350MW级燃气供热机组热电厂燃气热电联产扩建工程初可行性实施报告.docx
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350MW级燃气供热机组热电厂燃气热电联产扩建工程初可行性实施报告
10-F179ⅧG5-A01-01
**********热电厂燃气热电联产扩建工程
初步可行性研究报告
（4×350MW级燃气供热机组）
说明书
1概述
1.1任务依据和工作概况
1.2原有电厂概况
1.3项目建设的必要性
1.4研究工作的主要工程设计目标
1.5研究围
2电力系统
3热负荷分析
4燃料供应
5建厂条件
5.1厂址概述
5.2交通运输
5.3水源
5.4水文气象
5.5厂址区域稳定性与工程地质
6工程设想
6.1全厂总体规划及总平面布置
6.2装机方案及机组选型
6.3化学水处理系统
6.4电气部分
6.5水工部分
6.6岩土工程
6.7烟气脱硝系统
6.8项目实施条件和建设进度及工期
7环境和社会影响
8初步投资估算及财务与风险分析
9结论及建议
10附件
附件序号
发文单位、文件名称
附件1
北京军区司令部作战部
《关于同意高井热电厂在拟选厂址进行工程改扩建事》
附件2
北京市石景山区文化委员会
《关于高井热电厂改扩建工程项目拟选厂址有关文物保护事项的批复》
附件3
地质危险性评估报告备案登记表
附件4
北京市燃气集团有限责任公司《关于大唐国际北京高井热电厂扩建工程天然气供应有关事项的复函》
附件5
北京京城中水有限责任公司《供水意向书》
附件6
北京市京西医疗器械经销中心
《大唐国际北京高井热电厂扩建工程氢气供应协议》
附件7
大厂回族自治县永昌化工有限公司
《大唐国际北京高井热电厂扩建工程液氨供应协议》
11图纸目录
初可报告附图
序号
图名
编号
1
厂址地理位置及总体规划图
F179ⅧG5-A01-Z-01
2
厂区总平面规划布置图（方案一：
水冷方案）
F179ⅧG5-A01-Z-02
3
厂区总平面规划布置图（方案二：
直冷方案）
F179ⅧG5-A01-Z-03
4
厂区总平面规划布置图（方案三：
直冷方案）
F179ⅧG5-A01-Z-04
1概述
大唐国际高井热电厂是中国大唐集团公司唯一在京电厂，大唐国际发电股份有限公司全资电厂，地处北京市最西部的门头沟区与石景山区交界处，总装机660MW，始建于1959年，是全国最早按照扩大单元集中控制的火力发电厂，1974年6台机组全部竣工投产。
曾被誉为“电力工业战线上的一面旗帜”。
作为北京地区主力热电厂，北京电网骨干电源支撑点和重要热源点的高井热电厂至今已运行了50年。
高井热电厂是首都电网220千伏和110千伏并联点的通道，供热面积超过1300万平方米。
自2003年以来，大唐国际发电股份有限公司先后投入17亿元资金对高井热电厂进行供热改造和脱硫、脱硝、布袋除尘、煤棚封闭等环保综合治理。
截止2007年底，高井热电厂所有环保设备全部投入运行，成为国第一家完全实现清洁生产的热电联产企业。
环保排放指标全部达到北京市《锅炉大气污染物排放标准》，兑现了履行社会责任的承诺。
随着国家“节能减排”的政策和北京市新的环保排放标准的颁布实施，高井热电厂于“十二五”期间扩建热电联产机组，确保稳定供热。
随着北京市逐步向国际化大都市迈进，集中供热要求日益强烈。
根据北京市热力公司的供热规划统计，目前北京市（城八区）集中供热需求量约5亿平方米，而能满足集中供热的仅为1.5亿平方米，供热缺口相当大。
针对石景山地区，待开发面积很大，特别是首钢搬迁以及地块发展方向规划和环境影响等各方面综合因素，其热负荷增长速度将会非常迅速。
目前，京西沿线热负荷增长速度约为每年800～1000万平方米，高井热电厂现1300万平方米的供热能力已远远不能满足热负荷需求。
随着北京地区经济的飞速发展，北京地区高峰用电需求接近14240MW并逐年增加，周边电厂只能提供3870MW电源支撑。
外受电比例已达2/3，接近70%的电力靠远距离输电方式送达北京负荷中心，这对北京的供电安全极为不利。
高井热电厂扩建工程全部竣工投产后，增加了北京电网主力发电机组，减少了北京地区外受电比例，改善了北京电力供需平衡，加强了受端电网电源支撑，提高了北京供电可靠性，同时增强了抵御自然灾害和突发事件的能力。
高井热电厂扩建工程计划分二期建设，计划一期4台350MW级机组于2012年初投入使用。
二期在厂区西南侧规划建设2台350MW级机组。
1.1任务依据和工作概况
1.1.1任务的来源及编制依据
（1）大唐国际发电股份有限公司委托书
（2）《火力发电厂初步可行性研究报告容深度规定》DL/T5374-2008
（3）《火电工程限额设计参考造价指标》（2008年水平）
（4）《火力发电厂设计技术规程》DL5000-2000版
（5）《燃气—蒸汽联合循环电厂设计规定》DL/T5174-2003
1.1.2初步可行性研究主要设计原则
1.1.2.1厂区总布置
总平面布置方案为：
在石景山区高井热电厂新购置的160亩地布置4×350MW等级燃机机组。
该处紧邻高井热电厂，与该厂仅一墙之隔。
要充分考虑直接空冷对气象要素的要求。
本期按4×350MW等级燃机供热机组进行总平面布置方案设计。
现有厂区规划2×350MW等级燃机供热机组位置。
1.1.2.2热机专业
按4×350MW等级燃机供热空冷或水冷机组考虑，根据需要同步建设脱硝装置。
落实热负荷，进行装机方案研究。
主厂房结构按钢筋混凝土结构考虑。
1.1.2.3化学水处理系统
根据高碑店污水处理厂二级排放水供水，按厂深度处理考虑设计水处理系统。
1.1.2.4电气部分
应根据电力负荷的发展趋势，论述电厂的作用和建设的必要性。
出线电压按220kV考虑，对机组的出线方案提出推荐意见。
电气主接线方案应根据电厂接入系统方案确定。
1.1.2.5供水排水系统
电厂冷却系统按高碑店污水处理厂二级排放水供水，厂深度处理考虑，官厅水库水备用，分析推荐供水方案，冷却系统按直接空冷或水冷考虑。
1.1.2.6环境保护
根据全厂污染物排放情况进行计算，落实本期工程污染物减排量及北京市环保标准的要求。
1.1.2.7机组年利用小时数
年发电利用小时数暂按4000小时计算。
1.1.2.8技术经济
投资估算按2008年指标
主厂房部分按类似工程的指标，主厂房以外按各专业提供的资料进行估算和分析。
建设轮廓进度为2010年10月1日开工，2012年6月1日第一台机组投产，2012年10月1日第二台机组投产。
20个月第一台机组投产发电，总工期24个月。
1.2原电厂概况
1.2.1电厂规模及机组状况
1.2.1.1电厂规模
高井热电厂地处北京市石景山区，距市中心约30km，是京津唐电网负荷中心，是保证北京安全供电的重要电源支撑点，也是北京市集中供热，解决北京市西部小锅炉环境污染的供热中心。
电厂始建于1959年，1974年全部竣工，总装机容量660MW，分三期建成，包括6台110MW凝汽式汽轮发电机组和8台高温高压燃煤锅炉。
机炉具体配置如下：
1、2号110MW汽轮发电机组，配1-4号220t/h高温高压煤粉锅炉，两炉一机；
3-6号110MW汽轮发电机组，分别配5-8号410、430t/h高温高压煤粉锅炉，一炉一机；
1.2.1.2机组状况
（1）锅炉
型式：
单汽包、自然循环、固态排渣煤粉炉；锅炉原始设计参数如下：
名称
1-4号锅炉
5-8号锅炉
额定蒸发量（t/h）
220
410、430
主蒸汽压力（MPa）
9.8
9.8
主蒸汽温度（℃）
540
540
效率（%）
90
90
每台炉小时耗煤量（t/h）
28.9（朔州）26.3（）
52.8（朔州）48.1（）
（2）烟囱
1-4号炉烟气经一个公用的烟囱排放，5、6号炉公用一个烟囱，7、8号炉公用一个烟囱，烟囱高120米，出口径6米。
（3）《供热改造工程》工程实施后，机组改为热电联产单抽凝汽式汽轮发电机组，每一台机组热经济指标：
1）全年供热量8.935×105GJ
2）全年发电量3.5×109kW·h
3）供热标准煤耗39.12kg/GJ
4）供电煤耗398g/kW·h
5）发电热效率39.4%
6）全厂热效率47.5%
2005年《供热改造工程》完成后，全厂6×110MW纯凝汽式机组全部改为供热机组，其中按4台机组带基本热负荷和2台带尖峰热负荷设计，全厂额定供热量为2512GJ/h（600Gcal/h）。
1.2.2原有电厂燃料来源
根据电厂实际燃煤为、朔州等地的煤。
电厂提供的典型的煤质如下：
项目
单位
朔州煤
煤
低位发热量Qnet，ar
MJ/kg
21.29
23.37
收到基灰份Aar
%
26.23
19.02
全水份Mt
%
6.76
7.8
干燥无灰基挥发份Vdaf
%
37.95
33.79
硫Sar
%
0.84
0.75
1.2.3原有电厂水源
原有循环水及工业水的补水水源取自永定河引水工程渠道，永定河引水渠距电厂0.5km。
厂区及生活区生活用水使用距电厂约3km的麻峪水源地。
水源地共有4眼深井，并建有二条DN300的钢管，专给高井热电厂供水。
但由于北京地区地下水位下降，高井热电厂又在厂区附近打了两眼深井，供厂区及生活区生活用水。
1.2.4原有电厂交通运输
铁路：
电厂铁路专用线在丰沙线三家店站已经接轨。
公路：
厂址东南侧排洪沟的东侧为电厂路，该路东北连石门公路，西双峪路。
并连接石景山发电厂和高井热电厂。
厂址西南侧有双峪路，该路西北通石门公路，西阜石路。
双峪路、石门公路为二级公路。
厂址外部交通十分方便。
目前厂区已有完整的道路系统，电厂的主干道已与市区主要干道相接。
1.2.5原有电厂大气污染排放状况
高井热电厂从2002年开始进行了环保综合治理，各项环保指标均达到了国家排放标准，烟尘排放浓度截至2007年底已全部满足北京市地方标准DB11/-2007《锅炉污染物综合排放标准》Ⅰ时段的排放限值，2008年上半年完成了脱硝系统改造，全厂烟气污染物排放浓度均可满足北京市排放标准Ⅱ时段的排放限值。
1.2.6原有电厂灰及灰渣处理
高井热电厂全厂8台炉的除尘器全部改为布袋除尘器，灰渣处理方法如下：
输送方式
飞灰封闭式正压气力输送至贮灰库；炉渣为水力至脱水渣仓，水为循环使用
贮存方式
封闭式贮灰库、渣仓储存，汽车外运至综合利用用户
综合利用及处理
方式
厂原设有干灰分选设备，灰渣均由专门粉煤灰公司统一包销用于建工建材。
1.2.7原有电厂总体布置
高井热电厂现有装机容量6×110MW凝汽机组，锅炉8台。
自1961年到1974年陆续建成投产。
电厂厂区用地约31hm2。
主厂房布置在厂区中央部位。
汽机房，固定端朝东南，扩建端朝西北，锅炉房朝西南。
110kV、220kV屋外配电装置布置在主厂房东北侧。
煤场及卸煤设施布置在主厂房西南侧。
辅助、附属生产建筑布置在主厂房固定端东南面。
厂区总平面布局呈三列式布置。
电厂厂前区、主要出入口布置在厂区东南侧。
1.3项目建设的必要性
（1）北京市供热的迫切需求。
（2）优化电力结构（淘汰小机组，建设高参数大容量供热机组），促进电力节能降耗的需要。
（3）减少污染物排放的需要。
（4）提高北京电网电压支撑以及满足京津唐电网负荷不断增长的需要。
（5）节约水资源的需要。
（6）美化城市景观，建设和谐社会，改善附近居民生活的需要。
（7）土地资源利用的需要。
（8）循环经济的需要。
（9）保持区域经济增长的需要。
1.4研究工作的主要工程设计目标
（1）选择350MW级燃气供热机组最大限度的节约能源消耗，提高机组整体效率。
（2）采用国际先进环保技术，环保排放标准要优于欧洲现行标准，达到北京市地方标准要求。
（3）使用城市再生水，最大限度的节约北方地区现已十分紧缺的水资源。
采用直接空冷技术，最大限度的节约水资源。
工业废水、生活污水经过厂深度处理，实现循环使用，做到污水“零排放”。
（4）选择使用当前世界上最先进的自动化控制系统，最大限度的体现科技含量。
（5）控制噪声污染，设备选型要采用超低噪声设备，完善防噪措施，实现厂界噪声达标。
（6）符合城市总体规划，精心设计，在满足建设用地需求下，合理利用土地资源，减少用地。
（7）建筑设计上要体现美学理念，建筑新颖，更多的体现现代建筑的风格，达到与周边地区和谐。
（8）满足社会需要，承担社会责任，提供清洁电力，提高首都电网安全可靠性。
（9）缓解北京西部地区集中供热的供需矛盾，提供经济、环保、安全热源，创建美好生活。
（10）厂区总平面布置在建厂条件可行的条件下优化工程方案，认真分析不同建厂条件和不同方案对投资和运行费用的影响，以成本最低为原则。
根据以上设计目标，我们提出本工程的总目标为：
把本工程建设成为绿色环保型城市示电厂。
1.5研究围
按初步可行性研究深度规定的要求，对本工程的基本建厂条件进行研究，包括水文气象、工程地质、水文地质、气源、厂区总平面布置、公路、环境保护、电力系统。
并对接入系统、燃料运输、厂区总平面布置、供水、供热、环境保护等设计方案进行原则性阐述，提出初步投资估算和经济效益分析。
2电力系统
2.1电力系统概况
2.1.1华北电网现状
华北电网由京津唐电网、南部电网、电网、蒙西部电网和电网组成，供电区域包括北京、天津两直辖市和、、三省及自治区西部地区。
截止2008年，华北电网已有500kV变电站79座，变压器151台，总变电容量约119660MVA，全网500kV线路229条，线路总长约21996.99km。
其中京津唐电网已有500kV变电站23座，变压器52台，总变电容量约44910MVA。
截止2008年，华北电网网调及各省调直调装机容量达152016.4MW，其中火电146763.4MW，水电（含抽水蓄能）4529.9MW，风电723.1MW，直调装机容量中直接接于500kV系统的容量达49090MW。
其中京津唐电网直调装机容量达38219MW，其中火电36999MW，水电1220MW，直调装机容量中直接接于500kV系统的容量达19960MW。
2008年华北电网从东北电网净受电52.56亿kWh；京津唐电网向电网送电29.54亿kWh。
2008年华北电网最高发电负荷为114020MW，同比增长1.22%。
2008年，华北500kV电网已形成以京津冀区域为受端负荷中心，以蒙西部电网、电网为送端，省网间西电东送有11回500kV线路（不包括托克托、岱海、上都等直送线路）的较坚强电网；电网电力供需基本自平衡，通过辛安～聊城双回500kV线路与主网相联。
华北电网主要电力走向为西电东送、北电南送。
华北电网共有七个西电东送通道：
电网外送通道由丰～万～顺双回路、汗海～沽源～太平双回路组成；托克托电厂外送通道由托克托～浑源～安定（霸州）4回路组成；电网外送通道由大房双回、神保双回、侯石单回、潞辛双回共计7回组成。
上都电厂～的双回500kV线路开辟了一条独立的北电南送通道。
在华北电网部，京津唐电网、南网、电网、蒙西电网和电网均已形成各自较强的500kV主干电网。
电网以至的南北之间500kV双回线路组成华北电网西部纵向通道；南网以保北至辛安的南北之间500kV双回线路组成华北电网中部纵向通道，并通过房保双回向北延伸至京津唐电网；由京津唐电网的姜家营～安各庄～芦台～滨海线路和南部的黄骅～沧西～武邑～辛安线路逐渐形成华北电网南北之间的第三纵。
华北电网“七横三纵”主网架格局已初具规模。
到2008年底华北电网地理接线示意如图2.1-1所示。
2.1.2北京电网现状
北京电网位于京津唐电网的西部，除承担为首都供电的任务外，还向相邻的天津、等相邻的京津唐东部电网、省部分地区转送西电东送电力，在京津唐电网中处于十分重要的地位。
到2008年底，北京电网500kV架空线路3017.62km，220kV架空线路2796.15km，220kV电缆线路长度200.773km。
北京电网共有110kV及以上变电站354座，变电容量77306.5MVA，500kV变电所9座，220kV变电所55座。
北京地区电网统调电厂19座，装机容量5996.6MW，其中，火电装机容量4934.1MW，水电装机容量213MW；抽水蓄能装机容量为800MW；风电装机容量为49.5MW。
到2008年底，北京地区累计供电量665.84亿kWh，较去年同期的644.02亿kWh增长3.39%；整点最大负荷12428.3MW，较去年整点最大负荷11863.9MW增长4.76%；瞬间最大负荷12565.8MW，较去年瞬间最大负荷11895.8MW增长了5.63%。
随着京津唐电网的不断扩大和发展，北京电网原有的500kV环网结构也在逐步发生变化，随着2008年站、门头沟站、兴都站的投产，北京目前形成了昌平—顺义双回、顺义—通州双回、通州—安定单回、安定—房山单回、房山—门头沟单回、门头沟—昌平单回的500kV环网。
中心城区有城北、、兴都3个500kV负荷站，均由500kV环网上的两个不同方向的枢纽站提供电源。
500kV环网和区外有8个联络通道，分别为南—昌平双回、二厂—房山双回、房山—保北双回、浑源—安定双回、盘山电厂—通州单回、万全—顺义三回、太平—顺义双回、津北郊—安定单回。
目前北京220kV电网正常方式下断开石吕双回、苑老双回、华营双回、上清三回、东奥双回，分为5个分区运行，分别为昌平—城北分区、城北—顺义—通州分区、通州—安定分区、兴都—房山—门头沟分区、门头沟—昌平分区。
正常方式下珠聂双回备用和电网断开电磁环网，韩涿双回备用和南网断开电磁环网，安龙单回备用以满足安定220kV分母线运行，龙河由霸州方向提供电源，大屯由安定方向提供电源，北京电网和南部电网断开电磁环网，北部电网通过三河—北寺线路和北京电网保持联系，蓟北双回备用和天津电网断开电磁环网。
2008年北京电网接线图如图2.1-2所示。
2.2电力市场预测
京津唐地区属华北经济发达地区，目前京津唐电网电力供需基本平衡。
预计今后十年，京津唐地区经济将继续保持平稳发展，用电量也将稳定增长。
近年来，京津唐地区夏季持续高温高湿天气，使空调制冷负荷增势迅猛，导致夏季负荷水平升高，出现夏、冬两个用电高峰季。
近几年，京津唐电网最高供电负荷均出现在夏季。
今后气候对供电负荷的影响将增大。
根据华北各地区国民经济发展目标，分析电网历史情况、特别是1990年以来的用电量情况，对京津唐电网全社会用电量和发购电负荷进行了预测。
根据华北电网规划负荷预测，2010年京津唐电网全社会用电量预计达2710亿kWh，最高发购电负荷预计达42600MW，北京电网社会用电量预计达426亿kWh，最高发购电负荷预计达15300MW；2012年京津唐电网全社会用电量预计达3290亿kWh，最高发购电负荷预计达52500MW，北京电网社会用电量预计达950亿kWh，最高发购电负荷预计达17700MW。
京津唐电网负荷发展预测见下表所示。
表2.2-1京津唐电网及北京电网用电量、负荷预测结果
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
全社会用电量（GWh）
247600
271000
298600
329000
353400
379700
408000
其中：
北京
77000
85000
90000
95000
100000
105300
110800
最高发购电负荷（MW）
38400
42600
47292
52500
56889
61646
66800
其中：
北京
14200
15300
16600
17700
18700
19800
21000
2.3装机安排及电力平衡
2.3.1电源建设情况
由于煤炭、水利等资源的限制，京津唐电网无法依靠本地区电源建设来满足电网电力负荷的需求，从西部能源基地、蒙及西北地区接受电力来满足本地区电力负荷的需求已成必然趋势。
根据国家发改委批准和列入优选的电源项目，列出京津唐电网2009～2015年电源装机安排见表2.3-1所示。
表2.3-1京津唐电网电源项目
单位：
MW
项目
2009年
2010年
2011年
2012年
2013年
2014年
2015年
京津唐电网合计
5866
4591
1230
1596
750
1350
1198
（一）
水电/蓄能
600
600
丰宁抽蓄
600
600
（二）
火电
5317
3417
980
300
1
三期
1320
2
津东北郊供热
660
3
北疆
1000
1000
4
新区热电
600
5
热电
300
300
6
宣化热电
330
330
7
军粮城五期
350
350
8
曹妃甸一期
600
9
首钢自备
507
507
10
北塘热电
330
330
11
天津南疆热电
300
300
12
开滦煤矸石
600
（三）
其他电源合计
549
1173.5
250
1295.5
750
750
598.05
风电机组
549
1173.5
250
1295.5
750
750
598.05
2.3.2电力平衡
2.3.2.1电力平衡原则
（1）考虑到联网效益，京津唐电网的备用容量按最高发电负荷的18%计。
（2）对于电源中的燃机、油机、小水电等按受阻容量计入。
因各种原因不能按额定容量发电的机组的少发部分按受阻容量考虑，在平衡中扣除。
（3）新投产机组当年不能完全发挥作用，在平衡中当年投产容量计入1/3～1/2。
（4）凡电力直送京津唐电网的电厂，均计入京津唐电网平衡。
（5）风电机组不参加电力平衡。
2.3.2.2京津唐电力平衡
根据前面负荷预测和装机安排，对京津唐电网作出相应的电力平衡。
京津唐电网电力平衡结果见表2.3-2。
表2.3-2京津唐电网的电力平衡结果
单位：
MW
序号
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
1
最高发购电负荷
38400
42600
47292
52500
56889
61646
66800
2
需要发电装机
45312
50268
55804
61950
67130
72742
78824
3
新增装机容量
5866
4591
1230
1596
750
1350
1198
4
网对网送受电
4450
3150
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