1、电厂循环水余热热泵集中供热工程可行性研究报告项目摘要一 项目名称：XX电厂循环水余热热泵集中供热工程二 项目简述：该项目利用XX电厂冷却循环水蕴含低位热能建设大规模城市集中供热系统。该工程项目技术成熟可靠，经济效益及节能减排效益突出，具有显著示范作用。三 建设地点：河北省XX市XX开发区四 承建单位：XXXX电气技术有限公司XXXX电力实业公司五 规划供热能力：600MW 预计供热规模：1500万平方米六 本项目采用整体规划报批、分步实施的原则进行，计划2015年全部完成，其中2008年实施一期工程项目。七 一期供热负荷：200MW供热规模：400万平方米建设期：1年总投资：28524万元投资
2、回收期（含建设极）：税前10.64年；税后11.86年八 节能减排：项目全部建设完成后每年预计可节约标煤11.08万吨，节水172万吨，CO2减排28.8万吨，SO2减排2659吨，NOX减排776吨，CO减排2515吨，烟尘减排1219吨。同时也减少了“热污染”。2008年一期项目建成后，每年节约标准煤3.56万吨，节水57万吨，CO2减排8.4万吨，SO2减排710吨，颗粒污染物减排325吨。九 本项目热泵系统兼有制冷和提供生活热水功能，可根据具体需求满足末端用户对生活热水和夏季制冷的需求，增加设备的有效利用率，提高效益。十 一期工业余热热泵供热系统节煤计算1 工业余热-热泵供热系统节约标
3、煤计算方案-工业余热热泵供热系统单位面积节约标准煤 kg/-供热当地单位面积供暖期内消耗标准煤 kg/ -热泵机组消耗电能折算的标准煤消耗 kg/其中, P 热泵机组单位面积供热消耗电量 kwh/q 发电企业平均发电煤耗 kg/ kwh2 节煤量计算(1) =16.45 kg/根据XX地区居民建筑节能50%后, 采用燃煤锅炉房采暖，单位供热面积平均标煤能耗12.4千克/。结合XX当地实际建筑情况，取平均值，单位供热面积平均标煤能耗16.45千克/。(2) 热泵机组单位面积供热消耗电量P=21.6 kwh/ （NOTE：24小时/天 供暖周期125天 50%系数）凝汽发电企业平均发电煤耗q=0.
4、350kg/ kwh (电监会公布2007全国发电标准煤耗) = 7.56kg/。(3) 一期工业余热-热泵供热系统节约标煤3.56万吨。十一 一期供热系统节水（减少电厂循环水蒸发漂移）计算130002%2412573%= 57万吨1 总论1.1 项目概况及编制依据1.1.1 项目名称、委托单位、编制单位(1) 项目名称：XX发电厂循环水余热-热泵集中供热工程(2) 委托单位：XXXX电气技术有限公司XXXX电力实业公司(3) 编制单位：XX国电华北电力工程有限公司 中国建筑科学研究院1.1.2 承建单位介绍 XXXX电气技术有限公司XXXX电气技术有限公司是经中关村科技园区批准，注册成立的高
5、新技术企业。是国内为数不多的可从事大型冶金“三电”工程总承包的工程技术公司。公司同时从事新能源、可再生能源、节能技术改造、工业余热梯级利用等能源领域的技术服务和工程项目，可为用户提供节能减排综合性的解决方案公司致力于企业的规范化发展，形成了建立科学而卓有成效的管理体系，通过了ISO9001：2000质量管理体系的认证。股份构成：中钢设备有限公司 XX金隅集团公司 XX和利时系统工程有限公司 公司技术骨干 公司性质：有限责任公司 主要业务：工业电气自动化 清洁能源 成套制造 建筑智能化系统集成 计算机信息系统集成 涉及行业：工业、能源、环保、建筑业及政府机构XXXX电力实业公司介绍：隶属于国华X
6、X发电公司下设第三产业公司，经营电力设备安装及维修，电厂除尘及三废利用，经销与运输煤，生产经销建筑材料（凭许可证经营），化工产品，电力设备产品等。1.1.3项目背景XX开发区，位于河北省，是XX市的经济、科技信息中心和对外开放的窗口，也是发展高新技术、休闲娱乐，服务首都的京畿卫星城。XX开发区区位条件得天独厚，位于环京津、环渤海经济圈核心，与XX仅一河之隔，距XX市中心天安门30公里，通州以东不到十公里，距空港首都机场25公里，距海港天津港120公里，可承东启西、经纬南北，提供融入京津、俯仰全国、接轨世界的绝佳平台。102国道、京哈高速公路、京秦、大秦电气化铁路横贯东西，XX930路公交车直通
7、区内，京通快速路将XX与XX市中心紧密连接。其地理位置如图11所示。XX电厂地处XX经济技术开发区东侧边缘，XX镇与XX的通县隔潮白河相望，厂址西距通县17公里、XX市区37.5公里，东距XX市17公里，位置优越，详细的地理位置图如附图1所示。图11XX开发区地理位置图XX是“全国创建文明小城镇示范点”，按照廊坊市委“置身沿海，借势京津，加快崛起”的总体要求和“工业立区、旧改兴城、生态建市、科学发展”的发展思路，XX人积极致力于建设科学发展示范区，努力建设成为基础设施完善、公共服务齐全、生态环境优美、社会安定有序的和谐宜居城市。随着大量外来人口的涌入，XX的房地产行业如火如荼，而为其配套的城市
8、集中供热系统由于受煤价的上涨诸多原因而滞后于房地产。而且大量燃煤锅炉房的建设严重污染了XX城市的环境。现有的XX热力公司提供的热能已经远远不能满足需求，需寻找新的热源。在全球能源短缺和气候变暖的大背景下，中国以前所未有的力度推出自己的“节能减排”计划。电力行业既是优质清洁能源的创造者，又是一次能源消耗大户和污染排放大户，因而也是国家实施节能减排的重点领域”。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。位于XX开发区东侧边缘的XX电厂，循环冷却水量约为44000m3/h，循环冷却水进出口温度在1026范围内。项目全部实施后，可为XXXX区域提供600MW的
9、供热负荷。综上所述，本项目在技术上是成熟的和可行的，对于改善城市环境是十分有利的，符合国家清洁生产和发展可再生能源政策。 1.1.4编制依据1) 中国建筑科学研究院与XXXX电气技术有限公司签订XX电厂循环水余热热泵集中供热工程技术服务合同；XX国电华北电力工程有限公司与XX电厂签订XX电厂循环水余热热泵集中供热工程可行性研究合同。本可研涉及的所有知识产权归以上几方共有。2) XXXX电气技术有限公司提供的基础资料；XX电厂提供的基础资料；3) XX开发区城市总体规划(修订中)；4) XX开发区“十一五”时期国民经济和社会发展规划纲要；5) XX开发区经济工作手册(2006)；6) XX开发区
10、供热规划意见7) XX开发区建设局提供的其他资料。1.1.5编制原则为使本工程适应XX开发区城市建设的发展，工程完成后产生较好的经济效益和最大的社会效益，设计中遵循以下原则：1) 由于XX开发区城市总体规划尚在审批中，根据有关部门提供的总规编制指导意见，本着统筹兼顾、合理安排、分期实施的原则，从实际出发，做到以2015年为主。2) 贯彻国家能源发展和环境保护方面的方针政策，贯彻社会效益和经济效益并重的指导思想，以提高余热废热再利用在城市能源消费结构中的比重和保护城市环境为主要目标。3) 坚持科学态度，积极采用新工艺、新技术、新设备和新材料，确保城市供热系统的安全性、稳定性、可靠性，同时考虑经济
11、合理，尽量节约投资及占地面积。4) 采用优质、高效、清洁、节能的热泵集中供热系统为城市居民采暖。5) 注重消防、安全、环保。6) 认真贯彻国家有关城市区域集中供暖、节能、节电、节约淡水资源方面的政策和法规。7) 本工程的低位热源为XX电厂的循环冷却水，循环冷却水的主水源为XX污水处理厂的二级出水。8) 本工程热泵机组的用电负荷较大，其供电方式应结合XX电厂的要求及华北电网的要求，进行厂用电系统的改造。9) 为了提高热泵系统的效率，尽量选用大型热泵机组及调节性能好的热泵机组。10) 循环水系统改造应保证原发电机组安全运行。11) 热泵站的布置应服从XX电厂的总体规划。1.1.6编制深度本工程编制
12、深度按建设部市政公用工程设计文件编制深度规定(2004年版)执行。1.1.7编制遵循的主要规范、标准和规定本工程设计遵循的现行国家主要规范、标准和规定如下：（1）供暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003)；（2）地源热泵系统工程技术规范(GB50366-2005)；（3）水源热泵机组（GB/T194092003）；（4）城市热力网设计规范(CJJ34-2002)；（5）城镇直埋供热管道工程技术规程CJJ/T81-98；（6）城镇供热管网结构设计规范（CJJ1052005）；（7）建筑给水排水设计规范GB500152003；（8）室外给水设计规范GB500132006；（9）室外排水
13、设计规范GB500142006；（10）污水综合排放标准GB8978-1996；（11）供配电系统设计规范GB50052-95；（12）10KV及以下变电所设计规范GB50053-94；（13）低压配电设计规范 GB50054-95；（14）民用建筑照明设计标准GBJ133-90；（15）民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92；（16）火力发电厂设计技术规程DL5000-2000；（17）建筑设计防火规范GB500162006；（18）火力发电厂与变电站设计防火规范GB50229-2006；（19）厂矿道路设计规范GBJ22-87；（20）电力设备典型消防规程DL5027-1993；（21）
14、火力发电厂汽水管道设计技术规定DL/T5054-1996；（22）火力发电厂厂用电设计技术规定DL/T5153-2002；（23）工业循环水冷却设计规范GB/T50102-2003；（24）火力发电厂生活、消防和排水设计技术规程DLGJ24-91；（25）火力发电厂总图运输设计技术规程DL/T5032-2005。（26）建筑设计防火规范GB50016-2006（27）市政公用工程设计文件编制深度规定建设部(2004年版)（28）基本建设项目环保设计规定（87）国环字003号（29）现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50236-98（30）钢制管法兰、垫片、紧固件HG20592-206
15、35-97（31）建筑结构荷载规范GBJ50009-2001（32）建筑地基基础设计规范GBJ7-89（33）建筑抗震设防分类标准GB50223-2004（34）混凝土结构设计规范GB50010-2002（35）钢结构设计规范GB50017-2003（36）动力基础设计规范GB50040-96（37）建筑抗震设计规范GB50011-2001（38）建筑给排水设计规范GB50015-2003（39）采暖通风与空气调节设计规范GBJ19-87（40）通用用电设备配电设计规范GB50055-93（41）建筑物防雷设计规范GB50057-94（42）工业企业总平面设计规范GB50187-93（43）电
16、力装置的继电保护和自动装置设计规范GBJ50062-92（44）工业与民用电力装置的过电压保护设计规范GBJ64-831.2项目建设的必要性1.2.1 国家及地方政策支持十七大报告提出：开发和推广节约、替代、循环利用和治理污染的先进适用技术，发展清洁能源和可再生能源，保护土地和水资源，建设科学合理的能源资源利用体系，提高能源资源利用效率。国家电网公司总工程师栾军在能源论坛开幕式上表示，“电力工业是一次能源、资源的消费大户，节约资源、保护环境是电力工业发展的永恒的主题。电力工业要树立节约资源意识，以优化资源利用、提高资源产出率、降低环境污染为重点，促进电力发展与自然资源系统、社会经济系统的良性循
17、环。”栾军特别强调，“十一五”电力供需形势将趋于缓和，这将是电力工业转变发展方式，加快布局和结构调整的重要机遇期。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。“十一五”十大重点节能工程实施意见指出：“我国钢铁、有色、煤炭、建材、化工、纺织等行业的余热余压及其他余能没有得到充分利用，造成能源的严重浪费，同时也污染了环境”。余热余压及其他余能的利用是企业节能降耗降低生产成本
18、的有效途径，取材便利，投资低廉，效果显著。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。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。1.2.2城市建设发展的需要XX供暖设施以燃煤锅炉房为主，热源分散。有些地区供暖设施相对滞后，节能措施少，能源浪费严重。原有燃煤锅炉房规模小，无除尘、脱硫设备，对环境造成了严重污染。还有一些供暖设施老化，存在着安全隐患。XX未来的发展必然要走向高速发展的轨道，而且大量人口的涌入和土地的开发也必然要增加供热负
19、荷，这就加重了XX电厂的供热负担。因此在本区域建设循环冷却水源热泵集中供热项目具有非常重要的意义。该项目可以缓解XX热源紧张的状况，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。同时，该项目的实施还可以起示范和带动作用，引导新型供暖技术和可再生能源综合利用技术的开发和应用，实现满足供暖需求，节约能源、保护环境并存的良性发展。力求做到资源的合理开发与生态环境保护协调统一，经济建设、城乡建设、环境生态建设相统一。符合XX开发区的城市建设发展方向，有助于提高XX开发区城市基础设施的水平和城市整体形象。1.2.3提高人民生活质量的需要凭借着节能、清洁、环保的特点，热泵被广泛使用。XX开
20、发区委、市政府及相关领导一再指出：在XX开发区发展城市热泵集中供热系统对XX来讲是天大的事情，有助于改变XX人民的生活方式、提高人民生活水平，强化居住环境的生态属性，提升居住区品位。能为开发区人民的生活带来实实在在的改善，是政府为民办实事的重大工程，是一项民心工程，是构建和谐XX的具体体现。1.2.4能源结构调整的需要长期以来，XX开发区的能源结构以燃煤为主的现状，导致了城市能源综合利用率较低，能源浪费严重。余热热泵技术的合理利用，可较好地调整XX开发区的能源消费结构，极大地提高能源综合利用率，为XX开发区的可持续发展创造积极的条件。1.2.5吸引投资和人才的需要为提升XX开发区在招商引资中的
21、综合竞争力，需要加快基础设施建设步伐，尽快构筑设施优良、功能完备的吸纳区内外资本的新平台。余热热泵技术集中供热的建立，不仅将促进XX开发区的经济发展，还将极大改善投资环境，有助于提高开发区在对外开放、招商引资的实力。不仅如此，余热热泵行业及相关行业的引入，及在其建设、运行中可以引进大量外来的科技、管理人才，有助于XX开发区本地人才的培养和发展，有利于提高开发区人民当家作主、参与建设的热情和能力。而且凭借优美的自然环境、现代化的生活设施和蓬勃发展的产业，完全可以和其他城市媲美，为全国各地有志于参与XX开发区建设的人才提供了更广阔的发展空间，有利于XX开发区“吸引人才、留住人才”。1.3编制范围1
22、.3.1编制范围、内容和要求编制行政区范围本工程区域范围为XX开发区电厂西侧2.7公里范围内区域，西至汉王路，南到行宫东大街，北至海油大街，分布在学院大街两侧，规划供热面积约400万平方米。编制工程范围1.电厂循环水改造工程：循环水塔、循环水回水管网。2.热泵房工程：包括厂房、热泵机组、换热站、变配电、值班室、检修间等。 3.一级管网工程：包括管网主干线、小区支线、阀井室等。4.辅助工程：包括管理系统、控制调度系统、维修抢险系统等及所需的建、构筑物和设备。1.3.2编制期限为与XX开发区经济、社会发展计划相协调，并考虑与总体规划衔接，本工程近期年限为2008年、远期年限为2015年。1.4城市
23、概况、供热现状及规划1.4.1城市总体规划目前，XX城市总体规划正在由清华大学和河北省的研究院做修编，初稿已经完成。根据XX开发区城市总体规划(2008年至2020年)，至2020年，XX开发区人口将增加100万人左右，城市需要供热的建筑面积将增加3000多万平方米。由XX开发区规划局提供资料看，XX开发区仅08、09年需要供热的新建建筑就达1500万平方米左右（详见附表规划供热小区一览表）。1.4.2城市供热现状据了解XX开发区2007年前城市集中供热面积已经达到365万平方米，2007年新增供热面积256.68万平方米，2008年新增供热面积620.23万平方米（其中包括中直单位旧锅炉房拆
24、除并网面积），2009年至2010年将新增供热面积910.29万平方米，XX电厂是理想的大型集中供热热源点，为此XX电厂拟采用一期工程循环水的低温热能作为热泵的低位热源，通过热泵提升温度，进行集中供热。目前，XX开发区的供热现状为：XX热力公司现下辖三座供热站，可负担300多万平方米建筑面积的采暖用热，并且还负担着部分生产企业用户生产用热。各供热站情况如下：第一供热站：47MW热水锅炉，热媒为9570热水，可供热建筑面积为45万平方米；第二供热站：420t/h+235t/h蒸汽锅炉，热媒为180饱和蒸汽，可供热建筑面积为220万平方米；第三供热站：314MW热水锅炉，热媒为9570热水，可供热
25、建筑面积70万平方米。在以上供热区域以外的居民住宅和企事业单位皆依靠小煤炉或自建锅炉房单独供热，这些小锅炉燃烧效率地下，布置分散，不利于管理，能源浪费严重且大大影响了XX的生态环境。随着XX城市的膨胀式发展，现有XX热力公司提供的供热量已经远远不能满足需求，需寻找新的热源。1.5工程内容概述本工程由以下几个部分组成:热泵系统厂房、电厂换热站、热泵机房、一级供热管网、计算机监控系统。1.5.1工程规模一期工程拟供热面积400万平方米，供热管网路由在电厂西侧3公里范围内，项目总投资28524万元人民币。1.5.2热泵房换热站换热系统采用不锈钢316L高效板式换热器。1.5.3热泵房热泵机组热泵机组
26、采用高温型热泵机组，出口温度最高可达到85，冷凝器端出口温差在2025，机组采用压缩机串联耦合运行。1.5.4供热一级管网输配工程本工程根据城市规划，在城市主要道路上建设计压力为1.0MPa的供热一级主管道DN1100,长度为2.7公里；支线长度为4.48公里，管网总长为7.18公里。钢管采用Q-235B螺旋焊接钢管。表1-1 供热管线（第一期工程）编号用热单位名称供暖面积F（万）热水流量G（t25）管线直径（mm）管线长度（km）管材保温1华泰忆江南小区27465DN3500.58Q-235B聚氨酯2福成上上城五期2404128DN9000.44Q-235B聚氨酯3普罗旺斯小区28482DN
27、3500.46Q-235B聚氨酯4特警大队办公楼0.59DN800.56Q-235B聚氨酯5宏远彩钢厂房0.367DN800.60Q-235B聚氨酯6金海纶住宅小区6104DN2000.62Q-235B聚氨酯7王各庄小区771325DN5000.58Q-235B聚氨酯8福成小区22.8393DN3500.64Q-235B聚氨酯6913DN11002.70Q-235B聚氨酯1.5.5计算机监控系统本工程设计建计算机监控系统一套，对电厂循环水管线、换热站、热泵机组、供热一级、二级管网等进行监控。1.5.6工程总投资及效益项目总投资 28524万元资本金财务内部收益率 税前 6.3%税后 4.7%投
28、资回收期 (含建设期) 税前 10.64年税后 11.86年1.6主要技术经济指标 表1-2 经济指标表序号指标名称单位数量1年供热量兆瓦/年200.002年平均日供热量兆瓦/日1.673供热一级主管网公里2.74供热一级支线管网公里4.485二级换热站座86项目总投资万元285247劳动定员人708平均年热费收入万元76009项目投资内部收益率6.3%（税前）4.7%（税后）10项目投资净现值（ic=4%）万元4195(税前)1363(税后)11投资回收期（含建设期）年10.64(税前)11.86(税后)12盈亏平衡点%65.53(生产能力利用率)2 余热热泵集中供热系统的特点2.1热泵发展
29、历史在19 世纪初，人们对能否将热量从温度较低的介质“泵”送到温度较高的介质中这一问题发生了浓厚的兴趣。英国物理学家J.P.Joule 提出了“通过改变可压缩流体的压力就能够使其温度发生变化”的原理。1854 年，W.Thomson 教授发表论文，提出了热量倍增器的概念，首次描述了热泵的设想。当时，热泵供暖的对象主要是民用，供暖需求的总量较小，特别是对由于采暖方式及其对环境的影响尚没有足够的意识。人们采暖的方式主要是燃煤和木材，因而，热泵的发展长期明显滞后于空调的发展。上世纪30年代，随着氟利昂制冷机的发展，热泵有了较快的发展。特别是第二次世界大战以后，工业经济的长足发展带来对供热的大量需求以
30、及相对能源短缺，促进了大型供热及工业用热泵的发展。1973 年的全球性能源危机，进一步促进了热泵事业在全世界范围内的发展和应用。2.2热泵原理“热泵”这一术语是借鉴“水泵”一词得来。在自然界中，水总由高处流向低处，热量也总是从高温传向低温。但人们可以用水泵把水从低处提升到高处，从而实现水的由低处向高处流动，热泵同样可以把热量从低温传递到高温。所以热泵实质上是一种热量提升装置，热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象（温度较高的物体），其工作原理与制冷机相同，主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀节流阀组成，其原理如图21所示。 压缩机： 起着压缩和输送循环工质从低温、低压处到高温、高压处的作用，是热泵机组的心脏； 蒸发器： 是输出冷量的设备，它的作用是使经节流阀流入的制冷剂液体蒸发，以吸收被冷却物体的热量，达到
