華能天津楊柳青熱電有限公司熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合供暖可行性研究報(bào)告華北電力大學(xué)2011年3月目錄第一章總論411項(xiàng)目及建設(shè)單位概況412熱負(fù)荷基本情況613項(xiàng)目背景及意義914項(xiàng)目研究范圍1015項(xiàng)目編制依據(jù)1116主要技術(shù)原則12第2章熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合供暖方案1221基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1322技術(shù)方案一（并聯(lián)方案）1323技術(shù)方案二（串聯(lián)方案）1524供熱系統(tǒng)熱平衡分析1625原有設(shè)備利用1726新增供熱系統(tǒng)設(shè)備1827施工方案1928運(yùn)行方案2129熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合供暖方案的熱泵機(jī)組選型設(shè)計(jì)23210公用工程條件24第3章項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃及人員配置26第4章節(jié)能與環(huán)保2741節(jié)能原則2742環(huán)境保護(hù)2743環(huán)保效益2844環(huán)境影響評價(jià)29第5章消耗、勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生2951編制原則2952編制的衣服2953環(huán)境因素的影響29第6章投資估算及經(jīng)濟(jì)分析3061總投資估算3062收益技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析32第7章循環(huán)經(jīng)濟(jì)獎勵政策35第8章結(jié)論36第一章總論11項(xiàng)目及建設(shè)單位概況111項(xiàng)目名稱華能天津楊柳青熱電有限公司熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合供熱可行性研究報(bào)告112項(xiàng)目建設(shè)性質(zhì)根據(jù)國家節(jié)能能源，保護(hù)環(huán)境的政策和華能天津楊柳青熱電有限公司有關(guān)節(jié)能減排的要求，回收電廠循環(huán)水余熱提供采暖供熱，以擴(kuò)大供熱能力，節(jié)能減排，節(jié)約用水。113建設(shè)地點(diǎn)華能天津楊柳青熱電有限公司位于天津市楊柳青鎮(zhèn)。楊柳青鎮(zhèn)是西青區(qū)政治、經(jīng)濟(jì)和文化的中心，其歷史沉積久遠(yuǎn)，文化底蘊(yùn)深厚，具有豐富民間藝術(shù)，同事人文景觀、自然景觀資源豐富，休閑旅游也發(fā)展迅速。天津市西青區(qū)楊柳青鎮(zhèn)位于天津中心城區(qū)西南，西青區(qū)的西北部，新規(guī)劃范圍北起子牙河，南至柳麗路，東臨柳翠路，西至青沙路。依據(jù)天津市西青區(qū)楊柳青鎮(zhèn)控制性詳細(xì)規(guī)劃，規(guī)劃用地總面積2317平方公里。西青區(qū)和中心城區(qū)之間的交通發(fā)達(dá)，京滬高速公路和京滬高速鐵路都由西青區(qū)經(jīng)過，是天津西部進(jìn)入天津市區(qū)的重要通道。地鐵二號線的西延工程將進(jìn)入楊柳青鎮(zhèn)。楊柳青鎮(zhèn)內(nèi)有多條主干道，包括西青道、新津楊路、柳霞路、柳口路、104國道、青沙路等，形成城鎮(zhèn)街區(qū)主要道路網(wǎng)。京杭大運(yùn)河之南運(yùn)河流經(jīng)楊柳青境內(nèi)，并穿過鎮(zhèn)區(qū)。西青道、新津楊路、柳霞路承載著與中心城區(qū)的交通聯(lián)系，柳霞路作為一條景觀大道，是中心城區(qū)進(jìn)入楊柳青鎮(zhèn)的首選道路。114建設(shè)單位概況建設(shè)單位全稱華能天津楊柳青熱電有限公司華能天津楊柳青熱電有限公司目前運(yùn)行4臺300MW供熱機(jī)組，具有2200萬平米的供熱能力。目前主要承擔(dān)天津市區(qū)部分熱負(fù)荷和楊柳青鎮(zhèn)的集中供熱負(fù)荷。以當(dāng)前的供熱熱負(fù)荷需求增長速度，兩年內(nèi)達(dá)到電廠供熱能力的上限，因而繼續(xù)擴(kuò)大供熱能力。115汽候條件天津位于中緯度歐亞大陸動感，面對太平洋，季風(fēng)環(huán)流影響顯著，冬季受蒙古冷高氣壓控制，盛行偏北風(fēng)，夏季受西太平洋副熱帶高汽壓影響，多偏東風(fēng)。天津汽候?qū)倥瘻貛О霛駶櫞箨懠撅L(fēng)型汽候，有明顯由陸到海的國度特點(diǎn)司機(jī)明顯，長短不一；春季多風(fēng)，多旱少雨；夏季炎熱，雨水集中；秋季天高汽爽；冬季和干冷干燥少雪。年平均降水量為550680毫米，夏季降水量約占全年降水量的80。116地形地貌西青區(qū)地處海河水系下梢，地面高程在海拔25米之間，洼地只有2米，是子牙河、南運(yùn)河等大河流經(jīng)及匯水之地，加上眾多的灌排大渠，構(gòu)成西青區(qū)網(wǎng)稠密、縱橫交錯的北國水鄉(xiāng)景觀。楊柳青鎮(zhèn)中不有南運(yùn)河穿過，規(guī)劃地段北側(cè)有子牙河。整體地段呈現(xiàn)西、北部高（最高為5米），東、南部低（最低為2米）。117土壤及水文區(qū)境內(nèi)土壤土質(zhì)鹽堿，地勢從西北向東南逐漸降低，全部耕地都分布在洼地里，土壤質(zhì)地由砂變粘，土壤鹽化程度由輕變重，土壤呈現(xiàn)由砂質(zhì)潮土砂壤質(zhì)潮土輕壤質(zhì)潮土中壤質(zhì)潮土重壤質(zhì)潮土濕潮土鹽化潮土有規(guī)律的分布。西青區(qū)地處海河流域下游，境內(nèi)自然河流與人工河道縱橫交織，素有“九河下梢”之稱。全區(qū)一級河道3條，二級河道10條，分布在規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)的一級河道有一條（子牙河），二級河道一條（南運(yùn)河）。12熱負(fù)荷基本情況121電廠供熱現(xiàn)狀電廠主要向市區(qū)和楊柳青鎮(zhèn)供熱。根據(jù)電廠要求，熱泵機(jī)組供暖主要為楊柳青鎮(zhèn)提供采暖負(fù)荷。根據(jù)楊柳青電廠提供的資料，20102011供暖季，電廠已經(jīng)向楊柳青鎮(zhèn)實(shí)現(xiàn)供熱面積約287萬平方米。根據(jù)天津市西青區(qū)楊柳青鎮(zhèn)控制性詳細(xì)規(guī)劃，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，楊柳青鎮(zhèn)規(guī)劃住宅采暖面積約450萬平方米，規(guī)劃公建采暖面積約320萬平方米。至2020年，楊柳青鎮(zhèn)現(xiàn)狀及規(guī)劃采暖建筑面積總計(jì)約1115萬平方米。綜合以上熱負(fù)荷發(fā)展情況，目前華能楊柳青熱電有限公司供熱能力將在2年內(nèi)突破上限，迫切需要增加供熱能力。122電廠可挖掘的供熱能力楊柳青電廠目前投產(chǎn)運(yùn)行的三期、私企機(jī)組各為2300MW供熱機(jī)組。設(shè)計(jì)供熱能力為一期532MW，二期機(jī)組700MW，總供熱能力為1232MW。電廠在滿足中心城區(qū)供熱需求的同時向楊柳青鎮(zhèn)提供供熱。目前電廠4臺供熱機(jī)組為抽凝式供熱機(jī)組，在功能器件最大供暖抽汽量的工況下，三期每臺機(jī)組有200T/H左右的蒸汽進(jìn)入凝汽器凝結(jié)，四期每臺機(jī)組有100T/H左右的蒸汽進(jìn)入凝汽器凝結(jié)，其熱量由冷卻塔釋放到大汽，同時損失大量的水。此外，機(jī)組的給水泵正常工況下由小汽機(jī)拖動，小汽機(jī)的排汽也排往凝汽器，此部分的余熱也可以回收。伏輔機(jī)的冷卻水，最終熱量也進(jìn)入循環(huán)冷卻水，該部分占總熱量的份額較小，但也不應(yīng)該忽略。根據(jù)廠方提供的額定抽汽工況熱平衡圖，采用熱量法進(jìn)行估算，并且取輔機(jī)冷卻水的熱量為35MW,則余熱的估算結(jié)果如下表表11機(jī)組余熱情況估算表三期余熱主機(jī)排汽小機(jī)排汽輔機(jī)冷卻三期合計(jì)5號機(jī)組MW14252483517086號機(jī)組MW1425248351708四期余熱主機(jī)排汽小機(jī)排汽輔機(jī)冷卻四期合計(jì)7號機(jī)組MW673235359438號機(jī)組MW67323535943合計(jì)余熱MW4196966145202由此表可見，電廠循環(huán)水總得余熱5302MW，供熱指標(biāo)按照50W/M2計(jì)算，總得供熱潛力為10604萬平米。四期機(jī)組單臺計(jì)算余熱有943MW,若考慮疏水放熱，則余熱達(dá)到95MW以上，供熱潛力為190萬平米。123耗熱指標(biāo)及耗熱量依據(jù)國家城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范（GJJ342002）中的相關(guān)規(guī)定以及天津市采暖期汽溫，室外采暖計(jì)算溫度，建筑物的采暖熱指標(biāo)按下表進(jìn)行估算。表12建筑物采暖指標(biāo)采暖熱指標(biāo)（W/M2）建筑物類型未采取節(jié)能指標(biāo)采取節(jié)能指標(biāo)住宅58644045辦公、學(xué)校60805070商店65805570影劇院9511580105供熱區(qū)域內(nèi)民用住宅為主，現(xiàn)有采暖住宅中仍然有部分為老式建筑。考慮管網(wǎng)輸送熱損失及熱力站換熱損失，建筑物采暖平均熱指標(biāo)取50W/M2124年負(fù)荷利用小時及年供熱量根據(jù)天津市人民政府1995年第四十八號令關(guān)于天津市集中供熱管理規(guī)定，天津市的集中供熱采暖日期起始于當(dāng)年的11月10日，至次年的3月20日結(jié)束，共計(jì)131天，采暖小時數(shù)為3144小時。根據(jù)供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊中的汽象參數(shù)，天津市區(qū)采暖室外計(jì)算溫度為9，室內(nèi)計(jì)算溫度為18，在122天的采暖期限內(nèi)的平均室外溫度為09，在147天的采暖期限內(nèi)的平均室外溫度為03，通過加權(quán)平均，得出天津市在131天地采暖期內(nèi)的平均室外溫度為047。年最大負(fù)荷利用小時數(shù)為2145小時。13項(xiàng)目背景及意義隨著社會的日益發(fā)展和進(jìn)步，國家對資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)、能源的綜合利用等方面的要求逐步提高。根據(jù)天津市“十一五”總體規(guī)劃的要求，2005年修編完成的天津市城市總體規(guī)劃（20052020）順利通過國務(wù)院的批復(fù)。城市集中供熱作為總體規(guī)劃的一部分，已經(jīng)列入總體規(guī)劃之中。華能楊柳青熱電有限公司目前運(yùn)行4臺300MW供熱機(jī)組，具有2750萬平米的供熱能力。目前主要承擔(dān)天津市區(qū)部分熱負(fù)荷和楊柳青鎮(zhèn)的集中供熱熱負(fù)荷。以當(dāng)前的供熱熱負(fù)荷需求增長速度，兩年內(nèi)達(dá)到電廠供熱能力的上限，因而繼續(xù)擴(kuò)大供熱能力。華能與天津楊柳青熱電有限公司結(jié)合可利用的余熱情況和集中供熱需求，提出了熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合供熱的循環(huán)水余熱回收計(jì)劃，以求解決越來越突出熱負(fù)荷持續(xù)增長和供熱能力不足的矛盾。熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合的供熱方式，能夠回收循環(huán)水余熱，擴(kuò)大供熱面積。該供熱方式與原有的供熱系統(tǒng)密切配合，可深度發(fā)掘廠內(nèi)的供熱能力，同事減少燃料消耗，達(dá)到節(jié)能減排、節(jié)水的目的，負(fù)荷當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的大方向。回收利用熱電廠循環(huán)水進(jìn)行集中供熱的意義在于1）提高熱源效率根據(jù)供熱熱負(fù)荷增長情況，要確保熱源建設(shè)與城市發(fā)展同步或略超前的發(fā)展，考慮目前能源、環(huán)境的壓力，增加供熱能力應(yīng)該遵循”節(jié)能環(huán)?！暗乃悸?。本項(xiàng)目在目前供熱工況下，盡量利用原有可利用的熱源，提高熱電廠的熱利用效率，突破本廠現(xiàn)有的供熱機(jī)組的設(shè)計(jì)供熱能力，以適應(yīng)供熱負(fù)荷的日益增長需求。2）增加供熱面積火力發(fā)電廠汽輪機(jī)排汽冷凝熱量排空是目前普遍存在的問題。嚴(yán)重影響能源的使用效率。在熱負(fù)荷需求足夠的情況下，采用熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合的供暖方式，回收利用汽輪機(jī)排汽余熱，不但可以增加供熱面積，而且能夠節(jié)能減排、節(jié)約用水。14項(xiàng)目研究范圍本次可行性研究的設(shè)計(jì)范圍包括廠內(nèi)熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合供暖的可行方案、工程投資估算及項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評價(jià)。1）針對華能天津楊柳青熱電有限公司回收利用7號/8號機(jī)組的循環(huán)水余熱，滿足承擔(dān)楊柳青采暖供熱負(fù)荷的需求，對項(xiàng)目所需要的有關(guān)生產(chǎn)設(shè)施和輔助生產(chǎn)設(shè)施等工程的可行性分析。2）根據(jù)熱需求現(xiàn)狀和發(fā)展情況，對吸收式熱泵機(jī)組供熱規(guī)模、設(shè)計(jì)等進(jìn)行綜合論證和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。3）本項(xiàng)目屬于節(jié)能技術(shù)改造項(xiàng)目。根據(jù)現(xiàn)有電廠循環(huán)水余熱條件，及采暖負(fù)荷情況，擬建設(shè)如下內(nèi)容利用現(xiàn)有熱電廠廠內(nèi)放置吸收式熱泵及其配套的機(jī)泵。建設(shè)從現(xiàn)有8號汽輪機(jī)抽汽至吸收式熱泵機(jī)組的蒸汽管道以及疏水回收系統(tǒng)。增加廠內(nèi)一次網(wǎng)供熱熱水管網(wǎng)，建設(shè)從電廠熱泵站房到目前供熱首站的一次網(wǎng)熱水管道。在循環(huán)水進(jìn)塔前管道開口，焊接循環(huán)水支管到吸收式熱泵，再從吸收式熱泵出口到冷卻水池錢的冷卻水管道。低速循環(huán)泵改造以匹配熱泵所需GW及功率。15項(xiàng)目編制依據(jù)1）編制依據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)采暖通風(fēng)與空汽調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范國家發(fā)展改革委員會有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策、節(jié)能政策與法規(guī)建設(shè)單位提供的本項(xiàng)目的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)資料與建設(shè)方有關(guān)部分進(jìn)行技術(shù)交流后形成的公式和意見等；2）采用的主要技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程采暖與通風(fēng)空汽調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500192003建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB500152003城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范CJJ342002城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術(shù)規(guī)程CJJ/T8198工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB502531997工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ08385生產(chǎn)設(shè)備安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)總則GB508385建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB500162006建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)規(guī)定（87）國環(huán)字002號16主要技術(shù)原則1）貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，按照國家關(guān)于節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)政策要求。2）嚴(yán)格執(zhí)行國家、部委及集團(tuán)公司有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)程，平面布局安全合理，工藝過程力求技術(shù)先進(jìn)和運(yùn)行可靠。3）最大限度的提高資源的綜合利用率，節(jié)能降耗，保護(hù)環(huán)境。4）充分考慮節(jié)能系統(tǒng)的特點(diǎn)，站房、管網(wǎng)等均本著節(jié)約投資，盡可能減少影響生產(chǎn)和安全第一的原則確定技術(shù)改造路線。5）設(shè)備選型先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、安全、可靠，提高資源和能源利用效率。第2章熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合供暖方案按照電廠提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和熱網(wǎng)參數(shù)，設(shè)計(jì)兩種熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)供暖的實(shí)施技術(shù)方案。21基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表21電廠基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表（四期7號8號機(jī)組）采暖抽汽壓力02450556211MPAA熱泵設(shè)計(jì)抽汽壓力取值（抽汽口）035MPAG額定供熱工況下抽汽量2550T/H單臺機(jī)組最大抽汽工況排汽流量100T/H循環(huán)冷卻水低速泵流量10000M3/H循環(huán)冷卻水設(shè)計(jì)余熱量1015MW循環(huán)冷卻水技術(shù)溫差87注熱泵疏水排擠四段抽汽，使余熱增加，機(jī)組安裝1015MW余熱設(shè)計(jì)，而計(jì)算收益時仍然按照原機(jī)組余熱95MW計(jì)算。表22電廠集中供熱情況一級熱網(wǎng)設(shè)計(jì)供回水溫度110/50電廠四期一級熱網(wǎng)熱水流量7500T/H采暖熱指標(biāo)50W/M222技術(shù)方案一（并聯(lián)方案）本方案林永035MPAG采暖抽汽作為驅(qū)動熱源，回收利用一臺汽輪機(jī)冷卻塔的全部循環(huán)水余熱，將熱網(wǎng)回水從50加熱到85，熱泵與原熱網(wǎng)加熱器并聯(lián)。將一臺汽輪機(jī)的全部循環(huán)水通過熱泵，通過循環(huán)水控制，使用循環(huán)水進(jìn)熱泵溫度達(dá)到32，出口243回凝汽器。利用電廠可提供的汽輪機(jī)五抽03MPAG采暖抽汽，考慮到管道及閥門阻力損失，進(jìn)入熱泵蒸汽壓力按03MPAG設(shè)計(jì)，根據(jù)廠方要求，蒸汽疏水直接回除氧器，凝水溫度按142設(shè)計(jì)。吸收式熱泵將熱網(wǎng)回水從50加熱到85，深冷期通過與其他高溫水混水，或者通過調(diào)峰加熱器加熱使熱水溫度進(jìn)一步提高。吸收式熱泵供熱方案工藝流程如下圖所示吸收式熱泵主要工藝技術(shù)參數(shù)本方案采用733MW的吸收式熱泵設(shè)備，熱泵主要技術(shù)參數(shù)如下表23熱泵設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)表熱泵總供熱能力231MW熱水進(jìn)出水溫度50/85一次網(wǎng)熱水流量5610M3/H蒸汽壓力03MPAG進(jìn)熱泵壓力抽汽蒸汽溫度256額定耗用蒸汽量192T/H蒸汽凝水溫度142循環(huán)水進(jìn)出口溫度32/243循環(huán)水流量10000M3/H從循環(huán)水提取的冷凝熱量1015MW熱泵總用電量180KW單套熱泵尺寸97008000540023技術(shù)方案二（串聯(lián)方案）本方案采用吸收式熱泵與原系統(tǒng)熱網(wǎng)加熱器串聯(lián)，全部熱網(wǎng)水通過吸收式熱泵進(jìn)行第一級加熱。將一臺汽輪機(jī)的全部循環(huán)水通過熱泵，通過循環(huán)水控制，使用循環(huán)水進(jìn)熱泵溫度達(dá)到28，出口192回凝汽器。利用電廠可提供的汽輪機(jī)五抽03MPAG采暖抽汽，考慮到管道及閥門阻力損失，進(jìn)入熱泵蒸汽壓力按03MPAG設(shè)計(jì)，根據(jù)廠方要求，蒸汽疏水直接回除氧器，凝水溫度按142設(shè)計(jì)。吸收式熱泵將熱網(wǎng)回水從50加熱到762，再通過調(diào)峰加熱器加熱使熱水溫度進(jìn)一步提高，當(dāng)本機(jī)組抽汽全部用盡時，熱網(wǎng)出水口溫度可達(dá)到1051吸收式熱泵主要工藝技術(shù)參數(shù)本方案采用733MW的吸收式熱泵設(shè)備，熱泵主要技術(shù)參數(shù)如下表24熱泵設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)表熱泵總供熱能力231MW熱水進(jìn)出水溫度50/762一次網(wǎng)熱水流量7500M3/H蒸汽壓力03MPAG進(jìn)熱泵壓力抽汽蒸汽溫度256額定耗用蒸汽量192T/H蒸汽凝水溫度142循環(huán)水進(jìn)出口溫度28/192循環(huán)水流量10000M3/H從循環(huán)水提取的冷凝熱量1015MW熱泵總用電量180KW單套熱泵尺寸97008000540024供熱系統(tǒng)熱平衡分析熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合供暖熱平衡，凝汽器端差取56，機(jī)械效率和發(fā)電機(jī)效率合取0987，則串聯(lián)方案的額定抽汽量熱平衡圖計(jì)算如下根據(jù)以上熱平衡圖，可得如下表所示的經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)表25串聯(lián)熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合供暖熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)熱泵抽汽放熱量126875KW循環(huán)水余熱量101500KW熱泵對外供熱量228375KW聯(lián)產(chǎn)抽汽對外供熱量252517KW總對外供熱量480892KW機(jī)組發(fā)電量220307KW熱量利用率9985能量利用率9095能源利用率36167KJ/KWH由以上數(shù)據(jù)和圖可以看出，鍋爐加熱到主蒸汽和再熱蒸汽的熱量除發(fā)電外，其余全部被利用?？紤]鍋爐效率和管道效率后，能源利用率仍然能達(dá)到9095采用熱量法進(jìn)行計(jì)算發(fā)電熱耗僅為36167KJ/KWH。并聯(lián)方案的能源利用率仍然可以達(dá)到9095，由于并聯(lián)方案在熱泵內(nèi)熱網(wǎng)水提升溫度達(dá)到35，需要提高背壓運(yùn)行，對機(jī)組發(fā)電量有所影響，使得發(fā)電比例略有損失。25原有設(shè)備利用251原系統(tǒng)熱網(wǎng)加熱器繼續(xù)利用需要利用原系統(tǒng)熱網(wǎng)加熱器將7500T/H熱水從762加熱到1051，需要消耗03MPAG過熱蒸汽358T/H。若必須將出水溫度提高到110，則需要補(bǔ)充額外蒸汽。252循環(huán)水泵由于進(jìn)入吸收式熱泵的循環(huán)水流量沒有變化，目前循環(huán)水泵的揚(yáng)程是按客服冷卻塔的高差進(jìn)行設(shè)計(jì)的，采用吸收式熱泵后，冷卻水不上塔或者部分上塔，循環(huán)水泵只需要克服熱泵內(nèi)部阻力和管道延程阻力損失，由于熱泵內(nèi)阻力和管道延程阻力損失不超過冷卻塔高差（10米），因此原系統(tǒng)循環(huán)水泵完全可以滿足熱泵循環(huán)水使用，因此不需要新增循環(huán)水泵。253熱網(wǎng)循環(huán)泵由于原系統(tǒng)供熱循環(huán)泵輸送的采暖水流量沒有變化，吸收式熱泵內(nèi)部熱水阻力很小，因此完全可以利用原系統(tǒng)熱網(wǎng)循環(huán)泵提供原系統(tǒng)的供熱，因此不需要新增熱網(wǎng)循環(huán)泵。254熱網(wǎng)補(bǔ)水系統(tǒng)熱泵系統(tǒng)僅僅為現(xiàn)有熱網(wǎng)提供熱量，熱泵系統(tǒng)本身不存在補(bǔ)水問題，因而僅需要原熱網(wǎng)補(bǔ)水即可，無需新增。26新增供熱系統(tǒng)設(shè)備261蒸汽疏水泵吸收式熱泵利用蒸汽放熱，蒸汽變成142疏水，通過疏水泵將蒸汽凝水送至除氧器。凝水泵流量192T/H，水泵揚(yáng)程53米，電機(jī)功率75KW。262熱泵疏水箱由于熱泵機(jī)組較多，單臺汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組增設(shè)7臺熱泵機(jī)組，疏水需要先在疏水箱中暫存，再輸送至除氧器?？紤]8號機(jī)組總疏水流量為192T/H，可增設(shè)20T容量疏水箱一個。表26新增主要設(shè)備一覽表序號設(shè)備名稱設(shè)備描述單位數(shù)量備注1蒸汽疏水泵流量141M3/H揚(yáng)程53米臺22蒸汽疏水箱20T臺127施工方案循環(huán)水熱泵站地址的選擇要便于取水、回水，便于供熱，便于和原熱電聯(lián)產(chǎn)熱網(wǎng)首站連接。由于華能楊柳青熱電有限公司的施工是在現(xiàn)有300MW機(jī)組廠房及場地的基礎(chǔ)上開展的，因此除了空間位置距離遠(yuǎn)近的因素外，還需要考慮和原來的各種管線、結(jié)構(gòu)是否沖突。根據(jù)前面的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本研究針對華能天津楊柳青熱電有限公司的實(shí)際情況給出相應(yīng)的施工方案。通過前期與廠領(lǐng)導(dǎo)及工程技術(shù)人員的討論及調(diào)研，熱泵機(jī)組設(shè)置安裝在廠區(qū)汽機(jī)房8號機(jī)組西墻與涼水塔之間的空地，這里可提供1000多平米的占地面積，能夠滿足熱泵用地要求。熱泵布置上除要求留有抽管及熱網(wǎng)首站距離較近，并且緊靠涼水塔，取回水方便，和熱網(wǎng)首站連接便利。建筑方面，熱泵廠房輕結(jié)構(gòu)簡易廠房，并采用半地下布置，以利于涼水塔通風(fēng)。施工方案中從冷卻塔附近或汽輪機(jī)凝汽器至冷卻塔管道中間取其循環(huán)水，去稅后通過淺埋管引導(dǎo)熱泵站，在熱泵系統(tǒng)中釋放出熱量后，回水沿直接通過管道排往水塔池。在熱泵站中加熱前后的熱網(wǎng)水從熱泵站出來后沿原來熱網(wǎng)首站的管道架空支架布置，在原廠區(qū)熱網(wǎng)水供回水口處與原廠熱網(wǎng)連接。加熱熱泵發(fā)生器的蒸汽也從汽輪機(jī)的抽汽管道抽汽，管道架空，凝結(jié)后的疏水也通過架空管道送回機(jī)組除氧器。熱泵廠房布置在如圖5位置，在四期冷卻水塔旁邊，方便熱泵循環(huán)水的供回水，同事距離供熱管道較近?？紤]今后要在冬天停兩臺水塔，熱泵圖圖6布置所示，實(shí)線所示熱泵為本次施工熱泵，虛線所示為今后停掉另外一臺冷卻水塔的熱泵布置。由于吸收式熱泵是靜態(tài)設(shè)備，同時為了加強(qiáng)冷卻水夏季的通風(fēng)，因此熱泵廠房設(shè)計(jì)為半地下結(jié)構(gòu)，上面為頂棚。圖25熱泵站位置示意圖28運(yùn)行方案熱負(fù)荷較低時的運(yùn)行熱負(fù)荷較低時，抽汽尚有富裕，此時，由于汽輪機(jī)排汽量大，采用熱泵方式運(yùn)行不能把循環(huán)水余熱全部提取，因此必然有冷源損失，此時若采用熱泵方式運(yùn)行，則由于在額定背壓下運(yùn)行，額定熱量下對機(jī)組出力有負(fù)面影響，影響程度視負(fù)荷情況和背壓情況而定。表27是抽汽量200T/H典型工況的低壓抽汽等效熱降計(jì)算結(jié)果。抽汽焓疏水焓給水焓抽汽放熱疏水放熱給水焓升等效焓降KJ/KGKJ/KGKJ/KGKJ/KGKJ/KGKJ/KGKJ/KG凝汽器2384714071485低加42516817172204234517057191321低加32671724223272429510681066283低加2277673493965242776966953756低加130628418666132644226486509從上表可以看出，采用熱泵方式每節(jié)約1KG蒸汽可在汽輪機(jī)內(nèi)多做功6509KJ。此工況若采用熱泵運(yùn)行，可少用80T/H蒸汽，在供熱量不變的情況下，汽輪機(jī)多出力15MW額定抽汽量運(yùn)行額定抽汽量550T/H運(yùn)行時，可以停掉冷卻塔，使得整個機(jī)組的能源利用最高，是最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行工況。停塔條件兩個冷卻塔建有聯(lián)絡(luò)溝渠，7號8號機(jī)組冬季凝汽器熱負(fù)荷足夠低時，可禁用一臺她，熱泵一8好幾組為主要冷源，供熱熱負(fù)荷不足時，部分循環(huán)水由運(yùn)行的冷卻塔承擔(dān)。當(dāng)8號機(jī)組總抽汽量達(dá)到額定550T/H時，其循環(huán)水余熱即可完全吸收，循環(huán)水不再需要冷卻塔。機(jī)組間的熱負(fù)荷分配考慮到單臺機(jī)組與熱泵耦合運(yùn)行在額定抽汽量下達(dá)到經(jīng)濟(jì)最佳點(diǎn)，所以7號8號機(jī)組承擔(dān)的總熱負(fù)荷應(yīng)優(yōu)先供帶有熱泵的機(jī)組，使得該機(jī)組最早達(dá)到額定負(fù)荷，亦即帶有熱泵的機(jī)組應(yīng)當(dāng)承擔(dān)基礎(chǔ)熱負(fù)荷，才能夠?qū)⒔?jīng)濟(jì)性最大化。全廠熱負(fù)荷分配廠內(nèi)熱網(wǎng)供水間可以通過聯(lián)絡(luò)管進(jìn)行熱量的調(diào)配，供熱初期和默契，熱負(fù)荷不足情況下，可將熱負(fù)荷集中到熱泵機(jī)組，以提高經(jīng)濟(jì)性。29熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合供暖方案的熱泵機(jī)組選型設(shè)計(jì)291熱泵機(jī)組制造廠家調(diào)研針對華能天津楊柳青熱電有限公司相關(guān)的熱泵系統(tǒng)，調(diào)研了吸收式熱泵廠家江蘇雙良空調(diào)設(shè)備股份有限公司和大連三洋制冷有限公司，這兩家公司基本代表了業(yè)界的最高水平，下面分別對他們簡單的做以下介紹。1）江蘇雙良空調(diào)設(shè)備股份有限公司是江蘇雙良集團(tuán)有限公司的控股子公司，同時也是一家外商投資股份有限公司。公司位于富饒的長江三角洲、美麗的江南水鄉(xiāng)江陰，北依長江，南鄰滬寧高速公路，交通十分便利。公司注冊資本為30,600萬元人民幣，占地面積802萬平方米，建筑面積42萬平方米，是一座花園式的現(xiàn)代化工業(yè)園。公司是中國中央空調(diào)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)之一，公司主要產(chǎn)品有溴化鋰吸收式制冷機(jī)（蒸汽型、直燃型、熱水型）、吸收式熱泵、電制冷機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管、組合式空調(diào)器等中央空調(diào)主機(jī)及末端產(chǎn)品。公司主要為航天、電子、冶金、石油、化工、醫(yī)藥、機(jī)械、輕紡等行業(yè)以及賓館、辦公樓等民用建筑提供完整的中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備。2）大連三洋制冷有限公司大連三洋制冷是國內(nèi)首家中外合資的中央空調(diào)企業(yè)，產(chǎn)品技術(shù)源于世界領(lǐng)先的日本三洋，近百項(xiàng)專利技術(shù)的廣泛采用，解決了雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)易腐蝕、冷量衰減、使用壽命短的技術(shù)難題，一舉實(shí)現(xiàn)我國溴化鋰制冷技術(shù)20年的跨越，走在世界的前列。1999年先后引進(jìn)、聯(lián)合開發(fā)、獨(dú)立開發(fā)G型、HE高效型雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)、SV系列真空鍋爐和GHP燃汽熱泵產(chǎn)品技術(shù)。2001年，在引進(jìn)日本昭和鐵真空鍋爐技術(shù)基礎(chǔ)上，研制開發(fā)成功超大型鋼板制真空鍋爐，并將該項(xiàng)目技術(shù)向日本昭和鐵輸出。2002年，為日本三洋進(jìn)行煙汽利用直燃機(jī)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。2003年，為日本三洋設(shè)計(jì)蒸汽39KG/CM2G高效率制冷劑圖紙并實(shí)驗(yàn)定型。2004年，與日本三洋共同開發(fā)出口歐美產(chǎn)品（NK蒸汽雙效機(jī)、DJ直燃機(jī)、TJ蒸汽單效機(jī)、LJ低溫水機(jī)），進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)開發(fā)。以技術(shù)領(lǐng)先，引領(lǐng)國內(nèi)同行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，是大連市“先進(jìn)技術(shù)企業(yè)”、“高新技術(shù)企業(yè)”。292熱泵機(jī)組選型根據(jù)華能天津楊柳青熱電有限公司的需求和以上調(diào)研的熱泵廠家的產(chǎn)品，對相關(guān)熱泵機(jī)組進(jìn)行了初步選型，如表28所示。表28熱泵機(jī)組選型表方案一方案二方案簡述并聯(lián)串聯(lián)產(chǎn)品型號（雙良）XRI332/2433300（50/85）H2M2XRI328/1923300（50/762）H2M2參考價(jià)格（萬元）64006400210公用工程條件2101水本方案主要包括三部分水系統(tǒng)A循環(huán)水系統(tǒng)冷卻水密閉循環(huán)后，循環(huán)水流量和溫差均不發(fā)生變化，由于上冷卻塔的水量減少或者停塔運(yùn)行，補(bǔ)水量大幅度降低，循環(huán)水水質(zhì)基本沒有變化。B疏水回收系統(tǒng)熱泵利用蒸汽作為驅(qū)動熱源，蒸汽放熱后變成疏水，疏水溫度142，自流進(jìn)入疏水箱臨時儲存，再利用疏水泵將吸收式熱泵使用的疏水送入熱力除氧器。2103蒸汽根據(jù)電廠汽輪機(jī)熱平衡圖，在額定進(jìn)汽工況下，抽汽量550T/H，抽汽壓力可調(diào)整為035MPA,蒸汽溫度256，排汽量982T/H，熱泵用蒸汽192T/H，直接采暖抽汽358T/H。第3章項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃及人員配置根據(jù)負(fù)荷發(fā)展情況和實(shí)際運(yùn)行情況計(jì)劃投資實(shí)施，2013年完成一臺水塔熱量全部回收，新增熱負(fù)荷約190萬平方米。項(xiàng)目建議建設(shè)計(jì)劃如下表31所示表31建設(shè)計(jì)劃表2011年4月可行研究報(bào)告編制考察2011年5月項(xiàng)目立項(xiàng)及初步設(shè)計(jì)2011年6月7月施工圖設(shè)計(jì)、主設(shè)備采購訂貨2011年8月10月項(xiàng)目土建施工2011年11月12月設(shè)備安裝及系統(tǒng)工程施工2012年1月項(xiàng)目工程完工、單機(jī)調(diào)試2012年2月系統(tǒng)調(diào)試、一期項(xiàng)目竣工驗(yàn)收本工程建設(shè)在華能天津楊柳青熱電有限公司廠區(qū)內(nèi)，歸屬熱電廠領(lǐng)導(dǎo)，不需新增管理機(jī)構(gòu)，但電廠管理要求增加定員四人。第4章節(jié)能與環(huán)保41節(jié)能原則1）采用可靠的工藝和技術(shù)，減少熱泵供熱過程工藝用能。2）確定廢熱能源優(yōu)先利用原則，最大程度地提高能源回收率。3）采用新型高效節(jié)能設(shè)備，提高能量轉(zhuǎn)換效率。4）設(shè)備及管道布置盡量緊湊合理，以減少散熱損失和壓力損失。42環(huán)境保護(hù)421編制依據(jù)本項(xiàng)目環(huán)保設(shè)計(jì)文件的編制遵照中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法及國家各級機(jī)關(guān)關(guān)于環(huán)境保護(hù)的規(guī)定、通知等文件，在設(shè)計(jì)中嚴(yán)格執(zhí)行“三同時“原則并貫徹治理工業(yè)“三廢”，開展綜合利用的精神。422建設(shè)項(xiàng)目污染及治理措施本項(xiàng)目為效益型節(jié)能降耗工程，項(xiàng)目研究中一切從環(huán)境保護(hù)角度考慮問題，對“三廢”的產(chǎn)生和處理均有相應(yīng)措施，確保達(dá)標(biāo)排放。1）污水、廢渣、廢汽本項(xiàng)目不產(chǎn)生任何的污水、廢渣2）噪聲本項(xiàng)目噪聲主要來自水泵和熱泵自帶屏蔽泵，設(shè)計(jì)中嚴(yán)格執(zhí)行工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范，選用低轉(zhuǎn)速、低噪聲設(shè)備，由于采用整體機(jī)房，噪音非常小。溴化鋰吸收式蒸汽熱泵是靜態(tài)運(yùn)行設(shè)備，產(chǎn)生的噪聲很小，熱泵本身并不產(chǎn)生噪聲。但并不排除新增水泵產(chǎn)生的噪聲，以及蒸汽管道內(nèi)流體流動噪聲。對于設(shè)備運(yùn)行帶來的噪聲級震動污染，可以通過采用低噪設(shè)備、加裝減噪及減振設(shè)施，減少噪音計(jì)震動危害，使其達(dá)到國家有關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的要求。43環(huán)保效益1）與直接燃煤供熱相比，電廠回收利用循環(huán)水余熱提供采暖供熱，每年節(jié)省燃煤消耗，減少二氧化碳排放，減少二氧化硫排放以及氮氧化物的排放，減少粉塵排放固體燃料廢棄物排放。2）替代燃煤鍋爐房，減少城市用地，減輕城區(qū)季節(jié)運(yùn)輸壓力，改善城區(qū)景觀。3）減少了由于廠區(qū)內(nèi)冷卻塔散熱產(chǎn)生的大量水蒸汽造成的熱污染。天津地區(qū)采暖期從當(dāng)年的11月15日至下一年的3月31日，每年供暖周期為131天。熱泵提供基礎(chǔ)負(fù)荷，整個采暖季運(yùn)行按2880小時計(jì)算，一個采暖季從循環(huán)水提取余熱量98萬GJ，折合標(biāo)準(zhǔn)煤335萬噸。計(jì)算節(jié)能減排結(jié)果如下表所示。表41熱泵與熱電聯(lián)產(chǎn)耦合供暖減排匯總表項(xiàng)目耦合供暖節(jié)能減排節(jié)約標(biāo)煤335減排CO2萬噸603減排SO2噸6666544環(huán)境影響評價(jià)上述分析研究表明，電廠冷卻循環(huán)水水源熱泵集中供熱系統(tǒng)是一種利用供熱系統(tǒng)，相對傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)，不進(jìn)減少了燃煤的小號，而且減少了污染物的排放，是一種更加環(huán)保的供熱系統(tǒng)。雖然可能存在一些環(huán)境危害，但是通過采取合理的技術(shù)措施及手段，可以減少其環(huán)境危害?？傊?，電廠循環(huán)水余熱利用集中供熱系統(tǒng)的環(huán)境效益遠(yuǎn)超過其帶來的環(huán)境隱患。消防、勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生。第5章消耗、勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生51編制原則設(shè)計(jì)過程中的堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主”的方針，貫徹“生產(chǎn)必須安全，安全為了生產(chǎn)”的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)中嚴(yán)格執(zhí)行國家、地方級行業(yè)主管所頒布的安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。52編制的衣服根據(jù)本項(xiàng)目涉及的物料性質(zhì)和所處地理環(huán)境等情況，參照建設(shè)項(xiàng)目（工程）勞動安全衛(wèi)生監(jiān)察規(guī)定（勞動部3號令1996）及國家、行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，進(jìn)行勞動安全衛(wèi)生與消防設(shè)計(jì)。53環(huán)境因素的影響531自然條件因素影響本項(xiàng)目占地較小，而所處位置面積寬廣，水、電、汽等公用系統(tǒng)距離較近。本項(xiàng)目可充分利用電廠內(nèi)較為完善的排澇系統(tǒng)，足以應(yīng)付洪澇影響。532生產(chǎn)過程中職業(yè)危險(xiǎn)及防范措施本項(xiàng)目主要生產(chǎn)介質(zhì)為不可燃物質(zhì)，分類屬“丙”類。本項(xiàng)目外部消防設(shè)施均依托電廠內(nèi)的原有消防設(shè)施。本項(xiàng)目產(chǎn)生的噪音符合噪音規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。532消防設(shè)計(jì)本項(xiàng)目與原換熱站性質(zhì)基本一致，原有建筑物通道與消防通道連接，均可滿足檢修和消防的需要，設(shè)備平面布置間距均符合防火距離要求。電廠內(nèi)已設(shè)有獨(dú)立、完整、有效的消防系統(tǒng)，可作為本項(xiàng)目的依托。第6章投資估算及經(jīng)濟(jì)分析工程項(xiàng)目包括熱泵站廠房、熱泵機(jī)組的設(shè)備安裝、管網(wǎng)、工程總投資91216萬元。61總投資估算總投資為估算，其中主要設(shè)備及材料依市場價(jià)，其他費(fèi)用按建設(shè)部市政工程投資估算編制辦法。611工程投資估算A估算依據(jù)本項(xiàng)目工程投資估算依據(jù)為市政工程投資估算指標(biāo)；B價(jià)格依據(jù)本工程投資估算所用材料采用計(jì)算基期相關(guān)材料價(jià)格。C費(fèi)用部分表61項(xiàng)目估算費(fèi)用明細(xì)表項(xiàng)目說明費(fèi)用（萬元）合計(jì)（萬元）工程費(fèi)熱泵價(jià)格每臺3040MW吸收式熱泵1000萬左右7000廠房建設(shè)費(fèi)用200管網(wǎng)費(fèi)用100其他熱網(wǎng)加熱器及水泵等費(fèi)用1007400其他費(fèi)用工程監(jiān)理費(fèi)工程費(fèi)用15102勘察、設(shè)計(jì)費(fèi)工程費(fèi)用5340用水、電貼費(fèi)150建設(shè)單位管理費(fèi)工程費(fèi)用15102調(diào)試及試運(yùn)行費(fèi)（設(shè)備購置費(fèi)安裝工程費(fèi)）0534開辦費(fèi)150工器具購置費(fèi)150招投標(biāo)及相關(guān)費(fèi)用工程費(fèi)用02136拆遷補(bǔ)償費(fèi)工程費(fèi)用5，廠內(nèi)不計(jì)010416預(yù)備費(fèi)基本預(yù)備費(fèi)工程費(fèi)用5340漲價(jià)預(yù)備費(fèi)（建筑工程設(shè)備購置費(fèi)）5340680總費(fèi)用91216從以上表格可知工程總投資為91216萬元，其中工程費(fèi)為7400萬元；其他費(fèi)用1041萬元；預(yù)備費(fèi)680萬元。62收益技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析621增加供熱面積本方案在不增加汽輪機(jī)抽汽的情況下，利用部分采暖抽汽通過吸收式熱泵從循環(huán)水重提取了95MW熱量，按單位面積供熱負(fù)荷50W/M2計(jì)算，可以增加供熱面積190萬平方米，網(wǎng)源合一模式下，按每平米25元計(jì)算，熱力公司年增加供熱收入4715萬元。622增加供熱收益由于熱泵提供基礎(chǔ)負(fù)荷，整個采暖季運(yùn)行按2880小時計(jì)算，一個采暖季從循環(huán)水提取與熱量98萬GJ。網(wǎng)源分開模式下，以28元/GJ計(jì)算，電廠每年可以增加供熱收益2744萬元人民幣。624節(jié)水收益由于吸收式熱泵從冷凝熱中提取循環(huán)水與熱量，冷卻水上塔蒸發(fā)補(bǔ)水量減少，減少補(bǔ)水量按1計(jì)算即為100T/H，整個采暖季節(jié)水約為314萬噸。水價(jià)按14元/噸，排污費(fèi)折合011元/噸計(jì)算，年節(jié)水費(fèi)用為475萬元。625熱泵用電費(fèi)用本方案七臺吸收式熱泵，用電功率容量250KW，廠用電電價(jià)按039元/KWH每年熱泵用電費(fèi)用250288003928萬元626維護(hù)管理費(fèi)用由于吸收式熱泵屬于靜態(tài)換熱設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)全自動運(yùn)行，維護(hù)管理工作量小，每年維護(hù)管理費(fèi)用按20萬元計(jì)。627汽輪機(jī)背壓升高對發(fā)電的影響在額定抽汽工況下，對7號機(jī)組低壓缸進(jìn)行熱力計(jì)算，其排汽壓力對低壓缸實(shí)際焓降的影響如圖所示60進(jìn)40200020406080100由圖可見排汽壓力變化1KPA對低壓缸實(shí)際焓降的影響不足4。供暖期間，汽輪機(jī)排汽壓力由閥門進(jìn)行控制，高中壓缸不受排汽壓力影響。額定抽汽工況下，汽輪機(jī)排汽流量在100T/H左右，低壓缸額定排汽壓力下出力為37834MW，因而低壓缸排氣壓力每變化1KPA，對汽輪機(jī)出力的影響不超過15MW由于冬季循環(huán)水溫度升高會造成汽輪機(jī)背壓升高，本方案冬季供熱期背壓按照額定背壓運(yùn)行，汽輪機(jī)排汽壓力為52KPA。電廠汽輪機(jī)采暖期平均背壓按4KPA，汽輪機(jī)排汽背壓增加12KPA。采用本方案后