計數(shù)據(jù)型號CN250/300-16.7/538/538/0.4型式?jīng)_動式、亞臨界、一次中間再熱、兩缸兩排汽、抽汽、凝汽式汽輪機額定主蒸汽壓力MPa16.7額定主蒸汽溫度538排汽壓力kPa4.0抽汽溫度235抽汽壓力MPa0.35額定抽汽量t/h500圖1-17豐潤熱電汽輪機組參數(shù)2014年度機組年運行情況見表1-9，20142015供暖季供回水水溫參數(shù)變化見圖1-18，管網(wǎng)循環(huán)水流量變化見圖1-19。供熱范圍：豐潤區(qū)，連同市區(qū)的路北區(qū)的學院北路以西，興源道以南。20142015供暖季實際供熱面積1070萬，20152016計劃供熱面積1177萬。表1-9豐潤熱電機組年運行情況（2014年度）月份發(fā)電量 (萬kWh)供熱量 (GJ)耗煤量（噸標煤）1#機組2#機組1#機組2#機組1#機組2#機組1月16653 16670 60091 62095 2月15157 14721 52760 52963 3月9341 16587 33118 58262 4月0 15643 0 0 0 48876 5月8422 15432 0 0 26944 50066 6月13814 14390 0 0 43352 47211 7月14495 14317 0 0 45621 46764 8月15286 16515 0 0 48938 53218 9月14499 6573 0 0 46504 21334 10月10230 9004 0 0 31784 29134 11月8564 14306 32804 52472 12月16943 16786 70716 66531 圖1-18豐潤熱電供回水參數(shù)變化曲線（2014.11.152015.3.15）圖1-19豐潤熱電管網(wǎng)循環(huán)水量變化曲線（2014.11.152015.3.15）4) 唐山華潤熱電有限公司（西郊熱電）唐山華潤熱電有限公司唐山市西郊熱電廠位于唐山市西南郊區(qū)的壽王莊北側(cè)，新華道以南約2.5公里。其供熱區(qū)域為：在興源道與友誼北路交叉口西南區(qū)域；學院南路與西山道西北方向；國防道與建設(shè)南路西北方向區(qū)域。西郊熱電配置B&WB-1140/25.4-M鍋爐兩臺，CC350/230-24.2/566/566汽輪機兩臺，熱網(wǎng)加熱器：LRJW2200-2560型4臺；熱網(wǎng)循環(huán)泵：DFSS500-9/4，流量3300t/h；揚程125m；軸功率1322kW；運行水溫105。西郊熱電的熱電聯(lián)產(chǎn)機組額定供暖工況下的基本形式和參數(shù)如表1-10和圖1-20所示。表1-10西郊熱電汽輪機組參數(shù)項目單位設(shè)計數(shù)據(jù)型號CC350/245-24.2/566/566額定主蒸汽壓力MPa24.2額定主蒸汽溫度566排汽壓力kPa5.2抽汽溫度248抽汽壓力MPa0.4額定抽汽量t/h500圖1-20西郊熱電汽輪機組參數(shù)2015年19月份華潤熱電機組發(fā)電及煤耗見Error! Reference source not found.，管網(wǎng)水溫及循環(huán)水量參數(shù)變化見圖1-21與圖1-22。表1-11西郊熱電廠煤耗、發(fā)電量及供熱量（2015年19月）月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月耗煤量t 82033 89812 86071 93813 86075 發(fā)電量MWh 廠用電量MWh25245 21952 23804 11895 13325 11862 14984 12886 11332 供熱量/圖1-21西郊熱電供回水溫度變化曲線（2014.11.152015.3.15）圖1-22西郊熱電熱網(wǎng)循環(huán)水量變化曲線（2014.11.152015.3.15）5）豐潤大型調(diào)峰鍋爐房豐潤大型調(diào)峰鍋爐房為4臺70MW燃煤熱水鍋爐，其中DZL70-1.613070-AII3型鍋爐2臺，QXL70-1.6/130/70-AII型鍋爐2臺；2臺流量4000t/h，揚程107m的循環(huán)泵，運行時開1備1；2臺流量為150t/h、揚程為40m的補水泵，瞬間最大補水量為150t/h，日常補水量為80t/h，現(xiàn)供熱面積為360萬。表1-12唐山市熱力公司供熱范圍熱源統(tǒng)計名稱熱源供熱機組單臺最大抽汽量（t/h）供熱面積(萬)汽輪機裝機MW臺數(shù)鍋爐裝機t/h臺數(shù)唐山熱電公司3002102525501177陡河發(fā)電廠25028502300910豐潤熱電300210252550412西郊熱電3502114025501168豐潤調(diào)峰鍋爐70MW4360可再生能源175合計3200MW4202注：1.供熱面積指20142015供暖季實際供熱面積；2.豐潤熱電公司總供熱面積為1070萬，其中市區(qū)供熱面積為412萬，豐潤區(qū)供熱面積658萬。1.2.2 豐南區(qū)供熱現(xiàn)狀豐南區(qū)集中供熱事業(yè)起步于2007年，由一家民營熱力公司負責經(jīng)營。經(jīng)過近8年的發(fā)展，豐南區(qū)集中供熱管網(wǎng)已覆蓋城區(qū)全部區(qū)域，形成了多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱、資源互補的供熱格局。至201415供暖季，豐南區(qū)集中供熱面積達到766萬。供熱熱源有三處，分別為鑫豐熱電廠、國豐南區(qū)熱電廠和西城區(qū)鍋爐房。鑫豐熱電廠：以國豐鋼鐵公司北區(qū)三臺450m3高爐剩余煤氣為燃料，兩臺25MW供熱機組。機組采用低真空低溫循環(huán)水供熱方式，最大供熱能力260萬，主要供熱范圍為東城區(qū)青年路西側(cè)建筑，2014年供熱面積267萬，已達到最大供熱負荷。調(diào)研得知該熱電廠計劃于2016年拆除。國豐南區(qū)熱電廠：國豐南廠區(qū)2014年新建成1臺50MW發(fā)電機組，加上原有的1臺50MW發(fā)電機組，目前有2 臺發(fā)電機組可用于供熱，但上述2臺發(fā)電機組尚未實現(xiàn)互連互通，且由于煤氣量的減少，國豐南區(qū)熱電廠也只能保證一臺50MW發(fā)電機組用于供熱。最大供熱能力200萬，主要供熱范圍為東城區(qū)青年路東側(cè)建筑及南城區(qū)部分建筑，2014年供熱面積215萬，已達到最大供熱負荷。西城區(qū)鍋爐房：西城區(qū)鍋爐房目前已建成兩臺68MW熱水鍋爐，最大供熱能力280萬，主要供熱范圍為西城區(qū)全部建筑及東城區(qū)湖畔酈舍，2014年供熱面積284萬，已達到最大供熱負荷，豐南區(qū)供熱情況見表1-13。表1-13豐南區(qū)熱源情況統(tǒng)計熱源熱源概況最大供熱能力（萬）2014年供熱面積（萬）鑫豐熱電廠225MW供熱機組260267國豐南區(qū)熱電廠150MW供熱機組200215西城區(qū)鍋爐房268MW熱水鍋爐280284總計740766綜合以上數(shù)據(jù)，2014年供暖季豐南區(qū)各熱源已飽和，并且鑫豐熱電廠在20152016供暖季結(jié)束后將按計劃拆除，該熱源負責供熱區(qū)域?qū)⑷鄙贌嵩?，引入新的供熱熱源迫在眉睫?.2.3 古冶區(qū)（開灤集團）供熱現(xiàn)狀1）開灤熱電集團林電分公司開灤熱電集團林電分公司（下文簡稱林電分公司），采用3臺25MW汽輪機，配置4臺130t/h的鍋爐；目前單臺汽輪機抽汽量為120t/h，供熱面積320萬。根據(jù)林電分公司提供的2015年部分日期的數(shù)據(jù)報表，計算林電分公司日供熱量及供熱區(qū)域負荷指標見表1-14。表1-14林電分公司日供熱量及供熱功率日期01.1801.2101.2502.0103.05日供熱量(GJ)1284413148134211220511941日平均供熱功率（MW）148.7152.2155.3141.3138.22）開灤東方熱電公司開灤東方熱電公司（以下簡稱東方熱電）由2臺490t/h的鍋爐，2臺135MW的汽輪機組，采用五段抽氣供熱，設(shè)計每臺200t/h抽汽量，實際每臺120t/h抽汽量。在20142015供暖季供熱面積360萬（已達最大供熱能力），預(yù)計20152016供暖季增加到490萬（由協(xié)鑫熱電廠提供不足熱量），其中新建小區(qū)供熱面積約200萬，老小區(qū)290萬，設(shè)有52個熱力站。根據(jù)東方熱電提供的2015年部分日期的數(shù)據(jù)報表，計算東方熱電日供熱量及供熱區(qū)域負荷指標見表1-15表1-15東方熱電日供熱量及供熱功率日期01.1501.3002.1403.0203.08日供熱量(GJ)115201210911639104679803日平均供熱功率（MW）133140134.7121.2113.53）協(xié)鑫熱電公司2臺300MW汽輪機組，2臺蒸發(fā)量為1100t/h的鍋爐，單臺最大抽汽量為550t/h，設(shè)計供熱能力600萬，于2015年11月開始供熱。以上三個熱電廠共同負責一次網(wǎng)的運營，并將熱量以26元/賣給居民用戶，物業(yè)負責二次網(wǎng)的管理和向居民收費。古冶區(qū)南部的范各莊、呂家屯另有80萬的開灤煤礦家屬區(qū)由燃煤小鍋爐負責供熱。古冶區(qū)熱源統(tǒng)計情況見表1-16。表1-16古冶區(qū)熱源情況統(tǒng)計熱源熱源概況最大供熱能力c（萬m2）20142015供熱面積（萬m2）汽輪機組（MW臺）抽汽量（t/h臺）鍋爐（t/h臺）林電分公司25312031304320320東方熱電135212024902360360協(xié)鑫熱電a3002500211002600小鍋爐房b80總計9451600760注：a. 20142015年度東方熱電已達最大供熱能力360萬，協(xié)鑫熱電將于2015年11月份開始供暖，與東方熱電共同承擔490萬的供暖面積；b.小鍋爐房位于開灤煤礦家屬區(qū)，其供熱面積80萬。c.基于調(diào)研時熱源廠相關(guān)負責人的描述。1.3潛在工業(yè)余熱1.3.1電廠唐山中心區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱的規(guī)模較大，如圖1-23所示。燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)有七處，分別是：市區(qū)（包括開平區(qū)）的唐山熱電（2300MW）、西郊熱電（2300MW）、陡河熱電（2250MW，2015年底完成4200MW機組改造）；豐潤區(qū)的豐潤熱電（2300MW）；古冶區(qū)的林電（325MW）、東方熱電（2135MW）、協(xié)鑫熱電（2300MW）。另有兩處高爐煤氣熱電聯(lián)產(chǎn)，位于豐南區(qū)，即國豐熱電（150MW）、鑫豐熱電（225MW，201516供暖季結(jié)束后將拆除）。除豐南區(qū)的國豐熱電、鑫豐熱電采用低真空循環(huán)水供熱方式外，其他7家熱電廠均為抽汽供熱。采用抽汽方式供熱的機組，發(fā)電效率高，但凝汽浪費較大、熱效率低，乏汽余熱量大；若能回收這部分低品位余熱，將會大幅度提升供熱能力。目前比較成熟的電廠余熱回收技術(shù)是基于吸收式換熱的熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，通過在電廠廠區(qū)和熱力站末端分別進行吸收式改造，低于30的一次側(cè)低溫回水依次直接換熱、吸收式換熱回收乏汽余熱；汽輪機抽汽一部分用于驅(qū)動廠區(qū)吸收式熱泵，一部分用于尖峰加熱。該技術(shù)的核心在于降低一次網(wǎng)回水溫度。從已有的工程案例看，對于水冷機組，一次網(wǎng)回水溫度降低至25以下時才具有經(jīng)濟效益；對于風冷機組，由于背壓較高，一次網(wǎng)回水溫度降低至40左右時即可產(chǎn)生經(jīng)濟效益。針對燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)抽凝機組的吸收式改造方案詳見第3.2節(jié)。根據(jù)測算，唐山中心區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)潛在的低品位余熱近2000MW。圖1-23熱電聯(lián)產(chǎn)熱源分布示意圖1.3.2 鋼鐵、焦化與水泥工業(yè)余熱唐山是具有百年歷史的重工業(yè)城市，是我國近代工業(yè)發(fā)祥地之一，已形成鋼鐵、能源、建材等支柱產(chǎn)業(yè)，是國家重要的能源、原材料基地，這些工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)的同時消耗了煤炭資源并伴隨大量余熱的放散。本次余熱利用規(guī)劃中，主要針對鋼鐵、焦化及水泥行業(yè)排放的余熱進行利用，考慮到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整及余熱利用量的限制，在本次統(tǒng)計中，主要針對年產(chǎn)量100萬噸以上的企業(yè)，對年產(chǎn)量低于100萬噸的企業(yè)并未列入其中。鋼鐵廠、焦化廠及水泥廠位置分布見Error! Reference source not found.，鋼鐵、焦化及水泥行業(yè)產(chǎn)量見表1-17表1-19。由表1-17可知，唐山市年產(chǎn)量在100萬噸以上的鋼鐵企業(yè)有10家，其年生產(chǎn)鋼鐵總量約為3368萬噸，年消耗煤炭854萬噸。圖1-24產(chǎn)量100萬噸以上鋼鐵、焦化及水泥廠位置分布表1-17鋼鐵廠分布及產(chǎn)量統(tǒng)計鋼廠鋼鐵產(chǎn)量（萬噸/年）耗煤量（萬噸/年）城區(qū)（1家）唐山鋼鐵728489豐南區(qū)（4家）瑞豐鋼鐵50366國豐鋼鐵782110東華鋼鐵23846經(jīng)安鋼鐵22317豐潤區(qū)（3家）寶泰鋼鐵15819天柱鋼鐵28152正達鋼鐵11724古冶區(qū)（2家）春興鋼鐵12314國義鋼鐵21517合計（10家）3368854唐山地區(qū)年產(chǎn)焦炭100萬噸以上的焦化廠有三家，見表1-18，三家年消耗煤炭522萬噸，生產(chǎn)焦炭386萬噸。表1-18焦化廠數(shù)量及分布情況豐南區(qū)古冶區(qū)匯總達豐焦化國義焦化匯豐焦炭產(chǎn)量（萬噸）168114104386煤炭用量（萬噸）222148152522唐山市水泥年產(chǎn)量超過100萬噸的企業(yè)共有5家，其中豐潤區(qū)4家，古冶區(qū)1家，水泥年年總產(chǎn)量為1355萬噸，煤炭年總消耗量120萬噸，見表1-19。表1-19水泥廠產(chǎn)量及分布豐潤區(qū)（4家）古冶區(qū)總計冀東總部冀東豐潤冀東焦莊宏泰水泥冀東啟新熟料產(chǎn)量（萬噸）357964192981851355煤炭用量（萬噸）278451921120工業(yè)企業(yè)中，僅10家鋼鐵企業(yè)就能夠提供4555.2MW的供熱能力。其中2353MW熱量由溫度品位較高的余熱（如沖渣水、發(fā)電效率較低的蒸汽、廢煙氣等）提供，這部分余熱可以考慮并入熱網(wǎng)實現(xiàn)區(qū)域集中供熱；剩余的2202.2MW由低溫冷卻循環(huán)水余熱提供，這部分余熱可以考慮小范圍的低溫供熱或使用電熱泵提高溫度后并入熱網(wǎng)供熱。1.4 存在問題（1）中心區(qū)集中供熱化程度不高，除市區(qū)外，還存在較多分散鍋爐房或其他取暖方式。（2）供熱能源結(jié)構(gòu)不合理，浪費嚴重，未實現(xiàn)能源的綜合利用。多年來城市供熱一直以煤炭為主要供熱燃料，只有極少量建筑采用電力和燃氣、新能源。缺少燃氣、地熱、電力、太陽能等清潔能源作為輔助供熱形式的補充，冬季大量煤炭的燃燒惡化了大氣環(huán)境。唐山作為一座重工業(yè)城市，在工業(yè)生產(chǎn)過程中排放了大量不同溫度品位的余熱；應(yīng)實現(xiàn)低品位工業(yè)余熱資源的綜合利用，特別是用于冬季供暖，這將大大降低冬季供暖的碳排放和污染物排放。（3）供熱布局不夠合理，部分區(qū)域（如豐南區(qū)）集中熱源建設(shè)無法滿足城市供熱的要求。特別是近些年唐山市經(jīng)濟發(fā)展很快，房地產(chǎn)和工廠大量建成對供熱需求很大，集中供熱設(shè)施建設(shè)相對滯后，部分區(qū)域難以滿足新建項目的用熱需求。（4）供熱設(shè)施整體技術(shù)裝備水平不高，無論集中供熱還是分散鍋爐房設(shè)備老化的問題都較突出，早期建設(shè)的集中供熱設(shè)施故障率明顯增加，分散鍋爐房設(shè)備老化的問題更為突出，供熱效率低，污染環(huán)境，浪費能源。（5）集中供暖熱指標實際值偏高，導致供熱能耗過高。一方面是由于部分老舊建筑保溫性能較差，另一方面是由于部分地區(qū)集中供暖運行管理水平不高，供熱調(diào)節(jié)做的并不好。第二章規(guī)劃熱負荷2.1 規(guī)劃供熱面積由于唐山市中心城區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃修編（2014-2020年）對唐山市區(qū)、開平區(qū)、豐南區(qū)等地的規(guī)劃面積增長趨勢過大估計，認為供熱面積年增10%，導致實際面積的增長速率遠低于規(guī)劃。例如上述規(guī)劃認為2016年唐山市區(qū)（包括開平區(qū)）、豐南區(qū)等地的規(guī)劃面積將達到8800萬m2，而通過實地走訪調(diào)研，這些地區(qū)的規(guī)劃面積僅為約5800萬m2。若按照上述材料給出的數(shù)據(jù)估計供熱面積和供熱負荷，則會帶來供熱熱源投資過大的問題。本規(guī)劃方案對于規(guī)劃供熱面積采用式（2-1）進行估計。 (2-1)式中，P為規(guī)劃地域內(nèi)的常住人口數(shù)量；a為單位人口的建筑面積，根據(jù)清華大學建筑節(jié)能研究中心發(fā)布的中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告2015，取值為40/人；為供熱普及率，對于唐山市中心區(qū)可以認為隨著熱源建成、熱網(wǎng)擴張、供熱系統(tǒng)快速發(fā)展，供熱普及率將接近于1，在式中取值為1。根據(jù)唐山市城市總體規(guī)劃（20092020年）、唐山市城市控制性詳細規(guī)劃（20092020年），結(jié)合當前唐山市的經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀，預(yù)測唐山市每五年的城市人口增長比例為19%，從而預(yù)測出唐山中心區(qū)各片區(qū)未來的常住人口數(shù)，如表2-1所示。表2.1 唐山市中心區(qū)各片區(qū)常駐人口預(yù)測 單位:萬人區(qū)域現(xiàn)狀2020年2025年唐山市區(qū)123.95147.50175.53豐南區(qū)19.1522.7927.12豐潤區(qū)26.5831.6337.64古冶區(qū)18.0021.4225.49合計187.68223.34265.78再根據(jù)式（2-1）即可預(yù)測出唐山中心區(qū)未來集中供熱面積的發(fā)展情況，其中現(xiàn)狀供熱面積為實地統(tǒng)計得到，如表2-2所示。表2-2唐山市中心區(qū)各供熱分區(qū)規(guī)劃集中供熱面積匯總 單位:萬區(qū)域現(xiàn)狀近期遠期唐山市區(qū)384259007021.2豐南區(qū)766911.61084.8豐潤區(qū)10181265.21505.6古冶區(qū)760856.81019.6合計63868933.610631.22.2 采暖熱指標確定2.2.1 熱負荷設(shè)計參數(shù)唐山地區(qū)室外氣象參數(shù)為：（1）年平均溫度：11.1（2）室外冬季采暖計算溫度：tw=-10（3）室外冬季最低日平均溫度：tn=-15（4）采暖期室外平均溫度：tp=-1.5（5）采暖期室內(nèi)計算溫度:18。（6）室外平均溫度：-2（7）極端最低溫度：-22.7（8）極端最高溫度：39.6（9）最大冰凍深度：73cm（10）采暖期120天(2880小時)（11）起止日期：11月15日3月15日2.2.2采暖熱指標在規(guī)劃階段難以獲得各類建筑的分類熱指標數(shù)據(jù)，因此推薦采用包括民用建筑、工業(yè)廠房、商業(yè)建筑等各類建筑在內(nèi)的綜合熱指標。綜合熱指標與各類建筑的構(gòu)成比例、各類建筑的實際耗熱量、供熱運行方式、室內(nèi)采暖設(shè)計溫度、供熱系統(tǒng)的運行管理水平等有密切關(guān)系。對于唐山市區(qū)（包括開平區(qū)）的綜合熱指標，采用基于四大熱電廠實際運行數(shù)據(jù)進行估算的方法。對四大熱電廠在201415供暖季的供熱量逐天相加，取得最大值，再除以四大熱電廠負責的總供熱面積，最終計算得到市區(qū)的實際綜合熱指標約為41W/（見本規(guī)劃表1-4）。未來隨著節(jié)能建筑比例的提高，供熱運行水平的完善，該綜合熱指標將進一步降低，在本規(guī)劃中近期和遠期均采用38W/。對于豐潤區(qū)的綜合熱指標，根據(jù)豐潤熱電的實際供熱量和供熱面積，最終計算出綜合熱指標為48.5W/（見規(guī)劃表1-4）。未來隨著節(jié)能建筑比例的提高，供熱運行水平的完善，該綜合熱指標將進一步降低，在本規(guī)劃中近期采用45W/，遠期采用40W/。對于豐南區(qū)的綜合熱指標，根據(jù)當?shù)責崃咎峁┑啮呜S熱電廠、國豐熱電廠和西城區(qū)的供熱鍋爐房的供熱能力及實際供熱面積，最終計算出綜合熱指標為50W/。未來隨著節(jié)能建筑比例的提高，供熱運行水平的完善，該綜合熱指標將進一步降低，在本規(guī)劃中近期采用45W/，遠期采用40W/。對于古冶區(qū)的綜合熱指標，根據(jù)林電、東方熱電廠提供的實際運行數(shù)據(jù)及供熱面積（見規(guī)劃表1-14，表1-15），最終計算出綜合熱指標為44W/。未來隨著節(jié)能建筑比例的提高，供熱運行水平的完善，該綜合熱指標將進一步降低，在本規(guī)劃中近期采用40W/，遠期采用38W/。2.3 規(guī)劃熱負荷2.3.1熱需求根據(jù)采暖熱指標計算的熱負荷為設(shè)計負荷(即最大熱負荷)，其熱指標已經(jīng)包含熱力管網(wǎng)輸送過程的熱損失，計算按下列公式計算。QmaxqA/103式中： Qmax采暖設(shè)