唐山市供热规划方案初稿资料.docx
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唐山市供热规划方案初稿资料
唐山市供热规划方案
（初稿）
清华大学建筑节能研究中心编制
唐山市中心区供热规划
（初稿）
清华大学建筑节能研究中心
2015年11月12日
摘要
唐山市中心区分为市区（包括开平区）、丰南区、丰润区和古冶区。
目前集中供暖的主要热源包括：
市区和丰润区的唐山热电、陡河热电、西郊热电、丰润热电等四大电厂，以及丰润调峰锅炉房；丰南区的国丰热电、鑫丰热电以及西城锅炉房，鑫丰热电将于明年供暖季开始前拆除；古冶区的林电、东方热电，协鑫热电将于今年投产使用。
中心区集中供热存在的突出问题包括：
1）中心区集中供热化程度不高，除市区以外，还存在较多分散锅炉房或其他取暖方式。
2）供热能源结构不合理，浪费严重，未实现能源的综合利用。
若能实现低品位工业余热资源的综合利用，特别是用于冬季供暖，这将大大降低冬季供暖的碳排放和污染物排放。
3）供热布局不够合理，部分城区（集中热源建设无法满足城市供热的要求。
4）供热设施整体技术装备水平不高，部分热源供热效率低，污染环境，浪费能源。
5）集中供暖热指标实际值偏高，导致供热能耗过高。
详细分析了唐山市中心区各区域的供热现状及各热源的供热能力，推演得到了各区域各阶段的规划热负荷。
将规划热负荷与计划保留热源的供热能力进行比较，可以发现唐山市中心区整体至远期都并不缺热。
但是，各区域之间热平衡差异较大：
丰南区近期、远期都缺热；市区远期缺热500MW左右；丰润区和古冶区供热能力远远超过当地的需求，特别是古冶区，大约有800~900MW的供热能力盈余。
尽管现有热电联产及锅炉的供热能力足以满足唐山市中心区的供暖需求，但是从环境保护、大气污染物治理的角度出发，必须充分利用低品位工业余热进行供暖，从而以最少的碳排放解决中心区的冬季供暖问题。
计算分析了唐山市中心区范围内工业余热资源。
本地区工业余热资源非常丰富，包括电厂乏汽余热、钢铁厂、焦化厂、水泥厂等各种不同品位和形式的余热热源。
电厂余热总计近2000MW；钢铁厂余热总计约4555MW，其中冲渣水余热、钢渣余热、低压蒸汽余热等现阶段较易回收的余热约有1500MW。
无论电厂或工厂，工业余热资源的回收利用都要求尽量降低一次网回水温度；特别是采用水冷机组的电厂，回水温度应降低至30℃以下才具有经济效益。
设计了低品位工业余热供暖的方案，并与常规电厂抽汽供暖方案进行了经济性和节能效益的比较。
应在唐山市中心区范围充分利用低品位工业余热进行集中供暖，电厂抽汽作为调峰和备用热源，保证供热安全和供热质量。
丰南工业余热可满足本地区供暖需求，多余的工业余热可向市区输送；唐山市区的热源包括唐钢余热、丰南输送来的工业余热及本地区的电厂抽汽；古冶区、丰润区本地工业余热仅用于本地区供暖，不足的热量由当地电厂抽汽补足。
相比于传统的电厂抽汽供暖，低品位工业余热供暖的方案具有经济性良好、节能减排效益突出的优势：
静态回收期不到5年，且可额外减少供暖燃煤消耗约38万吨/年，减少CO2排放100万吨，减少SO2逾3000吨，减少NOx排放约2800吨，从而大幅削弱冬季雾霾的影响。
另外可节约工业用水近360万吨/年。
最后，唐山市中心区剩余的电厂抽汽可以通过大温差长距离技术输送至周边地区，实现京津冀协同。
第一章供热现状及存在问题
1.1供热面积及热负荷现状
1.1.1唐山市现供热面积
根据《唐山市中心城区供热规划调整（2014-2020年）》，确定本规划的供热范围为唐山市中心城区，其供热范围与城市总体规划、控制性详细规划及供热规划一致。
唐山市中心城区的发展要将丰南、开平、丰润、古冶连成一片，完善城镇化发展格局，壮大中心城区，加快城市群发展。
本规划中的中心城区是指市区（主要包括路南区、路北区及高新区）、丰南区、丰润区、开平区及古冶区，各区供热面积现状如表1-1所示。
唐山市中心城区集中供热事业发展比较迅速，城市热网集中供热（市区供热）的主要热源有4座，调峰锅炉房1处。
分别是大唐国际唐山热电有限责任公司（以下简称唐山热电公司）、大唐国际陡河发电厂（简称陡河电厂）、大唐国际丰润热电有限公司（丰润热电）、唐山华润热电有限公司（西郊热电厂）及丰润区调峰锅炉房（实际该调峰锅炉作为正常供暖热源使用）；丰南区热源主要有：
鑫丰热电厂、国丰南区热电厂及西城区锅炉房；古冶区供热热源主要有开滦热电集团林电分公司、开滦东方热电公司、协鑫热电公司，各供热热源的供热面积现状如表1-2所示，唐山热力公司所属各热源供热面积见表1-3。
表1-1唐山市2014~2015供暖季各区供热面积（万㎡）
市区a
丰南区
丰润区
古冶区
合计
供热面积/万㎡
3842
766
1018b
760c
6386
注：
a.市区指城区和开平区，城区包括路南区、路北区、高新区；
b.丰润区总供热面积为1018万㎡，其中丰润热电公司供应658万㎡，丰润调峰锅炉供应360万㎡；
c.古冶区供热分为热电联产片区和锅炉片区两部分，其中热电厂供热面积680万㎡，开滦煤矿家属区则由小锅炉供热80万㎡，古冶区总供暖面积760万㎡。
表1-22014~2015供暖季各热源供热面积（万㎡）
热源
供热面积（万㎡）
热源
供热面积（万㎡）
可再生能源a
175
国丰南区电厂
215
唐山热电公司
1177
西城区锅炉房
284
陡河电厂
910
林电公司
320
丰润热电b
1070
东方热电b
360
西郊热电
1168
协鑫热电c
—
丰润锅炉
360
开滦家属区小锅炉房
80
鑫丰热电
267
注：
a.可再生能源主要由唐钢冲渣水余热及污水厂中水热泵供暖；
b.丰润热电公司总供热面积为1070万㎡，其中负责市区供热面积为412万㎡，负责丰润区供热面积658万㎡；
c．协鑫热电公司将于2015年投入运行，计划2015~2016供暖季东方热电与协鑫电厂共同承担490万㎡供热面积。
表1-32014~2015供暖季唐山市热力公司供热汇总（万㎡）
四大热电厂
丰润锅炉
可再生能源
汇总
唐山热电公司
陡河电厂
丰润热电
西郊热电
1177
910
412
1168
360
175
4202
3667
360
175
截止2014年底，中心城区的总供暖面积为6386万㎡，按区域划分市区（路南区、路北区及高新区、开平区）供暖面积为3842万㎡，丰南区766万㎡，丰润区1018万㎡，古冶区760万㎡（含开滦煤矿家属区由小锅炉供热80万㎡），唐山热力公司总供暖面积为4202万㎡，其中四大热电厂在市区的供热面积为3667万㎡。
1.1.2供暖热负荷指标
图1-1为唐山热电公司2014~2015供暖季日供热量变化曲线，平均供热量为347MW,其最大供热量为476MW，时间出现在2015年1月1日；唐山市2014~2015供暖季室外日最低气温分布如图所示，最低气温为-14℃，分别出现在2014年12月17日、2015年1月1日与2015年1月28日。
由表实际供热面积1177万㎡，可知唐山热电公司供热区域热负荷指标为40.44W/㎡。
图1-1唐山热力公司2014~2015供暖季供热量变化曲线（MW）
图1-2唐山市2014~2015供暖季日最低气温变化规律
图1-3为陡河电厂2014~2015供暖季日供热量变化曲线，平均供热量为251MW，其最大供热量为321MW，时间出现在2015年1月27日；由表实际供热面积910万㎡，可知陡河电厂供热区域热负荷指标为35.27W/㎡。
图1-3陡河电厂2014~2015供暖季日供热量（MW）
图1-4为丰润热电公司2014~2015供暖季日供热量变化曲线，平均供热量为414MW,其最大供热量为519MW，时间出现在2015年1月28日；由表在2014~2015供暖季实际供热面积1070万㎡，可知丰润热电公司供热区域热负荷指标为48.5W/㎡。
图1-4丰润热电公司2014~2015供暖季供热量变化曲线（MW）
图1-5为西郊热电公司2014~2015供暖季日供热量变化曲线，平均供热量为386MW,其最大供热量为504MW，时间出现在2014年12月16日；由表在2014~2015供暖季实际供热面积1168万㎡，可知西郊热电公司供热区域热负荷指标为43.15W/㎡。
图1-5西郊热电2014~2015供暖季供热量变化曲线（MW）
对比图1-1与图1-2可知，2014~2015供暖季唐山市室外最低气温为-14℃，分别出现在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，但供热量变化曲线却显示1月份供热量数值仅约为整个供暖季的平均值，这可能是因为唐山热力公司管网由4家热电厂及1座调峰锅炉组成，管网虽然设有隔断阀门，但在实际运行中热力公司可调节阀门，使各热源的实际供暖面积动态变化，因此使得各热电厂的实际供热面积偏离表中所对应的规划供热面积。
鉴于此，对唐山市热力公司供热区域热负荷指标的确定不采用各热电厂供热区域最大面积热指标，而是将各热电公司每天供热量相加，取其最大值，再用该最大供热量除以总供暖区域面积（3677万㎡），从而确定综合热指标。
如图1-6所示为唐山热力公司4座热电厂总供热量变化曲线，在2015年1月27日最大供热量为1775MW；由表可知，四座热电厂总供热面积为4325万㎡，因此供暖热负荷指标为：
41.04W/㎡。
图1-6唐山热力公司四座热电厂2014~2015供暖季总供热量变化曲线（MW）
根据以上分析，唐山热力公司四大热电联产供热情况见表1-4。
表1-4市区四大热电厂供热情况
名称
供热面积
（万㎡）
最大供热量
（MW）
计算热指标
（W/㎡）
供热量
（GJ）
供热量指标
（GJ/㎡）
唐山热电公司
1177
476（2015.01.01）
40.4
3626855
0.31
陡河电厂
910
321（2015.01.27）
35.3
2629055
0.29
丰润热电公司
1070
519（2015.01.28）
48.5
3337405
0.31
西郊热电
1168
504（2014.12.16）
43.2
4067300
0.35
总计
4325
1775（2015.01.27）
41.0
13660615
0.32
热源供热量随室外温度波动，根据以上四大热电厂每天供热量、总供热面积及唐山市室外最低温度变化（见图），可得单位面积热指标随室外气温变化的散点图（如图）。
整体看，随着外温变化，供热量存在一定的调节：
严寒期的热负荷指标略高于40W/㎡，初末寒期的热指标约为25W/㎡。
但是，调节效果距离优化控制、节能运行的目标仍有差距，在同一外温条件下，供热量或高或低，差异明显：
以外温-3℃时为例，热负荷最大值（约35W/㎡）大约是最小值（约21W/㎡）的1.7倍，是平均值（约28W/㎡）的1.3倍，即存在过量供热的情形。
图1-7热负荷指标与室外温度散点图
1.2供热热源现状
1.2.1唐山热力公司集中供热热源现状
唐山市城市热网集中供热均由唐山市热力总公司负责，城市热网集中供热的热电联产热源有4座，分别是唐山热电公司（供热面积1177万㎡）、陡河发电厂（供热面积1177万㎡）、丰润热电有限公司（其中丰润区供热面积658万㎡，市区供热面积412万㎡）、西郊热电（供热面积1168万㎡），另在丰润区设置一处调峰锅炉房，实际该调峰锅炉作为正常供暖热源使用，供热面积为360万㎡，另有钢铁厂余热及中水源热泵供暖系统供热面积为175万㎡，各热源位置示意见图1-8。
唐山热力公司所属热源基本并网，各供热热源正常运行期间的大致供暖范围隔断见图1-9。
图1-8唐山热力公司热源分布示意图
图1-9唐山热力公司所属供热管网隔断位置示意图
1）大唐国际唐山热电有限责任公司（唐山热电公司）
唐山热电公司位于唐山市中东部，建华道东侧，滨河路西侧，河西路南侧，陡河边上。
汽轮机采用东方汽轮机厂生产的300MW机组2台，配置上海锅炉厂生产的蒸发量为1025t/h的锅炉2台；单台最大抽汽量为550t/h，采用5段抽汽供热；现设计总供热能力1200万㎡。
流量为3500t/h的循环水泵共8台，其中扬程为110m与85m的循环泵各4台；电厂补水泵2台，扬程32米，流量为187t/h，瞬间最大补水量为200t/h，日常补水量为120t/h。
唐山热电公司供热范围在市区中心地带建设路两侧为主，具体供热范围为：
建设南路以东，学院路（一直到学院南路与西山道交叉口）以东，建设南路以东；龙富南道以南区域。
唐山热电公司热电联产机组额定供暖工况下的基本形式和参数如表1-5和图1-10所示。
表1-5唐山热电公司汽轮机组参数
项目
单位
设计数据
型号
C300/220-16.7/0.3/537/537
型式
冲动式、亚临界、一次中间再热、两缸两排汽、抽汽、凝汽式汽轮机
额定主蒸汽压力
MPa
16.7
额定主蒸汽温度
℃
537
排汽压力
kPa
5.2
抽汽温度
℃
232.7
抽汽压力
MPa
0.3
抽汽量
t/h
550
图0-1唐山热电公司汽轮机组参数
2014~2015供暖季实际供热面积1177万㎡，热量销售价格29.7元/GJ，供热热网设计循环水流量12000t/h，实际流量见下图1-11所示，管网供回水水温及供回水温差变化分别见图1-12与图1-13。
图1-11唐山热电热网水流量变化曲线（2014.11.15~2015.3.16）
图1-12唐山热电热网水温变化曲线（2014.11.15~2015.3.16）
图1-13唐山热电热网水供回水温差变化曲线（2014.11.15~2015.3.16）
2）大唐国际陡河发电厂（陡河电厂）
大唐国际陡河发电厂位于唐山市开平区，唐山市北偏东方向，距离市中心约17公里处，地处陡河水库西岸，隶属于中国大唐集团大唐国际发电股份有限公司。
大唐国际陡河发电厂二期2×250MW（#3、4机组）汽轮机组是日本日立公司在上世纪70年代生产的两台机组，汽轮机由日本日立公司生产的TCDF-33.5型亚临界、双缸双排汽、单轴、一次中间再热、凝汽式汽轮机，单台最大抽汽量300t/h。
陡河电厂热电联产机组额定供暖工况下的基本形式和参数如表1-6和图1-14陡河电厂汽轮机组参数所示（图中同一型号的机组仅以一台示意）。
表1-6陡河电厂汽轮机组参数
250MW机组
200MW机组
汽轮机型号
N250/C190-16.67/0.588/535/535
N200-130/535/535
主蒸汽温度/℃
535
535
主蒸汽压力/MPa
16.67
13.72
进汽量/（t/h）
850
670
排汽压力/MPa
0.0042
0.0049
排汽焓/（kJ/kg）
2415
32.54
抽汽温度/℃
305
241
抽汽压力/MPa
0.588
0.25
抽汽量/（t/h）
300
120
图1-14陡河电厂汽轮机组参数
2014~2015供暖季单台机组每月运行参数见表，供回水水温参数变化规律见图1-15，热网日循环水量变化见图1-16；预计今年（2015年）年底完成4台200MW机组的凝改抽改造，单台最大抽汽量120t/h，对应锅炉为4×670t/h的锅炉，热量销售价格为29.7元/GJ。
供热管网设计供回水温度130/70℃，工作压力1.6MPa，管网中途设回水加压泵站。
大唐国际陡河发电厂供热范围为开平区和市区东北部区域，具体为龙富南道以北，学院路以东的区域，2014~2015供暖季实际供热面积910万㎡，基本达到供热能力。
表1-7陡河电厂250MW单台机组各月运行状况
月份
耗煤量
（吨标煤）
发电量
（万kWh）
供电量
（万kWh）
供热量
（GJ）
1月
112103.6
28746.59
27264.64
760524
2月
104669.9
26345.88
25011.9
669165
3月
101785.8
29115.32
27431.19
344506
4月
87730.47
28047.78
26294.98
0
5月
92394.97
29722.41
27838.06
0
6月
87139.35
27899.42
25972.67
0
7月
90657.42
28739.93
26665.63
0
8月
87531.43
27616.46
25665.31
0
9月
49170.23
15933.47
14864.73
0
10月
52104.46
16778.16
15711.13
0
11月
93076.42
24695.37
23274.25
398259
12月
110762.5
25683.71
24493.07
738476
图1-15陡河电厂供回水水温参数变化曲线（2014.11.16~2015.3.16）
图1-16陡河电厂热网循环水量变化曲线（2014.11.16~2015.3.16）
3）大唐国际丰润热电有限责任公司（丰润热电）
大唐国际丰润热电有限责任公司（简称：
丰润热电）位于河北省唐山市丰润区西侧，处于京津唐电网负荷中心，丰润热电公司项目规划为4×300MW供热机组，一期为2×300MW亚临界燃煤汽轮机，型号为：
CN250/300-16.7/538/538/0.4，配套2台型号为：
HG-1025/17.5-YM37的锅炉，由哈尔滨厂生产；电厂补水泵2台，扬程32m，日常补水量80t/h，瞬间最大补水量为200t/h。
汽轮机采用5段抽汽供热，单台最大抽汽量为550t/h，2014~2015供暖季实际供热面积1070万㎡，基本达到供热能力，电价0.3971元/kWh，热量销售价格29.7元/GJ。
丰润热电的热电联产机组额定供暖工况下的基本形式和参数如表1-8和图1-17所示。
表1-8丰润热电汽轮机组参数
项目
单位
设计数据
型号
CN250/300-16.7/538/538/0.4
型式
冲动式、亚临界、一次中间再热、两缸两排汽、抽汽、凝汽式汽轮机
额定主蒸汽压力
MPa
16.7
额定主蒸汽温度
℃
538
排汽压力
kPa
4.0
抽汽温度
℃
235
抽汽压力
MPa
0.35
额定抽汽量
t/h
500
图1-17丰润热电汽轮机组参数
2014年度机组年运行情况见表1-9，2014~2015供暖季供回水水温参数变化见图1-18，管网循环水流量变化见图1-19。
供热范围：
丰润区，连同市区的路北区的学院北路以西，兴源道以南。
2014~2015供暖季实际供热面积1070万㎡，2015~2016计划供热面积1177万㎡。
表1-9丰润热电机组年运行情况（2014年度）
月份
发电量（万kWh）
供热量（GJ）
耗煤量（吨标煤）
1#机组
2#机组
1#机组
2#机组
1#机组
2#机组
1月
16653
16670
546899
598764
60091
62095
2月
15157
14721
447577
486287
52760
52963
3月
9341
16587
231319
384489
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
241163
297454
32804
52472
12月
16943
16786
702596
580753
70716
66531
图1-18丰润热电供回水参数变化曲线（2014.11.15~2015.3.15）
图1-19丰润热电管网循环水量变化曲线（2014.11.15~2015.3.15）
4）唐山华润热电有限公司（西郊热电）
唐山华润热电有限公司唐山市西郊热电厂位于唐山市西南郊区的寿王庄北侧，新华道以南约2.5公里。
其供热区域为：
在兴源道与友谊北路交叉口西南区域；学院南路与西山道西北方向；国防道与建设南路西北方向区域。
西郊热电配置B&WB-1140/25.4-M锅炉两台，CC350/230-24.2/566/566汽轮机两台，热网加热器：
LRJW2200-2560型4台；热网循环泵：
DFSS500-9/4，流量3300t/h；扬程125m；轴功率1322kW；运行水温≤105℃。
西郊热电的热电联产机组额定供暖工况下的基本形式和参数如表1-10和图1-20所示。
表1-10西郊热电汽轮机组参数
项目
单位
设计数据
型号
CC350/245-24.2/566/566
额定主蒸汽压力
MPa
24.2
额定主蒸汽温度
℃
566
排汽压力
kPa
5.2
抽汽温度
℃
248
抽汽压力
MPa
0.4
额定抽汽量
t/h
500
图1-20西郊热电汽轮机组参数
2015年1~9月份华润热电机组发电及煤耗见表，管网水温及循环水量参数变化见图1-21与图1-22。
表1-11西郊热电厂煤耗、发电量及供热量（2015年1~9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
185165
161019
168265
82033
89812
86071
110131
93813
86075
发电量MWh
370812
316224
354312
188652
200250
189972
244272
210672
198876
厂用电量MWh
25245
21952
23804
11895
13325
11862
14984
12886
11332
供热量
1100069
878445
492163
/
/
/
/
/
/
图1-21西郊热电供回水温度变化曲线（2014.11.15~2015.3.15）
图1-22西郊热电热网循环水量变化曲线（2014.11.15~2015.3.15）
5）丰润大型调峰锅炉房
丰润大型调峰锅炉房为4台70MW燃煤热水锅炉，其中DZL70-1.6／130／70-AII3型锅炉2台，QXL70-1.6/130/70-AII型锅炉
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