热电厂1（2）号机组循环水余热利用工程可行性研究报告.doc

XXXX第三热电厂1（2）号机组循环水余热利用工程可行性研究报告中国XX集团技术经济研究院二 一 三 年 十二 月1目 录1 概述11.1 项目概况11.2编制依据11.3 项目必要性11.3.1 国家及地方政策支持21.3.2XX西南地区城市建设发展的需要31.3.3节能减排、降低能耗的需要31.3.4环境保护、和谐发展的需要31.4 简要工作过程41.5 主要技术原则41.6热电厂热泵余热利用技术简介41.6.1利用压缩式热泵回收乏汽余热技术41.6.2 利用吸收式热泵回收余热技术51.6.3 吸收式热泵62电厂现状92.1汽轮机及辅机92.1.1 汽轮机主要技术规范92.1.2 凝汽器主要技术规范102.1.3 循环水泵主要技术规范102.2热网系统112.2.1 热网加热器主要技术规范112.2.2 热网循环水泵主要技术规范122.2.3 热网疏水泵主要技术规范122.2.4 热网系统实际运行参数122.3电厂水质分析（热网水、循环水）132.4 厂址条件142.4.1 厂址概述143 热负荷分析153.1 供热现状153.2 热网现状153.3 供热规划153.4 热负荷163.4.1 建筑热负荷指标164 方案综合比选174.1方案总体描述（见原则性热力系统图）174.1.1低温热源提取174.1.2高温热源制备174.1.3驱动高端热源174.2技术关键174.2.1 热泵出水温度174.2.2 蒸汽驱动源184.2.3 乏汽冷却循环水184.3方案路线184.4 方案对比分析184.4.1 设计参数及影响发电对比194.4.2 主体设施及投资对比204.4.3经济分析对比214.5 推荐方案：293MW热泵机组224.5.1 热泵293MW机组优势224.5.2 确定热泵技术参数234.6效益分析254.6.1煤耗分析254.6.2节能效益分析254.6.3经济性分析254.7供热可靠性265 工程设想265.1 厂区总平面布置265.1.1 厂区总平面布置原则265.1.2 电厂坐标系统与高程系统275.1.3 厂区总平面布置275.1.4 交通运输275.1.5 厂区管线综合布置285.1.6 拆迁工程285.2 热泵站内工艺295.2.1热水系统295.2.2循环水系统295.2.3蒸汽及疏水系统295.3 电气部分305.3.1电缆通道315.3.2 直击雷过电压保护315.3.3 接地315.4 热工自动化部分315.4.1热控设计范围315.4.2控制方式和控制水平325.4.3 电子设备间325.4.4 控制系统325.4.5现场设备335.4.6 电源335.5 热泵站布置335.6 建筑结构部分345.6.1 概述345.6.2 设计基本数据345.6.3 水、土腐蚀性及主要建筑材料345.6.4 主要建、构筑物的结构选型及地基基础355.6.5抗震措施365.6.6 抗风措施365.7 采暖通风及空调375.7.1 设计范围375.7.2 设计原始资料375.7.3 采暖热源375.7.4 热泵站采暖通风375.7.5 空气调节385.8 消防、生产、生活给排水386 环境影响分析386.1环境影响分析及防治措施386.1.1 本项目环境影响分析386.1.2 噪声治理386.2 环境效益分析397 劳动安全与职业卫生397.1 劳动安全397.1.1 劳动安全危险因素397.1.2 防火407.1.3防电伤407.1.4 防机械伤害及防坠落伤害407.1.5 预期效果407.2 职业卫生417.2.1 职业卫生危害因素417.2.2 防噪声及防振动417.2.3 预期效果418 工程项目实施条件及轮廓进度428.1 项目实施的条件428.1.1 施工总平面428.1.2 施工交通428.1.3 大件设备运输428.1.4 施工能源布置438.1.5 大型施工机具配备438.2 建设进度449 主要设备材料清册4510 投资估算及财务评价4910.1 投资估算4910.1.1 工程概况4910.1.2 编制原则及依据4910.1.3 投资概算表5110.2 财务评价6110.2.1 编制原则及依据6110.2.3 资金来源及融资方案6110.2.4 主要计算参数取值6110.2.5 盈利能力分析6210.2.6 敏感性分析6310.2.7 财务评价表6311 风险分析7111.1 技术风险分析7111.2 工程风险分析7111.3资金风险分析7111.4政策风险分析7111.5 筹资风险分析7212 结论与建议7212.1 结论7212.2 建议73图纸目录序号图 号图纸名称备 注1D2013A-Z01厂区总平面布置图2D2013A-J01循环水原则性热力系统图3D2013A-J02全面性热力系统图4D2013A-J03余热利用热平衡图5D2013A-J04热泵站平面布置图6D2013A-D01低压接线系统图一7D2013A-D02低压接线系统图二8D2013A-D03变电站及动力布置示意图9D2013A-K01热工控制系统规划图10D2013A-T01热泵站建筑平面图一11D2013A-T02热泵站建筑平面图二12D2013A-T03热泵站建筑立剖面图1 概述1.1 项目概况XXXX第三热电厂（以下简称XX三热），是XX市一座大型热电厂。该热电厂始建于2007年8月，目前共建有2台发电机组，单台装机容量350MW。对XX市西南区、汽车厂进行供热。本项目采用基于吸收式热泵的循环水利用供热技术，建设293MW热泵站，回收1、2号机组汽轮机循环水余热，提高XX三热供热能力和经济性，静态投资估算12421.01万元，年可创造收益3652万元，可降低标煤耗15.98g/kwh，每年可节约3.99104t标准煤。1.2编制依据本项目方案可研报告的编制依据下列文件和资料开展工作：1) XX三热余热利用可行性研究委托。2) 电厂提供的汽轮机热平衡图、热网系统图等资料；3) 火力发电厂可行性研究报告内容深度规定（DL/T 5375-2008）；4) 国家发改委关于燃煤电站项目规划和建设有关要求的通知（发改能源2004864号）；5) 火力发电厂设计技术规程（DL5000-2000）；6) 国务院关于加强节能工作的决定（国发200628号文）；7) 公共建筑节能设计标准 （GB50189-2005）；8) 火力发电厂热工自动化就地设备安装，管路，电缆设计技术规定 （DL/T 5182-2004）；9) 火力发电厂与变电站设计防火规范（GB50229-2006）；10) 混凝土结构设计规范 （GB 50010-2010）；11) 建筑结构荷载规范 （GB50009-2012）；12) 工程结构可靠性设计统一标准 （GB50153-2008）；13) 建筑抗震设计规范 （GB50011-2010）；14) 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2011）；15) 建筑设计防火规范 （GB50016-2006）；16) 钢结构设计规范（GB50017-2003）；17) 工业建筑防腐蚀设计规范 （GB 50046-2008）；18) 建筑物防雷设计规范（GB50057-94）（2000版）；19) 火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程（DL/T5035-2004）；20) 火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程（DL5053-1996）；21) 中华人民共和国节约能源法（2008年4月1日施行）；22) 建设项目环境保护管理条例（国务院令1998第253号）；23) 国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术（国家发改委公告2005第65号）；24) 国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知（国务院国发200715号）；25) 中华人民共和国消防法（2009.5）；26) 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（GB50058-1992）；27) 工业企业厂内运输安全规程（GB4387-1994）；28) 电力行业劳动环境检测监督管理规定（电综1998126号）；29) 工业企业噪声控制设计规范（GBJ87-85）；1.3 项目必要性1.3.1 国家及地方政策支持2006年，建设部、财政部关于推进可再生能源在建筑中应用的实施意见中，明确将热泵技术列入重点节能技术领域，鼓励在建筑中应用。在国家节能中长期专项规划中，把建筑物节能和余热余压利用作为节能的重点领域和重点工程。规划指出：“十一五”期间，需加快可再生能源在建筑物的利用，并强调“在重点耗能行业推行能量系统优化，即通过系统优化设计、技术改造和改善管理，实现能源系统效率达到同行业最高或接近世界先进水平。国务院文件（国发201219号）“十二五”节能环保产业发展规划指出：“基于吸收式换热的集中供热技术用于凝汽式火力发电厂、热电厂余热利用，循环水余热充分回收，提高热电厂供热能力30%以上，降低热电联产综合供热能耗40%，并可提高既有管网输送能力。研发重点是小型化、大温差吸收式热泵装备。” 可以看出，热泵技术因其具有高效节能环保的特性，已经引起国家和地方政府的高度重视，并出台了一系列法律法规和具体政策以促进其发展。1.3.2XX西南地区城市建设发展的需要随着XX市的快速发展，热负荷需求不断增加，特别是西南地区较为紧张，根据热力公司预计330万m2。现XX三热供热能力已经接近饱和，急需提高XX三热的供热能力。同时，XX三热低温循环水的余热达到155MW，约占电厂耗能总量的25%以上，充分利用这部分能量可以有效缓解目前XX市西南区供热紧张的局面，对居民的取暖提供安全保障，还可以满足新规划开发建设的供暖需求，为XX三热进一步拓展供热市场的创造有利条件，是企业发展的一个良好机遇。1.3.3节能减排、降低能耗的需要当今全球范围内，能源的供需矛盾日益突出，环境污染已经威胁人类的生存，倡导环境、能源、经济的可持续发展成为当代迫在眉睫需要解决的战略问题， 各国都日益重视可再生能源的开发与利用。XX三热是一座为当地提供主要电力和供热的电厂，如何节能高效的提供电力和供热，也是电厂需要考虑的问题之一。本项目采用成熟的吸收式热泵节能技术，回收利用电厂循环冷却的低温热能，通过热能转换提供生活区采暖，在不增加发电煤耗，不影响发电量的情况下，增加了电厂的供热能力，实现了节能降耗。1.3.4环境保护、和谐发展的需要2013年雾霾天气出现的频率高于过去50年中的任意一年，我国面临严重的环境污染问题。而这些污染物的主要来源就是火电、钢铁、石化、水泥、有色、化工等行业。大气污染防治行动计划等文件要求，“十二五”期间要针对这些重点行业制定大气污染物特别排放限值。本项目在冬季采暖季节，汽机凝汽器大部分冷却水将不再经过冷却塔进行冷却循环使用，而是经由吸收式热泵吸收转换为城市的采暖供热，从而使污染环境的废热变为造福于民的福利工程，减少一次能源消耗，减少CO2、SO2、粉尘颗粒物（PM2.5）排放。而且，鉴于大部分循环冷却水不再经过冷却塔冷却散热，而采用闭式循环运行，因此原运行系统所产生的蒸发、风吹等水量损失将得以避免。综上所述，本项目已势在必行。1.4 简要工作过程我院受XX三热的委托，开展XX三热1（2）号机组循环水余热利用工程可研方案对比工作。由于时间非常紧迫，为保证本项工作的顺利开展，我院结合本项目实际，组成精干项目组，就XX三热提供的数据完成可行性报告，供XX三热审查。1.5 主要技术原则1）贯彻可持续发展战略，按照国家关于节能减排的产业政策要求，积极落实XX集团及XX吉林分公司节能工作的战略部署。2）严格执行国家、部委及集团公司有关标准、规范和规程，平面布局安全合理，工艺过程力求技术先进和运行可靠。3）加强资源节约和低温余热综合利用，充分利用低位余热热量，采取切实有效的技术措施，最大限度地提高资源的综合利用率，节能降耗、保护环境。4）充分考虑节能系统的特点，厂房、管网等均本着节约投资、尽可能少影响生产和安全第一的原则确定技术改造路线。5）设备选型先进、经济、安全、可靠，并积极采用新技术和新材料，提高资源和能源利用效率，努力推动节能减排技术创新，争创同行业先进的能效水平。1.6热电厂热泵余热利用技术简介汽轮机凝汽器的乏汽原来通过循环水经双曲线冷却塔冷却后排放掉，造成乏汽余热损失，现采用吸收式热泵，而冷却系统循环水由30.5经凝汽器后温度升为38，以38的冷却水作为低温热源，以0.28MPa.A的抽汽作为驱动热源，加热50-60左右的采暖用热网回水，循环冷却水降至30.5后再去凝汽器循环利用，这样可回收循环水余热，提高电厂供热量，即提高了电厂总的热效率。1.6.1利用压缩式热泵回收乏汽余热技术利用压缩式热泵回收乏汽余热主要有两种方式，一种方式是铺设单独的管道，将电厂凝汽余热引至用户，在用户热力站等处设置分布式电动压缩式热泵，这种方式能够收到一定的节能效果，但是管道投资巨大，输送泵耗高，因此无法远距离输送，供热半径仅限制在电厂周边3-5公里范围以内；另一种方式是在电厂处集中设置电动压缩式热泵，这种供热形式造成厂用电耗量大，在能源转换效率上显然不是最好的方式。1.6.2 利用吸收式热泵回收余热技术目前，吸收式热泵余热回收技术以其高效节能和具有显著经济效益的特点，尤为引人注目。吸收式热泵常以溴化锂溶液作为工质，对环境没有污染，不破坏大气臭氧层，而且具有高效节能的特点。可以配备溴化锂吸收式热泵，回收利用各种低品位的余热或废热，达到节能、减排、降耗的目的。吸收式热泵以高温热源驱动，把低温热源的热量提高到中温，从而提高系统能源的利用效率。图1.6-1为单效溴化锂吸收式热泵的工作原理：热泵由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液热交换器、节流装置、溶液泵、冷剂泵等组成；为了提高机组的热力系数还设有溶液热交换器；为了使装置能连续工作，使工质在各设备中进行循环，因而还装有屏蔽泵（溶液泵、冷剂泵）以及相应的连接管道、阀门等。图1.6-1 单效溴化锂吸收式制冷机工作原理本项目应用吸收式热泵可系统地解决目前热电联产集中供热系统存在的问题。在吸收式热泵基础上，可系统解决热电厂存在的以下问题：1) 电厂的循环水不再依靠冷却塔降温，而是作为各级热泵的低温热源，原本白白排放掉的循环水余热资源可以回收并进入一次网，仅此一项即可以提高热电厂供热能力50%左右，提高综合能源利用效率20%左右； 2) 各级吸收式热泵仍采用电厂原本用于供热的蒸汽热源，这部分蒸汽的热量最终仍然进入到一次网中，而利用凝汽器提供的部分供热，可减少了汽轮机的抽汽量，增加汽轮机的发电能力，提高系统整体能效；3）逐级升温的一次网加热过程避免了大温差传热造成的大量不可逆传热损失；4）用户处二次网运行完全保持现状，使得该技术非常利于大规模的改造项目实施。目前我国吸收式热泵发展较快，如赤峰市富龙电厂、山西大同第一热电厂、阳泉电厂、京能石景山电厂、大同第二发电厂、XX热电二厂等利用吸收式热泵技术的余热利用项目都已投入运行。溴化锂溶液为介质的吸收式热泵技术来源于美国，该技术发展较快,在国内如双良节能系统股份有限公司、清华大学能源设计研究所、山东烟台荏原空调设备有限公司等均能生产吸收式热泵，并且在工业领域已经得到应用。在节能减排政策的指引下，致力于工业节能相关产品的开发，以适应多种余（废）气、余（废）热的再利用，推广循环经济，为工业节能、余（废）热的有效利用提供节能、环保的综合解决方案。该技术广泛适用于热电、化肥（合成氨）、炼油、钢铁等行业，我国很多行业已在使用。1.6.3 吸收式热泵吸收式热泵介绍吸收式热泵（即增热型热泵），通常简称AHP(absorption heat pump)，它以蒸汽、废热水为驱动热源，把低温热源的热量提高到中、高温，从而提高了能源的品质和利用效率。吸收式热泵原理，以汽轮机抽汽为驱动能源Q1，产生制冷效应，回收循环水余热Q2，加热热网回水。得到的有用热量（热网供热量）为消耗的蒸汽热量与回收的循环水余热量之和Q1+Q2，见图1.6-2。图1.6-2 吸收式热泵热收支图吸收式热泵原理主要介绍溴化锂吸收式热泵的原理及选用原则，并列举其在国内外工业生产、生活中的成功应用，见图1.6-3。图1.6-3 吸收式热泵原理图溴化锂吸收式热泵包括蒸发器、吸收器、冷凝器、发生器、热交换器、屏蔽泵和其他附件等。它以蒸汽为驱动热源，在发生器内释放热量Qg，加热溴化锂稀溶液并产生冷剂蒸汽。冷剂蒸汽进入冷凝器，释放冷凝热Qc加热流经冷凝器传热管内的热水，自身冷凝成液体后节流进入蒸发器。冷剂水经冷剂泵喷淋到蒸发器传热管表面，吸收流经传热管内低温热源水的热量Qe，使热源水温度降低后流出机组，冷剂水吸收热量后汽化成冷剂蒸汽，进入吸收器。被发生器浓缩后的溴化锂溶液返回吸收器后喷淋，吸收从蒸发器过来的冷剂蒸汽，并放出吸收热Qa，加热流经吸收器传热管的热水。 热水流经吸收器、冷凝器升温后，输送给热用户。屏蔽泵的做功与以上几种热量相比，基本上可以不用考虑，因此可以列出以下平衡式：吸收式热泵的输出热量为Qa+Qc，则其性能系数COP：由以上两式可知：吸收式热泵的供热量等于从低温余热吸收的热量和驱动热源的补偿热量之和，即：供热量始终大于消耗的高品位热源的热量（COP1），故称为增热型热泵。根据不同的工况条件，COP一般在1.601.85左右。由此可见，溴化锂吸收式热泵具有较大的节能优势。吸收式热泵提供的热水温度一般不超过98，热水升温幅度越大，则COP值越小。驱动热源可以是0.20.8MPa的蒸汽，也可以是燃油或燃气。低温余热的温度15即可利用，一般情况下，余热热水的温度越高，热泵能提供的热水温度也越高。蒸汽型吸收式热泵的单机容量最大可达50MW以上，由此可见其应用范围是比较广泛的。吸收式热泵的主要特点溴化锂吸收式热泵是一种以蒸汽、热水、燃油、燃气和各种余热为热源，制热供暖或升温的节电型设备。它具有耗电少、噪声低、运行平稳、能量调节范围广、自动化程度高、安装维修操作简便等特点，在利用低势热能与余热方面有显著的节能效果。同时，它还有无环境污染、对大气臭氧层无破坏作用的独特优势。因此，溴化锂吸收式热泵被广泛应用于纺织、化工、医药、冶金、机械制造、石油化工等行业。溴化锂吸收式热泵可分为第一类和第二类两种形式。1、第一类吸收式热泵第一类吸收式热泵的发生器和冷凝器处于高压区，而吸收器和蒸发器处于低压区。在蒸发器中输入低温热源，发生器中输入驱动热源，从吸收器和冷凝器中输出中高温热水。因以增加热量为目的，故而又称增热型吸收式热泵。2、第二类吸收式热泵第二类热泵与第一类热泵相反，发生器和冷凝器处于低压区，而吸收器和蒸发器处于高压区。热源介质并联进入发生器和蒸发器。在吸收器中利用溶液的吸收作用，使流经管内的热水升温。单级吸收式热泵能使热水温度提高30左右。若要获得更高的温升，则可采用二级、多级吸收式热泵或吸收压缩式热泵。这种热泵以升温为目的，故而又称热交换器。基于本项目的研究情况，我们着重关注第一类吸收式热泵的主要特点：1、可以利用各种热能，以蒸汽、热水和燃料燃烧产生的烟气为驱动热源；以各种低品位热源，如余热、排热、太阳能、地下热能、大气和河湖水等为低温热源。2、经济性好、能源利用率高，用于采暖供热与传统使用的锅炉相比，显然有热效率高、节能效果好等优点。3、维护管理简便，运转部件少，振动和噪声低，结构简单，维修方便。4、有助于能耗的季节平衡，在能耗高的季节，热泵所利用的低品位热能也增多，有助于减少能源的消耗。5、有助于减少二氧化碳的排放，降低温室效应。2电厂现状2.1汽轮机及辅机2.1.1 汽轮机主要技术规范1、2号汽轮机组规范：汽轮机形式亚临界参数、中间再热、单轴、双缸、双排汽、抽汽凝汽式汽轮机末叶片长度1000mm额定功率350MW最大功率382.63MW最大进汽量1165t/h转速3000r/min频率50Hz额定工况参数主蒸汽流量1045.29t/h主蒸汽温度537主蒸汽压力16.670MPa再热蒸汽压力3.216MPa冷凝器压力4.9KPa给水温度272.2机组热耗率7865.1kJ/kW.h机组汽耗率2.987kg/kW.h机组保证热耗率7865.1kJ/kW.h注：除特殊说明外，压力均为绝对压力。2.1.2 凝汽器主要技术规范1、2机组号凝汽器规范：序号项 目单位数据1型号N-21180-1 型2凝汽器的总有效面积m2211803抽空气区的有效面积m216094循环水流量t/h413005VWO工况循环水温升9.256循环水接管入口/出口外径mm18402.1.3 循环水泵主要技术规范1、2号机组循环水泵规范：序号参数名称单位参数值1型号1600HLBK23I2形式立式不可调斜流泵3转速r/min495/4254汽蚀余量M8.5/6.35最高水温336设计流量m/h19440/167047扬程H2O23/17m8轴功率KW1800/11402.2热网系统电厂热网系统主要是由热网加热器、热网循环水泵、热网除氧器、加热器疏水泵、补水泵等设备组成。XX三热热网系统主要布置有6台基本热网加热器、8台热网循环水泵等。2.2.1 热网加热器主要技术规范热网加热器主要技术规范：序号项目#1热加#2、3热加#4、5、6热加#1、2高加1编号E11-19E10-30E11-20E11-182有效换热表面积（m2）24002110240016003壳侧设计压力（MPa）0.60.60.61.04壳侧设计温度（）2852852853505管侧设计压力（MPa）2.22.02.22.26管侧设计温度（）1601501601607壳侧试验压力（MPa）0.90.90.91.658管侧试验压力（MPa）2.822.822.822.829壳侧工作压力（MPa）0.490.490.490.710管侧工作压力（MPa）2.02.02.02.02.2.2 热网循环水泵主要技术规范序号名称单位参数1型号KDOW300-710(I)T2泵型式卧式双吸离心泵3流量m3/h18304设计压力MPa2.55扬程M1806转速r/min14807功率kW14008密封型式机械密封2.2.3 热网疏水泵主要技术规范序号名称单位参数1型号KDOW100-320（I）2泵型式卧式双吸离心泵3流量m3/h3504设计压力MPa1.65扬程M1306转速r/min29507功率kW1852.2.4 热网系统实际运行参数按照2008年XX市政府颁布的XX市城市供热管理办法中规定，XX三热供热从10月25日开始至次年4月10日。但由于近年来入冬时气温较低，按照市政府要求实行弹性供热，2013年实际供热开栓时间为10月17日。供回水温度90106/5060，流量在670012500t/h之间。整个采暖期回水压力比较稳定，一般在0.25MPa左右；采暖初期，供水压力在0.95 MPa左右，较初期相比，高寒期供水压力较高，供水压力保持在1.36 MPa左右。具体见下表：表2.2-1 2012采暖期热网水实际运行概况日期热网供水温度（）热网回水温度（）供水压力（MPa）回水压力（MPa）热网水流量（t/h）采暖抽汽温度（）10月20日883150.520.960.236938.01223.489.851.390.960.246804.94224.384.7650.220.980.246766.87223.611月01日88.6749.280.950.246944.26218.982.8949.240.950.246849.22219.886.3449.280.940.246861.92220.011月20日94.9650.851.030.259656.22226.794.5551.11.030.249751.03226.795.8651.831.040.249721.78226.812月01日96.753.561.050.249787.79234.596.3753.881.060.259786.07243.596.4453.781.040.249730.34242.812月20日100.3554.981.190.2710573.17234.9100.8655.191.180.2810660.53216.92100.7754.31.200.2912491.66222.7601月01日104.0956.921.320.2912574.89257.16104.6557.091.330.2912418.62259.98103.4957.661.330.2912459.99269.6201月20日106.6659.151.360.2812649.62256.44106.7360.141.360.2812574.64262.38106.2760.111.360.2912559.34258.1502月01日105.9859.521.330.2612550.22255.71104.359.281.330.2612478.06247.42105.8359.661.330.2612506.71242.702月20日104.7658.151.330.2612548.02258.71104.2658.651.330.2812560.48230.35104.159.061.330.2612557.7242.1803月01日99.5155.521.180.2810544.52232.7199.7155.161.190.2610535.83230.27100.6456.141.190.2710489.21220.7303月20日98.7655.151.200.2610548.02228.7699.2655.651.200.2810560.48220.3599.156.061.200.2610557.7222.1404月01日95.5151.521.180.269544.52222.4195.7152.161.180.269535.83210.2796.6452.141.190.279489.21210.74通过对上表实际运行数据的分析计算，XX三热采暖最大热负荷为62.2W/m2，平均热负荷为46.6W/m2，平均热负荷系数为0.75。2.3电厂水质分析（热网水、循环水）循环水水质分析报告见图2.3-1。根据XX三热提供的循环水水质化验单，包括循环水的钙硬、碱度、PH值、浊度、全硬度、氯根、浓缩倍率、电导等检测项目，该水为中水，水质较差些，对热泵运行会造成一定影响，在热泵选型时应高度重视。表2.3-1 1、2#机循环水水质分析报告日期pH DD/JDmmol/lYD大mmol/lClmg/l浊度lCODmg/l无机磷mg/l总磷铁g/l余氯mg/l2013年1月07日8.8415286.94.772174.812.961.152.9154.30.072013年1月31日8.6514705.34.5452304.813.440.962.46143.30.052013年2月04日8.7415105.64.982144.812.910.982.332310.062013年3月14日8.7815765.75.052155.213.311.303.6106.20.042013年4月18日8.715287.26.41955.714.91.143.03157.60.052013年4月25日8.615766.96.52305.515.11.092.97156.30.062013年5月09日8.915086.85.82115.4161.092.87167.90.052013年5月16日8.716717.76.62241117.41.093.250.062013年5月30日8.918547.16.32991117.921.093.532352013年6月06日8.815957.36.82861213.51.213.512862013年6月20日8.817697.77.122601225.90.56.22652013年6月27日8.917967.77.42601224.30.615.972062013年7月01日8.817637.47.22781423.90.675.452072013年7月09日8.917948.36.92605823.31.54.351492013年8月29日8.5416586.98.7921712531.30.311.862013年9月24日8.8417496.777.0527875.825.60.11.7595.872013年10月31日9152010.48.4231.463.427.50.863.43通过上表，Cl-明显超过200mg/l，吸收式热泵蒸发段材质需考虑为316L。2.4 厂址条件2.4.1 厂址概述XX第三热电厂新建工程是由XX集团公司全额投资的城市热电厂，热电厂厂址位于XX市南偏西，承担XX市西南城区、XX第一汽车制造厂部分厂区和居民区的供热任务。该区的地层岩性主要由第四系冲积物和湖沼沉积物的粘性土、砂土等组成，下伏基岩为白垩系泥岩或泥岩与砂岩交互层。 根据中国地震动参数区划图 (GB183062001)，场地地震动峰值加速度为0.10g (相当于地震基本烈度为度)。该区土的最大冻结深度为 1.69m。厂区内对工程有影响的地下水主要为第四系孔隙承压水，含水层主要为砂类土。地下水变化幅度较大，年变幅可达3.90m。厂区地下水对钢筋混凝土无腐蚀性。根据XX气象站19512002年气温、气压、相对湿度、降水等气象资料，基本气象参数如下：多年平均气温 5.4多年平均最高气温 11.1多年平均最低气温 0.2极端最高气温 38.0 1951年7月9日极端最低气温 -36.5 1970年1月4日多年平均气压 986.7hpa多年平均年降水量 580.7mm多年平均风速 4.0m/s夏季主导风向为 SW冬季主导风向为 SW全年主导风向为 SW50年一遇10m高10min平均最大风速为32.3m/s 。3 热负荷分析3.1 供热现状XX三热作为XX市集中供热的主要热源之一，共有两台抽凝机组，总装机容量为700MW，其中1号机组为350MW，2号机组为350MW。设计热网供回水温度为：北线13565，南线11565，实际热网供回水温度为：北线10350-60，南线10350-60。现热网回水平均在55，经与热力公司协商，2014年将对回水温度进行调整，确保回水温度降至55一下。截止至2013年底，实际供热面积达到1081万m2。3.2 热网现状电厂采暖供热系统采用三环制连接方法，即电厂内设置热网首站，用蒸汽加热热水汽水换热器设在热电厂的热网首站内，电厂对外提供热水。采暖热水网由一级网和二级网两部分组成，一级网为高温水系统（供回水温度为 10650），二级网为低温水系统。两部分管网通过在厂外的各个热力站连接起来，采暖热水网主干由电厂内热网首站引出，接至供热区域内各个配热站。利用配热站中的水水换热器加热二级热网水，二级热水网与各热用户相连。一级网高温水由汽机房引出，1、2号机组引出母管为292018，然后分为南北两线供出。这些管道互相连通在厂区内形成一个大的热水网，将热网水送至市内各用水地区。3.3 供热规划根据城市总体规划和XX市供热规划，未来XX西南区域将增加供热面积中期330万平方米，该区域为XX三热的供热范围。目前，在该区域内尚没有其他热源的情况下，XX三热厂现有的供热能力已无法满足该区域新增热负荷在冬季供热尖峰时刻热负荷的需求。因此，为满足新增的供热负荷需求，缓解XX三热的供热压力，利用吸收式热泵技术提取循环余热提高供热能力是十分有必要的。3.4 热负荷3.4.1 建筑热负荷指标城市热力网设计规范中采暖热指标推荐值如表3.4-1所示：表3.4-1城镇供热管网设计规范（CJ34-2010）采暖热指标推荐值建筑物类型住宅居住区学校医院旅馆商店食堂影剧院大礼堂综合办公托幼餐厅展览馆体育馆未采取节能措施58-6460-6760-8065-8065-80115-14095-115115-165采取节能措施40-4545-5550-7055-7050-6055-70100-13080-105100-150注：1. 表中数值适用于我国东北、华北、西北区；2. 热指标中已包括约5%的管网热损失。根据中华人民共和国行业标准城镇供热管网设计规范（CJJ 34-2010）中各类建筑物采暖热指标推荐值（表3.4-1）和XX地区工程建设地方标准民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）XX地区实施细则（第二阶段），确定建筑物采暖热指标值如下：（1）现状建筑居住建筑采暖热指标按60W/m2；公共建筑采暖热指标按70W/m2。（2）规划建筑居住建筑采暖热指标按40W/m2；公共建筑采暖热指标按50W/m2。综上所述，确定本工程供热区域内建筑综合热指标为50W/m2。4 方案综合比选4.1方案总体描述（见原则性热力系统图）4.1.1低温热源提取从冷却水回水干线引一条DN1600管线，38循环水送至热泵蒸发器，提取热能后，降至30.5直接回塔底汇水池。4.1.2高温热源制备南北线采暖DN1000回水管线分别引至热泵站汇合后，经热水增压泵升压后，55送入热泵加热，升温至74.7后，送回原加热系统继续加热，达到供热需求外输。4.1.3驱动高端热源驱动热源为1号、2号汽轮机采暖抽汽，分别引一条DN1000蒸汽管线，压力为0.28MPa.A,分别送入三台热泵经热泵冷凝后，形成冷凝水，分别汇至疏水罐，经疏水泵，分别送至2台机组的6号低加凝结水出口管。4.2技术关键现有XX三热依托原有热网增加供暖负荷，常规的一级网温度为50-110，利用热泵供热只能是做部分替代，即在由热网决定的循环水流量下将回水先回热泵供热机组，升高一定温度后，再去现有的热网加热器升高到110供给二级网。所以现有热网流量在增加供热面积后最大可调整至12800 m3/h，即流量已定的情况下，如何能提高热泵的出水温度成为了本项目的技术关键：只有提高热泵出水温度才能增加热泵供热机组的供热负荷，进而增加余热利用量，增加更多的供热面积。4.2.1 热泵出水温度吸收式热泵最高出水温度为98，合理出水温度为80以下，在出水温度80以下工况运行，COP值能达到1.7。热泵出水温度受蒸汽压力和低温余热水温度制约，热泵出水温度越高，要求蒸汽压力和低温余热水温度越高。4.2.2 蒸汽驱动源现XX三热采暖抽汽压力只有0.28MPa.A（绝压），而吸收式热泵一般蒸汽压力合理范围为0.2MPa-0.6MPa（表压），蒸汽压力已明显低于合理范围，将直接影响到热泵的出水温度，要提高热泵的出水温度只有提高冷却循环水的温度。4.2.3 乏汽冷却循环水现有循环水系统的温度为24-16，在蒸汽压力0.28MPa.A的条件下，热泵出水温度只能做到60左右，在热网循环流量12800 m3/h，回水55的条件下，只能提取低温余热30MW，增供60万平米，与近期增加240万平米相去甚远，这样势必要对原有循环水系统进行调整，提高循环水温度，才能够提高热泵机组的出水温度，进而更多的增加供热面积。但是提高冷却循环水温度将造成汽轮机组冷凝器真空度下降，背压升高，减少汽轮机组发电量。4.3方案路线针对上述实际工况，特别是蒸汽压力较低，当循环水温度提升到低于32，热泵出水温度较低；而当循环水温度提升到高于38，将明显影响到汽轮机组的运行。综合考虑，提出对应循环水温度提升至32、35、38的三种方案进行对比分析：方案一，226MW热泵机组：提取乏汽余热89.96MW，对应循环水温度32-24.5方案二，259MW热泵机组：提取乏汽余热104.84MW，对应循环水温度35-27.5方案三，293MW热泵机组：提取乏汽余热120.75MW，对应循环水温度38-30.54.4 方案对比分析上述三方案，在主要考虑限定蒸汽条件下，调整循环水系统温度对热泵出水温度、机组背压及发电量、煤耗、工程投资、经济性等方面的影响，进行对比分析：4.4.1 设计参数及影响发电对比通过对多家吸收式热泵的技术对比，综合现有装机吸收式热泵运行工况对比分析，结果如下：4.4-1设计参数对比表项目参数方案1方案2方案3循环水出水温度（）24.527.530.5进水温度（）323538流量（t/h）103101201913844冷凝器乏汽温度（）36.539.542.5背压（kPa）6.187.248.43蒸汽热泵驱动汽源压力（MPa.a）0.260.260.26热泵驱动汽源汽量（t/h）208.7236.11264.17热水热网水回水温度（）555555热网水热泵出口温度（）70.272.474.7热网循环水量（t/h）128001280012800热泵热泵吸收热量（MW）89.96104.84120.75热泵供热量（MW）226.27259.02293.4热泵台数666热泵单机功率（MW）37.7143.1748.83热泵COP值1.661.681.7增供能力增供面积（万m2）179.92209.68241.5由此，只有方案三能够满足近期增加240万平米供热面积的需求。方案一、方案二则差距较大。在上述参数下，综合考虑XX三热现有循环水运行工况及调整后的循环水工况，通过额定采暖抽汽状态下的热力参数及蒸汽的热力特性确定了对汽轮机组发电的影响，具体如下：4.4-2 影响发电对比表项目方案1方案2方案3凝汽器出口循环水温度（）323538现乏汽温度（）36.539.542.5背压（kPa）6.187.248.43凝汽器入口循环水温度（）24.527.530.5原乏汽温度（）323232原背压（kpa）4.904.904.90增加供热面积，标煤耗降低（g/kwh）14.2716.4919.03热泵系统耗电（kw）150315911695热泵耗电，标煤耗升高（g/kwh）0.790.840.90背压升高，标煤耗升高（g/kwh）1.701.952.15总降低标煤耗（g/kwh）11.7813.7015.98由此，循环水温度由32到38，故方案三与方案一、方案二相比较，提高循环水温度，带来增加供热能力的正面效益大于因背压升高减少发电的负面影响。4.4.2 主体设施及投资对比在确定设计参数的条件下，对三方案主体设施进行了初步规划及投资估算，具体如下：4.4-3 主体设施及投资表设备名称参数及规格方案1（32）方案2（35）方案3（38）热泵机组总制热量（MW）226.27259.02293.4台数 666单台制热量（MW）37.7143.1748.9功率（KW）374555热水增压泵流量200020002000扬程202020功率132132132台数888疏水泵（运二备二）流量126150162扬程180180200功率90110132台数444变压器总用电量（KW）150315911695台数222单台容量160016001600热泵房尺寸84X21X890X21X8.496X21X9面积176418902016自控自控系统（套）111冷却水管线规格122010142010162010长度（米）800800800热水管线规格102010102010102010长度250250250蒸汽管线规格8201092010102010长度800800800投资估算（万元）8896.79763.410864.634.4.3经济分析对比在确定了主体设备和投资的条件下，考虑到天气温度的变化对采暖热负荷的影响，热泵平均热负荷系数为0.75。对三方案进行经济分析对比，具体如下：4.4-4 主要技术经济指标分析对比表分类项目方案1（32）方案2（35）方案3（38）支出热泵站耗电量（KW）150315911695电费（万元/采暖期）-231.6-245.1-266运行维护（万元/采暖期）-98-107-120背压升高多耗标煤（吨/采暖期）3986461051