某开发区市政供热系统项目可行性研究报告.docx
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某开发区市政供热系统项目可行性研究报告
某开发区市政供热系统项目
可行性研究报告
附表
附表1：
热网水力计算表
附表2：
投资估算表
附图
序号
名称
附图R-01
厂区总平面位置图
附图R-02
锅炉房原则性热力系统图
附图R-03
锅炉房原则性燃烧系统图
附图R-04
锅炉房原则性输煤系统图
附图R-05
锅炉房原则性除渣系统图
附图R-06
主厂房零米平面布置图
附图R-07
主厂房7.0米平面布置图
附图R-08
锅炉房剖面布置图
附图R-09
热负荷分区图
附图R-10
热网平面图
附图R-11
热网水力计算简图
附图R-12
热网主干线水压图
附图R-13
热负荷延续曲线图
附图R-14
（1万m2）换热站流程图
附图R-15
（3万m2）换热站流程图
附图R-16
（5万m2）换热站流程图
附图R-17
（8万m2）换热站流程图
附图R-18
（10万m2）换热站流程图
附图R-19
（15万m2）换热站流程图
附图R-20
（20万m2）换热站流程图
第一章概述
1.1项目概况
1.1.1项目名称
某开发区市政供热系统项目
1.1.2建设单位
某市某热电有限责任公司
1.1.3建设地点
某市经济技术开发区
1.1.4建设规模
新建两台91MW往复式热水锅炉房，建设高温一级管网59586米，换热站51座，实现供热面积260万m2。
1.1.5编制依据
a.《某市城市总体规划》（2013-2030年）
b.《某市城区供热规划》（2003-2020年）
c.《锅炉房设计规范》GB50041-2008
d.《城镇供热管网设计规范》CJJ34-2010
e.《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012
f.《城镇供热直埋热水管道技术规程》CJJ/T81-2013
g.《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-2010
h.国家八部委联合发布的第2号令《工程建设项目勘查设计招标办法》2003年6月12日
i.中华人民共和国节约能源法
j.其它有关规范及规程
1.2研究范围
本工程供热研究范围为某市某热电有限责任公司新建的锅炉房、一次网、热力站，包括热负荷的统计、建设条件、建设报告、投资估算及经济效益分析等。
1.3城市概况
1.3.1某市区概况
某市位于某省南部，处在某市区西南30公里。
西北、北部隔某江与肇源、肇东两市相望；东、东南与某城、某市接壤；南、西部以某河为界，与某省两市为邻。
区域南北长65公里，东西宽85公里，全区土地面积3112平方公里。
现状人口21万，其中常住人口16.9万，常住流动人口4.1万。
某市是某市南部区域性中心，是以加工工业、商贸物流为主导的中等城市。
某市交通条件优越，不仅有某、拉滨铁路贯通南北，而且有国道从境内通过，距某市国际机场30公里。
北可至某市等省内大中小城市，交通区位条件极佳。
1.3.2经济概况
2014年，全区生产总值实现360亿元，增长13.5%；全国公共财政预算收入实现16.5亿元，增长34%；地方公共财政预算收入突破10亿元，增长34.3%；全社会固定资产投资实现159亿元，增长30.5%；社会消费品零售总额实现72.3亿元，增长17%；城镇居民人均可支配收入和农民人均纯收入分别达到13608元、11529元，分别增长16%和15%。
跻身国家现代农业示范区、全某展改革试点和全国蔬菜产业重点县行列。
1.3.3资源概况
耕地总面积3374946亩，其中灌溉水田面积86140.2亩，旱田3273878.4亩，菜田14927.4亩。
牧草地264492.7亩，其中天然草地260429.9亩，人工草地4062.8亩。
未利用土地总面积690007亩，其中荒草地47249.7亩，盐碱地1128亩，沼泽地7004.8亩，沙地1770.8亩，其它未利用土地11148.7亩。
某市属资源贫乏区，已探明和开采的矿产资源有五种：
石油分布在临江、水泉、杏山、万龙等乡镇，在白垩地层1200-1500米之间，储有工业价值的原油。
天然气分布在永胜乡至某市太平区之间。
据石油勘测部门探明储油面积1500平方公里，储量达3700万吨，按每年开采50万吨计算，可开采70年，前景十分可观。
目前已打井194眼,年开采量达10万吨。
石英砂（建设用砂）主要分布在某河流域，年开采量在500万立方米左右，是某市建筑市场的主要建筑材料。
砖瓦用粘土分布较广，已探明储量为785.4万立方米,保有储量为565.2万立方米，是红砖生产的主要原料。
矿泉水是省内不可多得的矿产资源，分布在公正乡、五家镇、农丰镇，储量丰富。
某市三面靠水，某江位于北部，流经四个乡镇，流程全长65公里，某河围绕南、西边境，流经七个乡镇，流程全长135公里。
某市水资源由两部分组成，地表水和地下水。
地表水资源一部分为境内地面径流量，另一部分为过境的江河水。
地下水资源比较丰富，全区可开采的地下水资源总量为1.83亿立方米，年开采量为0.3亿立方米，占可开采量的16.4％。
1.3.3气象概况
某市属寒温带湿润—半湿润大陆性气候。
春季回暖快、多风、易干旱；夏季短促而炎热，雨水较多；秋季凉爽早霜；冬季严寒少雪。
年平均气温：
4.2℃
冬季采暖室外计算温度：
-24.2℃
极端最高温度：
34.5℃
极端最低温度：
-40.0℃
一月份相对湿度：
71%
七月份相对湿度：
73%
冬季日照率68%
年平均室外风速3.4m/s
全年主导风向：
西南
采暖期平均温度：
-9.4℃
采暖期天数：
176天
最大冻土深度195cm
1.4城区总体规划简介
1.4.1城区总体规划年限
城区总体规划年限为2013-2030年，其中近期为2013-2015年，中期为2016-2020年，远期为2021-2030年。
1.4.2城区总体规划范围
城区总体规划分为三个层次：
1）规划区：
是指某区行政辖区，3112平方公里；
2）中心城区：
是指主城区、某乡、新兴镇、周家镇、五家镇、公正镇、东官镇、幸福乡、乐群乡乐群村的行政辖区，总面积924平方公里；
3）主城区：
是指东至某高速，西至哈大高铁，北至某机场，南至102国道，总面积51.39平方公里。
1.4.3人口规模和城镇化水平
至2030年，规划某区区域总人口151万人，城镇化水平64%。
其中：
至2015年，规划人口为96.7万，城镇化水平为38%；到2020年，规划人口为107.5万人，城镇化水平为51%。
1.5供热规划简介
《某市城区供热规划》（2003-2020）是2003年12月编制的。
规划近期为2003年-2006年，规划远期为2007年-2020年。
1.5.1原规划热负荷
近期规划供热面积为230.0万平方米，远期规划供热面积为413.0万平方米。
近期采暖面积综合热指标为62W/m2，远期规划综合热指标为58.5W/m2。
近期规划采暖最大热负荷为142.6MW，采暖平均热负荷为89.15MW，最小热负荷42.14MW。
远期规划采暖最大热负荷为241.61MW，采暖平均热负荷为151.01MW
最小热负荷71.27MW。
1.5.2规划热源
根据某区热负荷发展的情况，近期规划拟在东路开发区同兴路北作为热源选择，建设1台12MW抽气式和1台12MW背压式汽轮机配3台75t/h蒸汽锅炉，远期在近期热源的基础上再扩建2台75t/h蒸汽锅炉和1台12MW背压式汽轮机。
1.5.3规划热网
近期规划蒸汽网：
蒸汽网主干线从电厂西南出口沿公路向南至解放路，沿解放路向南至乳品公司，向东至某食品有限公司。
近期规划采暖热水管网：
热水主干线从电厂西南出口沿同兴路向西至和平大街，一路支线沿和平大街穿越解放大街，进入老城区西南隅；另一路支线沿和平大街向北至新兴路，沿花园大街向北至新城区。
远期规划蒸汽网：
远期规划的蒸汽主干线与近期完全相同。
远期规划采暖热水管网：
由于远期规划的供热面积已经延伸至铁北，因此在新城区锅炉房出口穿越铁路向西北新建一条热水管线，该管线主要承担铁北区的供热负荷。
1.6原可研批复情况说明
某省发展和改革委员会《关于某市热电联产集中供热工程可行性研究报告的批复》发改能源[2004]62号文件同意某市某热电有限责任公司新建某市城区热电联产集中供热工程，其建设规模为3台75t/h循环流化床次高压蒸汽锅炉、1台12MW背压式供热机组、1台12MW双抽式供热机组、1台58MW循环流化床热水锅炉，供热面积230万平方米。
由于多方面原因，本工程到目前尚未建设。
1.7建设的必要性
（1）热负荷发展需要
随着棚户区改造的深入进行以及城市的迅速发展，某市区建设步伐加快，大量建筑需解决供热问题。
现有小型供暖锅炉房数量多，容量小且效率低，不能满足日益增长的热负荷需要。
2015年底，拟并网实现供热面积260万m2。
供热需求紧迫，因此需要先期建设2×91MW热水锅炉，取代现有小型供暖锅炉房。
锅炉房建成后采暖季运行小时数大，综合煤耗低，有利于节约能源；同时增加了供热的可靠性。
（2）经济、社会效益
根据规划要求，大型集中供热工程建成，将避免供热区域内的分散小锅炉房。
提高能源利用率，减少二氧化硫、氮氧化物和粉尘的排放，环境污染程度减少；同时，取代用电、油、煤气等供热的建筑，集中供热可以降低用户供热成本，节约能源。
1.8主要设计原则
a.遵循城市总体规划和供热规划确定的原则；
b.统一规划布局；
c.技术报告以增加科技含量、节约能源、提高集中供热的社会效益和经济效益；
d.为贯彻集中供热、节约能源、减少环境污染、减少占地、加快建设进度的原则，尽量采用符合环保要求的锅炉及国产优质设备；
e.采用科学的报告、先进的技术，做到现代化与实用性完美的结合；
f.贯彻执行国家有关基本建设方针和规范、规程，报告经济合理，以节约能源，节省投资，减少环境污染。
第二章热负荷
2.1供热现状
某热电现有小型供暖锅炉199台，总容量473.5t，供热面积为146.7万m2。
2.2设计热负荷
2.2.1现有供热面积
根据有关部门统计，原有供热面积合计146.7万m2。
规划新增面积为113.3万m2，总供热面积260万m2。
2.2.2规划集中供热面积
本次可研范围内设计集中供热面积为260万m2，供热范围为某市迎宾路两侧城南负荷区及堡旭大道两侧负荷区、新城区部分区域及某市经济开发区。
根据供热区域内的热负荷分布情况，结合地形情况，配合管网主干线敷设路由，本工程共设置了51个热负荷分区。
根据区域位置情况和热力站设置原则，每个负荷分区内即为一个供热区域，设置热力站。
具体热负荷分区统计如表2-1所示。
表2-1热负荷分区统计表
序号
换热站名称
供热面积（万㎡）
1
HRa1
0.4
2
HRa2
4.0
3
HRa3
2.9
4
HRa4
3.2
5
HRa5
3.5
6
HRa6
2.4
7
HRa7
1.5
8
HRa8
2.5
9
HRa9
4.4
10
HRa10
6.2
11
HRa11
3.0
12
HRa12
1.3
13
HRa13
21.3
14
HRa14
4.6
15
HRa15
13.3
16
HRa16
6.8
17
HRa17
9.4
18
HRa18
4.1
19
HRa19
1.2
20
HRa20
1.3
21
HRa21
1.0
22
HRa22
0.5
23
HRa23
7.4
24
HRa24
12.8
25
HRa25
15.5
26
HRa26
26.3
27
HRa27
3.2
28
HRa28
11.0
29
HRa29
4.9
30
HRa30
3.3
31
HRa31
5.7
32
HRa32
4.9
33
HRa33
4.9
34
HRa34
6.1
35
HRa35
3.3
36
HRa36
3.3
37
HRa37
2.1
38
HRa38
2.1
39
HRa39
4.9
40
HRa40
2.1
41
HRa41
4.1
42
HRa42
3.3
43
HRa43
4.1
44
HRa44
1.3
45
HRa45
2.1
46
HRa46
4.1
47
HRa47
6.0
48
HRa48
3.3
49
HRa49
4.9
50
HRa50
2.1
51
HRa510
2.1
合计
260.0
2.2.2采暖热指标
依据《城镇供热管网设计规范》（CJJ34-2010），结合供热区域的实际情况，综合热指标选取原则如下：
a.参照设计规范中各类建筑物的热指标
b.参照供热区域内现有不同建筑物的组成比例
c.参照现有供热系统实际运行资料
d.预测市区建设的发展趋势
e.节能建筑材料的应用
本工程范围内主要以新规划建筑为主，依据《城镇供热管网设计规范》（CJJ34-2010），某市各类建筑面积所占比例及采暖热指标如表2-2所示。
表2-2某市各类建筑面积比例表
建筑物性质
所占比例
采暖热指标
住宅
75.20%
61W/m2
居住综合区
3.77%
60W/m2
办公、学校
4.51%
63W/m2
医院、托幼
3.95%
65W/m2
旅馆
3.60%
60W/m2
商店
4.51%
66W/m2
食堂餐厅
2.56%
115W/m2
影剧院、展览馆
1.06%
100W/m2
大礼堂、体育馆
1.20%
118W/m2
经加权平均计算，得出综合热指标为：
75.20%×61＋3.77%×60＋4.51%×63＋3.95%×65＋3.60%×60＋4.51%×66＋2.56%×115＋1.06%×100＋1.20%×118=64W/m2
2.2.3设计热负荷
根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》提供的数据：
采暖室外计算温度：
=-24.2℃
采暖期日平均温度：
=-9.4℃
采暖期室内设计温度：
=18℃
采暖期天数：
=176天，（折合4224小时）
采用下列公式计算小时采暖期最大、最小、平均热负荷数值。
采暖设计热负荷计算公式：
式中：
—采暖设计热负荷，MW；
—采暖综合热指标，W/m2；
—采暖建筑物建筑面积，m2。
平均热负荷计算公式：
式中：
—平均热负荷，MW；
—采暖室内设计温度，℃，取
＝18℃；
—采暖期室外平均温度，℃，取
=-9.4℃；
—采暖期室外计算温度，℃，取
=-24.2℃。
最小热负荷计算公式：
式中：
—最小热负荷，MW；
—采暖期室外最高温度，℃，取
=5℃。
表2-3采暖设计热负荷
供热面积
最小热负荷
最大热负荷
平均热负荷
万m2
MW
GJ/h
MW
GJ/h
MW
GJ/h
260
51.26
184.54
166.40
599.04
108.04
388.94
2.3全年热负荷
2.3.1热负荷延续时间
采用无因次综合公式法计算采暖负荷延续时间。
简化公式如下：
其中，b＝
把气象资料代入上式，则上述公式经变换整理后得出不同室外气温tw下的延续时间n如表2-4所示：
表2-4采暖热负荷延续时间数据表
序号
室外
负荷比
延续
累计延续小时
供热
总小时热负荷
总小时热负荷
温度
时间
面积
℃
%
小时
小时
万m2
GJ/h
MW
1
5
30.81%
154
4224
260.0
184.54
51.26
2
4
33.18%
459
4070
260.0
198.73
55.20
3
1
40.28%
454
3611
260.0
241.32
67.03
4
-2
47.39%
448
3157
260.0
283.91
78.86
5
-5
54.50%
440
2709
260.0
326.49
90.69
6
-8
61.61%
433
2269
260.0
369.08
102.52
7
-11
68.72%
423
1836
260.0
411.66
114.35
8
-14
75.83%
411
1413
260.0
454.25
126.18
9
-17
82.94%
394
1002
260.0
496.83
138.01
10
-20
90.05%
365
608
260.0
539.42
149.84
11
-23
97.16%
123
243
260.0
582.01
161.67
12
-24.2
100.00%
120
120
260.0
599.04
166.40
采暖热负荷延续时间图详见附图R-14。
2.3.2年耗热量
供暖年供热耗量按如下公式计算
Qha=0.0864N·Qh（tn-tp.j）/（tn-twj），GJ/a；
Qha—采暖全年耗热量，GJ；
N—供暖期天数，176天；
Qh—供暖设计热负荷，kW；
twj—采暖室外计算温度：
-24.2℃；
tn—采暖室内计算温度，18℃；
tp.j—采暖期室外平均温度，-9.4℃。
本工程采暖面积260万m2，计算得全年耗热量164.3×104GJ/a。
第三章供热报告
3.1供热报告
3.1.1热源规模
随着城市建设的飞速发展，棚户区改造的开发建设，本可研供热区域内计划实现集中供热面积约260万m2，设计负荷为166.4MW。
本工程建成后可避免分散小锅炉房的建设，符合供热规划的要求。
从运行经济的角度考虑，应尽可能选择容量大、燃烧效率高的大型锅炉；从运行调节及适应负荷变化角度考虑，要求锅炉容量及台数的设置方便负荷调节。
基础设施建设必需隨着该区域内热负荷的发展而先期建设，热源规划一次建成，考虑区域内现有负荷和新增负荷及环保和供热运行经济性，锅炉房最终规模为两台91MW热水锅炉。
3.1.2连接方式及供热参数
供热系统采用间接连接：
锅炉→一级网→换热器→二级网→用户
供热参数：
一级网供回水温度为130℃/70℃，设计压力1.6MPa；二级网85/60℃，设计压力1.0MPa。
3.2锅炉选型
3.2.1锅炉形式
报告一：
循环流化床热水锅炉
报告二：
水管往复炉排热水锅炉
3.2.2建设比较
（1）循环流化床热水锅炉和水管往复炉排热水锅炉比，燃烧系统、设备及锅炉整体布置方式要复杂，设备的建设投资更大，建设工期要更长。
（2）循环流化床热水锅炉排烟中，烟气的飞灰含量较大，需要配置较高效率的布袋除尘器，与水管往复炉排热水锅炉配置的湿式除尘器比较：
占地面积更大，设备投资更大，建设工期更长。
（3）循环流化床热水锅炉点火为燃料油，锅炉房需设置1个贮油罐，需要向相关部门进行报批，设备投资更大，建设工期更长。
（4）循环流化床热水锅炉燃煤粒径一般在0-13mm之间，破碎系统的投资要比水管往复炉排热水锅炉大。
（5）循环流化床热水锅炉在炉内可高效脱硫，氮氧化物排放低，不用另设脱硫装置，节省投资。
（6）循环流化床热水锅炉燃烧强度高，炉膛截面积小。
3.2.3运行管理比较
（1）循环流化床热水锅炉燃料适应性广，燃烧效率高，对不同的燃料均可达98％-99％以上，燃用较好燃料时燃烧效率与煤粉炉相同；燃用劣质燃料时燃料费用更低。
（2）循环流化床热水锅炉由于物料循环需要多消耗一些风机用电，运行要比水管往复炉排热水锅炉耗电量大。
（3）循环流化床锅炉在结构设计合理、运行操作适当以及添加合适品种和粒度的石灰石等条件下，脱硫剂化学当量比（钙硫比）为1.5-2.5时，可以达到90％的脱硫效率。
水管往复炉排热水锅炉不能在炉内脱硫，额外需要脱硫设备。
（4）氮氧化物排放低是循环流化床锅炉另一大的特点。
主要是低温燃烧，燃烧温度一般控制在850-950℃左右，此时空气中的氮一般不会生成NOx；分段燃烧，抑制燃料中氮转化为NOx，并使部分已生成的NOx得到还原。
（5）循环流化床热水锅炉负荷调节比大，调节速度快，运行灵活方便，在无助燃燃料时最低负荷可达25％，负荷变化率可达每分钟5％额定负荷。
（6）循环流化床热水锅炉易于实现灰渣综合利用。
循环流化床的燃烧过程属于低温燃烧，同时炉内优良的燃烬条件使得锅炉的灰渣含碳量低，低温燃烧的灰渣易于实现综合利用，如：
灰渣作为水泥掺合料或建筑材料。
同时低温燃烧也有利于灰渣中稀有金属的提取。
脱硫后含有硫酸钙的灰渣还可以用来制作膨胀水泥。
水管往复炉排热水锅炉的灰渣可以用来制砖。
3.2.4锅炉选型比较表
表3-1锅炉选型比较表
报告比较
报告一
报告二
比较类别
循环流化床热水锅炉
水管往复炉排热水锅炉
一、锅炉房布置
锅炉间布置
双层布置
双层布置
锅炉间高度
高
矮
二、建设投资及工期
锅炉房土建投资
多
少
锅炉房设备投资
多
少
锅炉房建设工期
长
短
锅炉设备建设工期
长
短
破碎系统投资
多
少
点火系统
复杂，需要燃料油
简单
除尘器
布袋除尘器
湿式除尘器
三、运行管理
燃料
劣质燃料，褐煤，烟煤
褐煤，烟煤
燃料适应性
广
窄
锅炉房运行耗电
多
少
脱硫
炉内可高效脱硫
不能
氮氧化物排放
低
高
灰渣综合利用
易于实现灰渣综合利用水泥掺合料或建筑材料、稀有金属的提取、膨胀水泥。
制砖
负荷调节速度
快
慢
3.3锅炉选型结论
上述两个报告各有优缺点，在环保要求较为严格时优先选用循环流化床锅炉，在降低投资经济运行的要求时优先选用往复炉排锅炉。
本可研以报告二往复炉排热水锅炉进行设计。
往复炉排热水锅炉型号参数如下：
型式：
往复炉排热水锅炉
型号：
SHW91-1.6/130/70-AII
额定产热量：
91MW
额定压力：
1.6MPa
额定供水温度：
130℃
额定回水温度：
70℃
排烟温度：
≤155℃
效率：
≥81%
第四章建设条件
4.1电力供应
本工程为大型集中供热锅炉房用电，负荷较为重要,为确保冬季不间断供热，需从附近变电所引两回10KV专用电源线供电，互为备用。
4.2燃料供应
4.2.1煤源
燃煤以烟煤及褐煤为主，统一从海拉尔国矿区采购。
某有铁路线，因此可以用火车运输需然后汽车二次倒运，或直接用汽车运至厂区。
本期工程2×91MW热水锅炉达产后年耗原煤量约13.8万吨，日最大耗原煤量为1324.8吨。
4.2.2煤质
设计煤种为二类烟煤，煤质分析数据见下表：
表4-1煤质分析数据表
序号
名称
符号
单位
设计煤种
1
全水
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