完整word版莒南县城区BOT模式供热可研报告Word文档下载推荐.docx
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473
523
573
623
673
非集中供暖面积
473
50
87
小计（万平米）
760
说明：
莒南县现有集中供热面积为170万平米，为现有力源热电厂的低真空供热，不纳入这次供热范围
该项目分为热源和热网两部分。
第一部分：
热源
热源主要是指供热首站（室外一米内），建设在该电厂内，采用余热回收技术来进行。
该技术能将该厂原来放散到环境中去的冷却塔循环水的余热进行回收，经过余热回收机组加热采暖回水后,用于冬季采暖，在同样的供热负荷下可以减少蒸汽的消耗量，同时也可使发电机组处于安全的运行工况下。
该电厂余热回收供暖项目分成三期进行：
热源一期工程（2014年）：
供暖面积为473万㎡，总负荷199MW，配置热泵机组30MW的4台,利用余热48MW，热泵回收汽机排汽73.8/h的余热，驱动蒸汽采用汽机采暖抽汽102.9t/h，可将2890m³
/h的一次网供暖回水加热到85℃，再利用尖峰加热器81.6WM，消耗汽机采暖抽汽116.6/h把供水提高到110℃去采暖。
一期投资5226万元。
热源二期工程（2017年）：
供暖面积为623万㎡，总负荷262MW。
在原来4台30MW热泵基础上,再增加1台30MW热泵机组，5台热泵利用余热60MW，回收汽机排汽92.3t/h的余热，驱动蒸汽采用汽机采暖抽汽128.6t/h，可将3755m³
/h的一次网供暖回水加热到85℃，再利用尖峰加热器112MW，消耗汽机采暖抽汽160t/h把供水提高到110℃去采暖。
二期投资1215万元。
热源三期工程（2019年）：
供暖面积为760万㎡，总负荷320MW。
在原有5台30MW热泵机组的基础上，新增1台30MW热泵机组，六台热泵回收余热72MW，回收汽机排汽111t/h的余热，驱动蒸汽采用汽机采暖抽汽154.3t/h，可将4587m³
/h的一次网供暖回水加热到85℃，再利用尖峰加热器140MW，消耗汽机采暖抽汽200t/h把供水提高到110℃去采暖。
三期投资1215万元。
热源部分三期工程合计投资额为7656万元。
目前该电厂一期已经开始建设，2014年10月份投产后通过余热回收系统回收凉水塔余热，可以满足1100万平米的供热需求。
该电厂二期2017年左右投产运行。
综上述，该电厂近期余热回收系统的配置容量和耗汽量汇总如下：
热泵容量（MW）
热泵配置
回收乏汽量（t/h）
热泵耗汽量（t/h）
尖峰加热器（MW）
尖峰加热器耗汽量（t/h）
120
4台30MW
73.8
102.9
79
116.6
100
142.9
121
172.9
150
5台30MW
92.3
128.6
112
160
133
190
180
6台30MW
111
154.3
140
200
合计
180
机房按照760万平米供热面积来设计和施工今年一次建成，预留热泵、尖峰加热器和水泵等设备的基础位置，根据每年的供热面积实际安装热泵和尖峰加热器及水泵。
第二部分：
热网
热网包括从该热电厂供热首站（室外一米起）送到城市内各二级热力站的热水管网和各二级热力站（室外一米内）。
含县城外热网、县城内热网（主网和支网）、38-40个二级换热站，实际投资约为30852万元。
热网改造实际投资如下：
热网一期工程（2014）：
一期建设主要范围为：
从规划热电厂向西沿黄海三路敷设DN900管道到莒南县城南环路与西一路交叉口，长度约18×
2公里，供暖面积约473万平米，同时新建新增加的20万平米水暖面积的换热站24个。
一期总共投资23834万元。
热网二期工程（2015年）：
供热水网主管道的二期建设范围：
新增50万供暖面积，在新增供暖区域区域敷设管网并新建2-3个热力站。
二期总投资1264万元。
热网三期工程（2016年）：
供热水网主管道的三期建设范围：
三期总投资1264万元。
热网四期工程（2017年）：
供热水网主管道的四期建设范围：
四期总投资1264万元。
热网五期工程（2018年）：
供热水网主管道的五期建设范围：
五期总投资1264万元。
热网六期工程（2019年）：
供热水网主管道的六期建设范围：
新增87万供暖面积，在新增供暖区域区域敷设管网并新建4个热力站。
六期总投资1962万元。
该热网六期工程合计投资额为30852万元。
2、项目投资分析：
项目总投资分析表单位：
万元
供热面积
总投资额
入网费
现金流
万平米
（万元）
29060
23650
-5410
523
1264
2500
-4174
573
-2938
623
2479
-2917
673
-1681
3177
4350
-508
38508
38000
3、项目运营分析：
项目运营分析表单位：
供热面积（万平米）
收费单价（元/套内平米）
供热收入（万元）
热源运营成本+热网运营成本（万元）
单位运营成本（元/平米）
利润（万元）
单位毛利润（元/平米）
折旧（万元）
单位面积折旧（元/平米）
单位利润（元/平米）
税前利润率（％）
公建：
35民建：
23
9182
6489
13.72
2693
6.68
1926
4.07
2.61
12.79%
10153
7187
13.74
2966
6.66
2005
3.83
2.83
13.87%
11123
7964
13.9
3159
6.5
2084
3.64
2.86
14.02%
12094
8489
13.63
3605
6.77
2264
3.63
3.14
15.39%
13065
9266
13.77
3799
6.63
2343
3.48
3.15
15.44%
14754
10311
13.57
4443
6.83
2567
3.38
3.45
16.91%
4、合作模式：
热源和热网项目合起来为一个项目，采用BOT的商务模式。
二、项目概况
2.1项目简介
莒南县城区集中供热始于2005年，现状主要有力源热电一家热电联产热源进行供热，城区供热采用电厂凝汽器低温循环水供热，由莒南县信源热力有限公司经营，现状供热面积170万㎡。
临沂临港开发区现状无集中供热。
为满足城市发展的供热需求，当地政府决定在莒南县和临港经济开发区的交接处坊前镇建设2×
350MW的热电机组，作为临港经济开发区和部分莒南县城的集中供热热源。
热源：
2×
350MW抽凝式发电机组，单台机组额定采暖抽汽量为400t/h，最大采暖抽汽量550t/h,汽机额定排汽量为170t/h/台。
两台排汽量为340t/h。
一期350MW机组2014年底投产，二期350MW机组2017年底投产。
可以满足未来城区供热需求。
热网及换热站：
原来是利用凝汽器低温循环水供热的区域不变。
以该热电厂为集中供热热源的所有管网需要新建。
2.2电厂余热资源分析
莒南热电厂的余热源为电厂的冷却循环水，冷却循环水水量丰富，水质干净，可以直接进入余热回收机组，是非常好的余热资源。
该热电厂两台350MW机组共用一台冷却塔，凝结两台汽机的乏汽，共有额定排汽量为170×
2t/h，这部分余热原来电厂一般是通过冷却塔把这部分热量排放到大气中，每天24小时不间断运行，大量低品位的热源就这样白白流失而并未得到有效的利用，存在很大能源浪费。
余热回收技术，可形成循环冷却水的部分闭式循环，减少了冷却塔的飘水损失。
项目分三步，每年增加一部分循环水进热泵机组。
依据两台汽机的额定排汽量为340t/h计算，可回收的余热量为：
Q吸热=340×
0.65=221MW
该余热量很大，若能全部回收后，按每平米42W的供暖指标来核算，能增加供暖面积526万平方米。
2.3能源价格及基本参数
名称
单位
数量
备注
供暖面积
万㎡
供暖热指标
w/㎡
42
热水流量
m³
/h
4600
供回水温度
℃
50℃—110℃
其中热泵50℃—85℃
主管网流速
m/s
2
沿程比摩阻
Pa/m
50
设计手册要求30—60
主管网长度
km
18
供热时间
小时/年
2760
115天
居民采暖收费
元/m2
套内建筑面积
非居民采暖收费
35
居民采暖面积比例
84%
非居民采暖面积比例
16%
电费
元/kwh
0.57
自来水
元/m3
2.8
供暖蒸汽价格
元/t
热网接口费
建筑面积
三、热泵技术工作原理及特点
热泵是一种能使热量从低温物体转移到高温物体的能量利用装置。
恰当地利用热泵可以把那些不能直接利用的低温热能变为有用的热能，从而提高热能利用率，节约大量燃料。
借助热泵可以把大气、土壤、河流等蕴藏的低品位热源利用起来。
利用热泵可以实现冬季供热，夏季制冷，也可以同时供冷、供热。
热泵主要有压缩式和吸收式两种。
余热回收技术就是利用吸收式热泵的工作原理而开发出来的。
它是以消耗一部分温度较高的高位热能为代价，经过余热回收机组从低温热源吸取热量后再传热给采暖系统循环水，提高了循环水的温度再供给用户的供热技术。
吸收式热泵机组有蒸汽型、热水型、烟气型多种类型，可以根据项目的具体情况加以灵活配置。
吸收式热泵技术特点：
a.节能：
能效比高；
b.节水：
可以减少循环水漂水量，节约用水；
c.环保：
可以大量减少排放CO2、CO、SO2、NOx、粉尘等；
d.节资：
一套系统实现供冷和供热，还可提供生活热水，减少了投资成本；
e.多样性：
满足不同行业制冷、供热需求。
溴化锂吸收式热泵工作原理图
四、设计条件
4.1设计计算
4.1.1设计条件
取暖天数115天；
供暖期采暖室外计算温度为-4.7℃；
供暖期采暖室外日平均温度为：
0.7℃；
极端最低温度-19.2℃
平均负荷系数：
0.76；
最小热负荷系数：
其它相关设计参数参照《莒南及临港经济开发区供热规划》，并参考国家相关设计规范及标准。
4.1.2供热负荷：
根据供热规划，该地区的供热采暖指标取42w/m2,莒南县的供暖负荷系数取为0.76，则按照建筑面积的单耗指标为:
42w（J/s）*24*115*3600*0.76=317157120J=0.318GJ。
4.2设计的目的和依据
设计目的：
采用余热回收技术，回收电厂循环冷却水的余热，来加热一次网的回水，利用热泵将回水由50℃提高到85℃，再用汽水换热器提高到所需的110℃去供暖，这样可以节省蒸汽加热的消耗量，而节省的蒸汽，可以用来扩大供热或者用来发电，同时使机组处于比较安全稳定的运行工况下。
采用该技术方案后循环冷却水部分不用再上塔冷却，还可减少冷却塔的飘水损失；
另外通过汽改水后回收了凝结水也减少了损失，达到节能减排的目的。
设计依据：
1）、设备制造和材料
2）、符合下列标准和规定最新版本的要求GB150—1998《钢制压力容器》
3）、GB151—1999《管壳式换热器》
4）、GB699—1999《优质碳素结构钢》
5）、GB/T709-2206《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》
6）、GB/T3274—2007《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》
7）、GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》
8）、TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》
9）、JB/T4330-1999《制冷空调设备噪声的测定》
10）、JB4708－2000《钢制压力容器焊接工艺评定》
11）、JB/T4709－2000《钢制压力容器焊接规程》
12）、JB4726－2000《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》
13）、JB4730.1~4730.6－2005《承压设备压力容器无损检测》
14）、JB/T4746－2002《钢制压力容器用封头》
15）、JB/T4711－2003《压力容器涂敷与运输包装》
16）、HG/T20592～20635-97-2009《钢制管法兰、垫片、紧固件》
17）、HG/T20505-2000《过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号》
18）、HG/T20507-2000《自动化仪表选型规定》
19）、HG/T20508-2000《控制室设计规定》
20）、HG/T20509-2000《仪表供电设计规定》
21）、HG/T20510-2000《仪表供气设计规定》
22）、HG/T20511-2000《信号报警、安全联锁系统设计规定》
23）、HG/T20512-2000《仪表配管配线设计规定》
24）、HG/T20513-2000《仪表系统接地设计规定》
25）、HG/T20636～20639-1998《化工装置自控工程设计规定》
26）、GB50093-2002《自动化仪表工程施工及验收规范》
27）、GB50052-95《供配电系统设计规范》
28）、GB50054-95《低压配电设计规范》
29）、GB50062-92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》
30）、GBJ63-90《电力装置的电气测量仪表装置设计规范》
31）、GB50254-96《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》
32）、业主提供的技术资料及相关要求。
五、技术方案设计
5.1设计思路
本项目分别按照热源和热网两部分来考虑。
对于热源部分，选择第一类蒸汽型吸收式溴化锂热泵，应用于规划热电厂2台350MW供热机组循环水余热供热利用项目，余热水为汽轮发电机组的循环冷却水；
热泵的驱动蒸汽从本机组的采暖抽汽中抽取。
整个供热系统由热泵来承担基础负荷，新增热网加热器做为尖峰加热器来使用。
（1）余热
凝汽器凝结的额定排汽量为170t/h/台，额定总的排汽量为340t/h，1t/h排汽按照0.65MW来计算，则余热总量为221MW。
（2）蒸汽
为了节省供热首站的运行电费，热网循环泵采用汽机拖动，即先利用该电厂汽机的四级抽汽0.981MPa抽汽做为热网循环泵的驱动蒸汽，其背压设计为0.35MPa，然后再供给热泵的作为驱动热源，利用减温装置，把过热蒸汽转化为饱和蒸汽以供热泵使用。
汽机额定抽汽压力为0.981MPa。
三级0.5MPa的抽汽可直接用于汽水换热器、经减温到饱和状态用于热泵。
（3）供热负荷
分两个阶段来考虑。
第一个阶段：
2014年，根据供热规划2014年冬季可实现一期350MW热电厂投产，该热电厂位于莒南与临港的交界处，距莒南县城约18公里，距临港约9公里。
在规划热电厂内建设供热首站，负责莒南及临港的集中供热。
计划2014把莒南和临港原有的非集中供暖的面积纳入到集中供暖中来，2014年供热面积约473万平米；
第二个阶段：
2015-2019，2017年规划电厂二期350MW热电厂投产，把每年新增建筑纳入集中供热范围。
最终按照供热面积760万平米来考虑，其尖峰热负荷为320MW。
详见下表：
采暖面积（万平米）
热负荷（MW）
199
220
241
262
283
320
（4）供热管网
高温热水供热管网系统是规划区域城市采暖供热的主要方式。
供暖主管网DN900向西敷设至莒南县城区对城区进行供热，约18公里。
按照莒南供热面积760万平米来考虑，供热主管网的直径DN900可满足要求。
（5）二级换热站
以规划热电厂作为供热热源的供热面积约760万平米计算，需要新建换热站约38-40个。
5.1.1热源一期工程（2014年）设计方案：
供热面积473万平米，设计采暖热负荷指标42W/㎡，供热负荷为199MW，设计热网循环水的流量为2890t/h，供回水温度110/50℃。
把热电厂的供热尖峰负荷199MW分成两个阶段。
把热网50℃的回水加热到85℃，负荷为120MW，占热电厂供热尖峰负荷的60.3%，运行115天，由吸收式热泵机组来承担；
第二个阶段：
把85℃回水加热到110℃，负荷为99MW，占整个尖峰负荷的39.7%，称为尖峰负荷，其运行工况参数根据一次热网供热的实际情况进行调节，由尖峰加热器来承担。
采用吸收式热泵机组，用电厂的抽汽作为驱动热源，从凝汽器循环冷却水中提取热量，将热电厂首站换热器二次侧的50℃回水加热到85℃后再进入首站换热器，然后再用部分抽汽将它们加热到110℃后去供暖。
取循环冷却水的余热量48MW和进出水温差10℃来计算，余热水的流量为4128t/h。
热泵参数条件:
热泵供热量（MW）120（30×
4）
余热水进出口水温度（℃）40/30
回收余热量（MW）48
余热水的流量（t/h）4128
驱动蒸汽的压力（MPa绝压）0.5（饱和蒸汽）
热泵进出口水温度（℃）50/85℃
热泵供热水的流量（t/h）2890
我们选择4台30WM机组，在流程设计方面，我们把两个供热阶段设计成串并联的方式，通过阀门切换,既可以用热泵系统单独供暖,也可与原汽水换热器联合供暖。
一旦余热回收机组出现故障,还可以恢复成原有的汽水换热器供暖。
这样设计的流程就充分考虑了系统的安全性和灵活性。
5.1.2热源二期工程（2017年）设计方案：
供热面积623万平米，设计采暖热负荷指标42W/㎡，供热负荷为262MW，设计热网循环水的流量为3755t/h，供回水温度110/50℃。
把热电厂的供热尖峰负荷262MW分成两个阶段。
把热网50℃的回水加热到85℃，负荷为150MW，占热电厂供热尖峰负荷的57.2%，运行115天，由吸收式热泵机组来承担；
把85℃回水加热到110℃，负荷为112MW，占整个尖峰负荷的42.8%，称为尖峰负荷，其运行工况参数根据一次热网供热的实际情况进行调节，由尖峰加热器来承担。
采用吸收式热泵机组，用电厂的抽汽作为驱动热源，从循环冷却水中提取热量，将热电厂首站换热器二次侧的50℃回水加热到85℃后再进入首站换热器，然后再用部分抽汽将它们加热到110℃后去供暖。
取循环冷却水的余热量60MW和进出水温差10℃来计算，余热水的流量为5160t/h。
热泵供热量（MW）150（30×
5）
回收余热量（MW）60
余热水的流量（t/h）5160
热泵供热水的流量（t/h）3755
我们选择5台30WM机组，在流程设计方面，我们把两个供热阶段设计成串并联的方式，通过阀门
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