32318精品管理资料乌海市集中供热二期工程调峰燃气锅炉房0502doc.docx

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附件2

乌海市集中供热二期工程（调峰燃气锅炉房）

可行性研究报告

（简本）

第一章概述

1.1项目背景

根据乌海市现状供热布局及热源能力，截至2011年底乌海市供热缺口将达到105MW左右（主要集中在滨河区），为保障冬季居民及公共建筑的采暖需求，经乌海市人民政府办公会议讨论决定采用新建调峰燃气锅炉房向供热主管网补热的形式解决供热问题。

1.2城市概况

乌海市位于内蒙古自治区的西南部，属自治区直辖市，是新兴的工业城市。

西南与宁夏石嘴山接壤，北靠河套平原，东与内蒙古伊克昭盟比邻，西与阿拉善盟相连；黄河傍市而过，呈南北长东西窄地形。

平均海拔高度1112m。

市辖海勃湾区、乌达区、海南区三个县级行政区，海勃湾新区（滨河区）正在规划建设中，市政府驻海勃湾区。

全市总面积1673km2，总人口44万人，有蒙、汉、回、满、藏等25个民族。

乌海市矿产资源丰富，盛产原煤、焦炭，煤炭优良，发热量高，是炼精焦、洗精煤、工业动力煤的理想原料，在自治区内享有“乌金之海”的美称。

此外，石灰岩、高岭土石兼砂岩、铝土灰岩及铁、铝、锌、金等矿物蕴藏十分丰富。

现已初步形成了以煤炭、电力、建材、化工、冶金、机械工业为主体，以轻工业和种养业为两翼的较为完整的经济发展格局，并带动教育、文化、科技、交通、城建、金融、商业等各项社会事业配套的全面发展。

乌达和海勃湾矿务局是两个大中型煤炭生产企业。

乌海市处在“宁蒙陕”经济区的结合部和沿黄河经济带的中心，是东北、华北通向西北的重要交通枢纽，有包兰铁路、110国道、拉丹高速公路纵贯乌海市。

最近乌海机场建成投入使用，开通了至北京、呼和浩特的航线。

邮政通讯发展迅速，通信传输实现了光纤数字化，电话交换全部程控化。

方便的对外交通和通信设施，使乌海市的经济发展具有了良好的条件。

乌海市旅游资源潜力很大，主要景观有桌子山岩画是新石器时代之青铜器时代北方游牧民族的艺术珍品，在国内外岩画界占有很高的地位；国家级保护植物“四合木”被艺术界称为活化石；碳纪硅化木长40m，底径1m，是亚洲之最，还有奇峡谷、黄河夹心岛、汉代古墓群等。

乌海市地势平坦开阔。

土壤类型为灰褐土、黑垆土、草甸土、盐土和沼泽土，除现有的耕地和居住用地外，大部分为天然草地、荒地、砖窑、废弃地及鱼池。

乌海市属温带大陆性季风气候，半干旱半荒漠气候带，其特点是气候干燥，风沙大，日照强，昼夜温差大，降水量少而集中，春季干旱，夏季炎热高温而短促，秋季气温骤降，冬季寒冷少雪而漫长。

随着经济的快速发展，环境有一定程度的污染，正在积极治理之中。

主要气象条件为：

建筑热工设计地区分类

1区（严寒地区）

年平均大气压力

884.3kPa

冬季大气压力

919.4kPa

夏季大气压力

874.0kPa

年平均气温

9.2℃

极端最高气温

38.7℃

极端最低气温

-26.2℃

冬季采暖室内计算温度

18℃

采暖期室外平均温度

-4.8℃

冬季采暖室外计算温度

-17℃

最热月平均温度

20.4℃

年平均风速

2.7m/s

历年最大风速

22m/s

全年最多风向

SSE

年平均相对湿度

42%

最冷月平均相对湿度

38%

最热月平均相对湿度

55%

年平均降水量

154.8mm

年平均蒸发量

3248.6mm

最大冻土深度

178cm

最大积雪深度

6.0mm

采暖期天数

180天

采暖小时数

4320hr

采暖最大负荷利用小时数

2818hr

采暖起止日期

10.15~4.13

1.2.3地形地貌

乌海市海勃湾区地处山地、丘陵区，平均海拔1200m，山脉走向为由南向北延伸。

丛山之间，大多是丘陵河谷，局部地方有风蚀残丘，其中流沙和砾石区约占全区总面积的6.16%。

西部黄河沿岸是黄河冲积而成的狭窄平原。

地势北高南低，东高西低，平均坡度为3~5‰，土质多系沙土或沙质粘土，耐压力为200~300kPa，地震烈度为8度。

1.2.4水文地质：

乌海市海勃湾区盆地上部冲积、洪积中分布有浅层水，中部广泛分布湖泊淤泥，与泥沙为砂砾和砂层，是浅层承压含水层，在水文地质上属自流盆地。

浅层水一般在40m以上，深层承压水在60~125m之间。

1.3编制依据

1.3.1相关文件

（1）内蒙古自治区乌海市热力公司集中供热工程可研设计委托书。

（2）《乌海市人民政府市长办公会议纪要》（乌海市人民政府办公厅[2011]8号。

（3）《乌海市城市总体规划（2009－2020年）》（中国城市规划设计研究院）

（4）《乌海市海勃湾区热力规划（2002-2010-2020）》（沈阳市热力工程设计研究院，乌海市城乡规划勘测设计院，2002年10月）。

1.3.2设计规范

（1）《供热工程制图标准》CJJ/T78－97；

（2）《民用建筑设计通则》GB50352－2005；

（3）《锅炉房设计规范》GB50041－2008；

（4）《城镇供热管网设计规范》CJJ34－2010；

（5）《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T81－98；

（6）《板式换热机组》CJ/T191－2004；

（7）《工业金属管道设计规范》GB50316－2000；

（8）《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019－2003；

（9）《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235－97；

（10）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236－98；

（11）《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》GB50126－2008；

（12）《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》CJ/T114－2000；

（13）《高密度聚乙烯外保护管聚氨酯硬质泡沫预制直埋保温管件》CJ/T155－2001；

（14）《城镇供热管网工程施工及验收规范》CJJ28－2004；

（15）《室外给排水及燃气热力工程抗震设计规范》GB50032－2003；

（16）《供配电系统设计规范》GB50052－2009；

（17）《电力工程电缆设计规范》GB50217－94；

（18）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062－92；

（19）《建筑物防雷设计规范》（2000年版）GB50057－94；

（20）《建筑设计防火规范》GB50016－2006；

（21）《混凝土结构设计规范》GB50010－2002；

（22）《砌体结构设计规范》GB50003－2001；

（23）《建筑结构荷载设计规范》GB50009－2001；

（24）《钢结构设计规范》GB50017－2003；

（27）《建筑抗震设计规范》GB50011－2001；

（28）《建筑地基基础设计规范》GB50007－2002；

（29）《建筑灭火器配置设计规范》GB50140－2005；

（30）《建筑给水排水设计规范》GB50015－2003；

（31）《环境空气质量标准》GB3095－1996；

（32）《声环境质量标准》GB3096－2008；

（33）《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348－2008；

（34）《污水综合排放标准》GB8978－1996；

（35）《工业企业设计卫生标准》GBZ1－2008；

（36）《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87－85；

1.4研究的范围及内容

本次研究包括新建调峰燃气锅炉房及调峰燃气锅炉房与供热主管网连接管线。

本可研报告的工作内容主要是对供热区域内的采暖建筑物的供热方式和供热系统进行分析研究和方案论证。

所涉及的内容主要包括：

（1）热负荷及供热介质的确定；

（2）热源厂规模等技术方案的确定；

（3）对热源供热方式和供热参数的技术方案论证；

（4）热力网型式及热力网的布置与敷设方案的论证；

（5）供热系统的调节与运行的方案论证；

（7）设备与管道的防腐保温形式的方案论证；

（8）热网监控系统的方案论证；

（9）供配电系统的方案论证；

（10）工程投资估算。

1.5工程建设规模

项目建设规模如下：

（1）新建调峰燃气锅炉房4×29MW热水锅炉。

（2）新建1km一级热水管网（管槽长度）；

1.6设计指导思想和主要技术原则

本工程的设计指导思想是：

安全可靠，经济合理，技术创新，设计创优，方便管理，环保节能。

（1）按照乌海市供热现状及发展规划合理确定调峰热源的位置、规模及占地，同时便于管理、调节，尽量减少投资和运行费用。

（2）积极采用新技术、新工艺、新设备、新材料，做到技术先进、安全可靠、环保节能、经济实用。

（3）为避免重复建设造成浪费，预留远期的发展空间。

1.7项目建设的必要性

本工程的建设可解决乌海市近期集中供热热源能力不足的问题，对保障对居民及其它采暖建筑的供热、提升乌海城市形象、促进区域经济发展有着重要意义。

乌海市集中供热二期工程（调峰燃气锅炉房）项目的建设是必要且可行的。

第二章工程设计

2.1供热负荷

本工程热负荷性质为采暖负荷，负荷总量依照近期乌海市供热缺口的量确定为105MW。

2.2全年总供热量

根据采暖热负荷计算公式，可计算出采暖期内不同室外温度下建筑物的采暖热负荷和相应的延时小时数。

全年总供热量：

113.8万GJ最大负荷利用小时数：

3010。

2.3供热热源

2.3.1确定原则

根据当前的国情，目前可供选择的集中供热方式主要有三种：

热电联产、区域锅炉房、区域性热电联产锅炉房（仅供热源厂自用电）。

采用热电联产或区域性热电联产锅炉房集中供热，是一种节能效果好、环境污染小、社会效益高的供热方式。

但它的一次性投资很大且必须与当地的电力需求相协调。

热源厂的型式主要根据热负荷的性质确定，工艺设计本着经济合理、安全可靠、改善工人工作条件、提高机械化、自动化水平的原则，采用国内外先进技术，讲求经济效益、社会效益及环境效益。

本工程热负荷105MW，由此确定热源厂规模为4×29MW锅炉，供热能力为116MW。

2.3.2燃料选择

锅炉可以选择的燃料主要有2种：

天然气、煤炭。

两种燃料比较如下。

（1）煤作为一种传统能源具有价格低廉，使用技术成熟等优点，同时乌海有着丰富的优质煤炭资源，可就近满足本锅炉房所需的燃料煤。

但燃烧产生烟气及煤炭运输等对环境污染较大，占地面积大，需煤、渣堆场，且运行管理亦较复杂，维修量大，

（2）天燃气是一种清洁、优质、使用方便的能源。

乌海周边有着丰富的天然气资源，天然气可以满足采暖所需。

通过综合比较，本工程选择天燃气作为燃料。

燃气供热分为：

小区燃气锅炉房供热、分户壁挂炉供热和锅炉房集中供热。

（1）分户壁挂炉供热：

主要适用于住宅，天然气管道直接通到热用户，由各热用户自行采暖，但今后如果要改成集中供热难度很大。

（2）小区燃气锅炉房供热：

相当于集中供热的热力站，通过二级网将热水送往热用户，今后如果要改成集中供热系统比较容易实现。

（3）锅炉房集中供热：

可以作为热电厂的调峰热源，与大型集中供热管网实现联网运行。

本工程选用锅炉房集中供热方案，既能单独的供热，也能作为热电厂的调峰热源厂。

2.3.3供热参数

本工程全部用于建筑物采暖，故锅炉选型为高温热水锅炉，同时由于本工程供热面积较大，系统运行压力较高，故供热介质采用高温水，供热参数与京海热电厂隔压换热后的参数相一致为供回水温度120/60℃。

根据热负荷，本工程热源建设2×29MW燃气热水锅炉。

锅炉主要技术参数如下：

型式燃气热水锅炉

型号SZS29-1.6/120/60-QT

额定供热量：

29MW

额定供水压力：

1.6MPa

额定供回水温度120/60℃

额定循环水量415t/h

锅炉效率90%

2.4热源厂方案

2.4.1厂址地理位置

调峰燃气锅炉房拟建位置详见附图-1，高程1095~1100m之间，占地面积4875m2。

2.4.2厂区总平面布置

为满足城市规划立面景观要求，锅炉房东西向对称布置，其近期锅炉房正立面朝向城市主干道，规划选址总用地面积为4875m2。

厂区北侧为生产区，布置锅炉间及泵房等。

厂区南侧为厂前区，布置泵房生产用房。

整个厂区功能分区明确，紧凑实用。

区总平面布置详见附图-2。

竖向布置

场地竖向布置形式拟定为平坡式，场地雨水由雨水口收集，经雨水管道排出厂外。

管线布置

厂内管线为埋地敷设，在管线布置中不仅满足各管线本身要求的技术条件，还考虑管线之间，管线与建构筑物之间的各种防护间距，统筹兼顾，确保各种管线安全运行。

交通运输

厂区内道路宽度为4～7m，均采用水泥路面。

考虑到消防及运输的要求，设环状道路网。

厂区绿化

在厂区四周和道路两侧，布置绿化带，种植新疆杨、柳树、油松等。

在厂区沿建筑物周围，种植常绿灌木和草坪。

2.4.3燃气供应

天然气资料

锅炉房燃用天然气资料如下：

Qdwy=32977kJ/m3（7878kcal/m3）。

锅炉房耗气量表

项目

规模

万m3/h

万m3/d

万m3/a

新建（最大）

4×29＝116MW

1.37

本期工程

105MW

1.24

24.8

3732

2.4.4燃气系统

拟于临近天燃气门站接入天然气管道，在热源厂内建设天然气调压站，进入调压站经、过滤、计量，将天然气压力降至0.3～0.4MPa后接入锅炉房内的燃烧器。

根据热力专业的设计资料，燃气锅炉的峰值用气量为1.24×104m3/h，天然气年用气量约为3732×104m3/a。

管网及调压站的设计规模按1.5×104m3/h的输气能力考虑。

（1）适应规划区域可持续性发展的需要。

（2）注重方案的合理性、可行性、经济性。

（3）严格执行国家现行的法规、设计规范、规定和标准。

在符合规范要求的前提下，因地制宜、合理布管，尽可能降低工程造价。

（4）坚持科学态度，积极采用新工艺、新技术、新材料、新设备，既要体现技术先进、经济合理，又要安全可靠。

工艺设计充分考虑全面实现运行管理自动化的需求。

（5）充分利用上游天然气的压力，将国家的节能方针正真落实到具体的设计工作中。

工艺流程详见下图（图1）：

图1燃气调压站工艺流程框图

天然气由市政中压管网接气，在此设一阀门井供切断用。

燃气管道由阀门井出来后埋地敷设，并穿越厂区南侧大道至高中压撬装式调压站。

高中压撬装式调压站分为两部分，第一部分为过滤计量区，第二部分为调压区。

天然气经过滤计量后进入调压区，由市政管网的压力调至燃气锅炉需要的0.40MPa。

调压器回路设计选用3路（2开1备），根据锅炉的运行台数灵活启停调压器回路。

工艺流程中的电动阀既可以在现场操作，也可以在燃气控制室操作，但以现场操作优先。

即在现场设有转换开关，在正常生产情况下可以在控制室操作，当事故状态或在设备调试维修时，可在现场操作，电动阀均设有阀位显示，以便提示操作人员即时的生产情况。

燃气管道与锅炉的连接处以及燃气调压站附近设置可燃气体浓度报警器，一旦检测到泄漏的天然气后，立刻发出声光报警信号，通知操作人员去现场排除事故隐患，同时系统自动启动事故排风设施，将泄露的天然气迅速排至室外，确保锅炉的安全运行。

本工程调压站属甲类生产厂房，建筑物应充分考虑泄爆等防范措施，厂房的泄压面积应按《建筑设计防火规范》GB50016-2006中的有关要求确定。

建筑物内的换气次数正常情况下不低于5次/时，事故状态时不低于12次/时。

进调压站天然气温度20℃

进调压站小时最大流量1.24×104m3/h

出调压站天然气压力0.40MPa

1）天然气管道的设计压力

调压器后至锅炉用气点的燃气管道设计压力为0.40Mpa。

2）管道敷设

由市政管网开口接出的燃气管道至燃气调压站采用埋地方式敷设，经燃气调压站后至燃气锅炉的管道采用架空方式敷设。

埋地管道的覆土厚度不小于1.0m，至调压站附近出地面与调压设施的管口连接。

调压设施到锅炉燃烧器的燃气管道采用架空方式敷设，以沿墙敷设为主，以便支架生根，同时不影响厂房内的通行空间。

3）管材选择

本工程调压器前的埋地输气管道设计选用20＃无缝钢管，其质量应符合《输送流体用无缝钢管》（GB/T8163-1999）的标准。

调压器后的架空输气管道设计选用螺旋缝焊接钢管（Q235B），其质量应符合《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3091-2008）的标准。

4）管道的绝缘防腐工程

钢质管道经除锈后，埋地管道采用3层PE加强级防腐，架空管道采用2底2面的防锈调和漆防腐处理。

5）管道施工验收简述

（1）管道施工及检验

钢质燃气管道施工验收应按照《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235-97）进行，燃气管道焊接应按照《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》进行。

管道焊接必须按照经业主批准的焊接工艺规程的要求，冬季施工应进行焊前预热和焊后保温。

当环境条件不能满足焊接工艺规程所规定的条件时，必须按要求采取措施后才能进行焊接。

燃气管道安装完毕后应对其进行100%的超声波检测和20%的射线探伤复检。

其质量应符合国家标准《钢熔化焊对接接头超声波（射线照相）检测质量分级》的规定，II级为合格。

（2）管道的清扫及压力试验

管线在施工过程中应随时将块砖等污物清除，待施工检验结束后应进行清管和压力试验，清管采用不低于0.3MPa的压缩空气对管线进行分段清理，以确保管线在投产前没有污物。

燃气管道在施工结束后应对其进行压力试验，压力试验包括强度试验和气密性试验。

强度试验压力为管道设计压力的1.5倍；气密性试验压力为管道的设计压力的1.15倍。

2.4.5燃烧系统

29MW燃气锅炉燃烧系统由送风系统组成，正压燃烧（1000Pa）。

每台锅炉配有一台燃烧器，燃烧所需的空气由燃烧器送入炉膛均匀进入燃烧室，以保证燃烧完全。

燃烧产生的烟气依次经过炉膛、尾部受热面从锅炉排出，锅炉烟气先经过烟道、烟囱排向大气。

热源厂原则性燃烧系统详见附图4，燃烧系统主要设备选型如下，29MW热水锅炉燃烧系统：

（1）燃烧器Q=22000m3/hH=3200PaN=75KW4台

燃烧器应提供BMS燃烧器管理系统和燃烧控制系统CCS（PLC构成），该系统包含燃烧自动程序控制功能、燃烧监测功能。

燃烧器的控制须受控于锅炉的总控制，并与锅炉的控制保持相对的独立性。

满足如下要求：

——具有炉膛前、后吹扫程序。

——具有自动点火程序。

——具有熄火保护程序。

——自动火焰探测、保护程序。

——自动风压检测、保护程序。

——燃烧器故障（燃气压力过高、燃气压力过低、燃气泄漏、燃烧器熄火）显示。

——燃烧器负荷调节采用全电子比例调节方式。

烟囱采用钢烟囱，高度20m，出口直径Φ1.4m。

2.4.6热力系统

一级网回水经除污器及循环水泵送入锅炉。

锅炉进、出水均采用母管制，每台锅炉出水接入供水母管，再由供水母管供至热用户。

本工程热网供回水温度选用120/60℃，温差均为60℃。

热网系统采用补水泵定压，补水经软化、除氧后送至一级网循环水泵入口，与一级网回水一同送入锅炉，各锅炉的定期排污经母管排入定期排污扩容器，扩容后经冷却排入厂区排水系统，另外为防止突然停电时，网路中产生水击现象，在热网循环水泵的出口管与吸入管之间加装旁路，并在旁路管上设逆止阀，以降低循环水泵入口侧的压力。

锅炉补充水的Ca2+、Mg2+离子除硬软化采用全自动钠离子软化水装置，使出水水质残余硬度≤0.03mmol/L。

为加强循环水对系统设施的保护作用和循环水的流动特性，设加药装置，药剂随补充水进入系统。

必要时在补水系统上预留加药装置接口，便于直接加药调节炉水的PH值保持在~10，和应急用软化、除氧、除氯加药。

采用常温海绵铁除氧器的除氧方式，使出水水质溶解氧≤0.1mg/L。

自来水进入全自动钠离子交换器后，合格的软水进入软水箱，通过补水泵将软水打入海绵铁除氧器，合格的除氧水从除氧器出来后直接进入循环水泵的回水管内。

原则性热力系统详见附图-3，热力系统主要设备详见附表-1

2.4.7主厂房布置

锅炉房柱距为6m，跨度24m，全长43.8m，两炉中心距为9.8m，中间留有一定的检修场地，以便锅炉检修时用。

锅炉采用集中控制室，锅炉运转层标高为0.00m。

水处理间布置在锅炉房的底层，柱距为6m，跨距为9m，全长30m，其内布置循环水泵、补水泵、给水软化、除氧设备等。

在锅炉房F列柱外设置一台定期排污扩容器。

为了便于检修，在锅炉间、水处理间的屋架下弦均设有单轨电动葫芦。

主厂房布置图详见附图4～7。

力系统

设计依据及范围

设计依据

（1）内蒙古自治区乌海市海渤湾区热力公司集中供热工程可研设计委托书。

（2）建设单位提供的外部条件及要求。

（3）有关专业提供的用电设备容量及技术要求。

（4）电气专业设计规范

---10kV及以下变电所设计规范（GB50053-94）

---供配电系统设计规范（GB50052-95）

---电力工程电缆设计规范（GB50217-94）

---电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50062-92）

---建筑物防雷设计规范（2000年版）（GB50057-94）

---建筑设计防火规范（2001年版）（GBJ16-87）

设计范围

本工程电气设计范围如下：

（1）燃气锅炉房内10kV变电所一处,供锅炉房内用电。

（2）锅炉房规模4x40T/h燃气锅炉及其相关配套设置。

---电力设备的供配电及控制联锁系统。

---正常照明及事故照明和检修照明。

---电力设备保护接地及建筑物防雷接地。

（3）本次设计不包括厂外电源线路部分。

电力方案

工艺专业提供的用电设备资料，本工程大功率电机有：

循环水泵:

450kW2台（需调速）、250kW1台（需调速）。

补水泵:

15kW3台（需调速）。

上述250kW及以上大容量电机，选用高压电机，补水泵选用低压电机。

电力方案主要本着,设备运行安全可靠,系统操作简单,先进技术与投资相结合等原则。

调速首先考虑节能，首选变频调速，变频调速对于鼠笼、绕线电机都适用，而且调速范围大，平滑性好，且可实现恒转矩或恒功率调速，适应不同负载要求的优点，然后根据变频调速装置定电机电压。

综合各类变频器资料综合比较:

10KV变频器是成熟的设备之一，可靠性高，接线简单，功率因数较高，不需要另外的电容补偿，可达到0.94。

高压变频器适用于250kW及以上的电机调速，10KV变频器与6KV变频器性价比，能高出25%，同时国外品牌基本为6KV，电机电压选用6kV，而电网电源为10KV，所以高压变频装置采用10KV进，6KV出。

补水泵选用低压电机，配低压变频器实现调速。

电源概况及电力负荷主要技术指标

电源概况

根据供配电系统设计规范（GB50052-95），第,负荷分级原则,本工程用电负荷为二级负荷。

根据建设方提供的供电方案,二路10kV电源。

电力负荷主要技术指标

序号

名称

数量

1

本工程用电设备工作总容量

1274.5kw

其中：

高压设备

900kw