如何进行城市供热工程规划.pdf
如何进行城市供热工程规划 如何进行城市供热工程规划 2005-8-21 第一节城市供热工程规划原则与内容 一、城市供热工程规划原则 1. 为贯彻执行国家对能源开发和利用的方针, 落实中华人民共和国环境保护法, 提出 “ 在城市积极推广集中供热“ 的政策 , 因地制宜地合理利 用能源 , 提高经济效益, 需编制好城市供热工程设施规划。集中供热就是从一个或多个热源通过热力网向城市、镇或其中某些区域热用户供热。 2. 城市供热工程设施规划是城市总体规划的组成部分, 是集中供热项目可行性研究的前提。由于各地区经济发展水平、地理地貌及气候条件的 差异 , 城市供热工程设施规划应与城市的性质、规模及发展方向相适应。 3. 城市供热工程设施是城市的基础设施之一。在编制城市供热工程设施规划时, 要打破部门、行业、条块与区域的界限; 注意近期和远期相结 合, 工业与民用相结合, 大、中、小型相结合; 做到总体合理布局, 有利分段分期实施。 4. 城市供热工程设施规划应尽可能采用先进和可靠的技术; 强调能源的综合合理利用和节约能源; 重视经济效益; 做到减少城市污染和保护环 境的要求。 如何进行城市供热工程规划 5. 城市供热工程设施规划应参照国家有关部门颁发的技术文件执行。 二、城市供热工程规划内容与深度 1. 城市供热工程总体规划内容与深度 (1) 内容 预测城市热负荷。 选择供热热源和供热方式。 确定热源的供热能力、数量、布局及相应的供热范围。 布置城市供热工程的重要设施和供热干线管网。 (2) 深度 说明热负荷的资料来源和调查简况; 热负荷的分类预测; 各类热负荷所占比例并列出采暖期与非取暖期的最大、最小及平均热负荷。 探讨夏季用热制冷的可能性和所需的热负荷。 现有热源状况, 即热源的位置、占地面积、容量、运行情况及供热能力等。 现有热源改、扩建的可能性, 它包括有无扩建场地, 供电、供水及运输条件等。 拟规划热源的位置, 用地面积 , 热源容量 , 供热能力及供热范围等。 工业余热资源利用的可能性; 如具备此条件 , 应阐述回收利用的方式。 如何进行城市供热工程规划 其他可利用能源的情况。 初步确定供热管网的热媒形式及其参数。 布置供热干线管网, 干线从热源出发至供热小区的热力站或尖峰锅炉房。 初定热力站和尖峰锅炉房的位置及相应的服务范围。 拟定供热干线管网的敷设方式。 生活用热 ( 如热水供应系统) 是否纳入城市集中供热系统, 应根据当地的生活水平确定; 如热水供应量小、点少时不宜纳入集中供热系统。 2. 城市供热工程设施分区规划内容与深度 (1) 内容 估算城市分区热负荷。 布置供热设施和供热干管。 确定城市供热干管的管径。 (2) 深度 说明城市分区各类热负荷的分布, 通常以综合热指标的方式估算。 采暖地区的民用建筑应说明住宅建筑与其他公共建筑的百分比。 工业用热按行业分类说明热负荷的特性及年运行时间。 确定热源的确切位置; 初定热力站、中断加压泵站、尖峰锅炉房等主要供热设施的位置和占地面积。 如何进行城市供热工程规划 分区供热干管的平面布置。 估算供热干管管径。 确定供热干管的敷设方式; 重点说明供热干管跨越市区主要街道、河流、铁路等交通要道拟采取的措施。 3. 城市供热工程设施详细规划内容与深度' (1) 内容 计算规划范围内热负荷。 布置供热设施和供热管网。 计算供热管道的管径。 估算规划范围内供热管网造价。 (2) 深度 确定生产工艺用热(汽) 量及其参数 ; 考虑凝结水回收的可能性以节约能源。 采暖地区应概算每幢民用建筑的采. 暖热负荷。 确定热力站、中断加压泵站、尖峰锅炉的确切位置和占地面积。 采暖地区新建城市街区短期内无法纳入城市区域供热系统的, 可先建临时锅炉房; 临时锅炉房的位置须考虑今后与城市供热系统的衔接。 概算规划区内所有供热管道的管径。 确定供热管的敷设方式; 地上敷设的供热道应说明架空的高度, 对周围景观的影响及采取有效措施。地下敷设的供热管道要说明占用地下空 如何进行城市供热工程规划 间的位置。 确定热源的容量, 热煤性质及其参数。 第二节城市热电厂规划 一、新建热电厂规划 1. 热电厂的平面布置与用地 热电厂由生产建筑和辅助建筑组成。生产建筑主要包括锅炉房、汽机房、主控室、配电和升压变电站、化学水处理间、输煤系统和冷却塔等。 辅助建筑有机修、仓库、车库、办公楼、食堂、宿舍等。 热电厂厂区占地面积(不包括施工用地) 的参考指标见表4-7-1 。 从表 4-7-1中可见 , 单机容量越大, 相对自地面积少。 表 4-7-1热电厂厂区占地面积参考指标 单机容量1.22.5-5.010-20 (万 KW) 如何进行城市供热工程规划 单机容量占地1.5-2.00.8-1.20.4-0.6 (万 m2项 KW) 2. 热电厂的选址 热电厂选址原则如下: (1) 热电厂的厂址根据城市总体规划及供热规划确定; 同时还要征得电力、环保、水利、消防等有关部门的同意。 (2) 热电厂尽可能靠近热负荷中心, 以降低供热管网设施的投资。热电厂蒸汽干管最远输送距离宜控制在5km之内。 (3) 为了保证热电厂燃料( 主要为煤炭 ) 供应 , 大型热电厂要有连接铁路专用线的方便条件或水运专用码头。因为大中型燃煤热电厂每年要消耗 几十万吨甚至更多的煤炭。 (4) 热电厂要有良好的供水条件; 供水条件对厂址的选择往往有决定性作用。 (5) 热电厂要有妥善解决灰渣综合利用的方法。煤炭中的灰渣随煤炭产地不同在10%30% 变动 , 因此灰渣的产出量也相当大。当灰渣综合利用 尚未落实时 , 应留贮灰场 , 其总贮量应能满足存放八年的灰渣量。贮灰场可设在热电厂附近, 并尽量利用低洼地、深坑等荒地、废地。如灰渣能综 合利用 , 宜在热电厂附近留出灰渣综合利用工厂的建设用地。 (6) 热电厂要按规模容量规划专用出线走廊。大型热电厂一般都有十几回输电线路和若干根大口径热干管引出。供热管道所占的用地, 一般一 条管线要占35m的宽度。 (7) 热电厂要有一定的防护距离。热电厂运行时, 将排出飞灰、二氧化硫等有害物。为了减轻热电厂对城市环境的影响, 厂址宜选在城市全年主 导风向的下风处。厂址距人口稠密区的距离应符合环保部门的要求, 通常在热电厂厂区附近留出一定宽度的卫生防护带。 如何进行城市供热工程规划 (8) 热电厂的厂址应尽量选用荒地、次地和低产田; 不占或少占良田。 (9) 热电厂选址要考虑职工居住和上、下班等因素。 (10) 工业企业在厂区内建设自备热电厂时, 要注意与原有建( 构) 筑物和设备的间距。 (11) 热电厂厂址不应该选择在下列地区: 滑坡或岩溶发育不良的地质地区。 地震断裂带以及地震可能引发滑坡、山崩、地陷、带淤泥等地段。 有开采价值的矿藏上。 需要大量拆迁建筑物的地区。 历史文化遗址和风景游览区。 3. 热电厂的用水量 (1) 生产工艺用水量 背压式供热机组输送蒸汽至热用户, 一般凝结水无法回收利用, 因此输送的蒸汽量即煤工艺用水量, 用公式表达为 G5=1.03Gz(t/h) 式中 Gs背压式供热机组工艺用水量(t/h) Gz背压式供热机组供汽量(t/h)。 数值 1.03 是考虑泄漏损失的水量。 如何进行城市供热工程规划 抽汽式供热机组的工艺用水量应包括两部分。 a. 抽走的蒸汽量因无法回收利用凝结水, 需补充的水量为:Gs1=1.03Gz1(t/h) 式中 GS1一抽汽后应补充的水量(t/h); Gz1一抽汽量 (t/h)。 b. 经过冷凝器的乏汽要用冷却水将它冷凝, 冷却水是循环利用的, 循环工作过程中将散失大量的水分, 因此冷却水的补水量为: Gs2=(1.6-3.0)G z2(t/h); 式中 Gs2一冷却水补水量(t/h); Gz2一冷凝器乏汽量(t/h); 。 (2) 其他用水量 油冷却器用水量Gs3 轴承冷却器用水马Gs4 空气冷却器用水Gs5 生活用水Gs6 锅炉补给水乌Gs7 如何进行城市供热工程规划 4. 热电厂的耗煤量 热电厂燃煤量的多少将决定燃料的输送量。它与热电厂的形式、容量和煤种品质等因素密切相关。 5. 热电厂排灰渣量 热电厂排灰渣量可按耗煤量的百分数估算, 用公式 Gh=Gm-p(t/h 或 t/a) 式中 Gh一每小时或每年的排 灰量 (t/h或 t/a) Gm一热电厂每小时或每年的燃煤量(t/h或 t/a) 一量占燃煤量的百分数, 值与燃煤的低位发热量有关; 低位发热量为10467kJ/kg(2500kcal/kg)时， =0.18-0.30; 低位发热量为14654kJ/kg(3500kcal/kg)时， =0.18-0.30; 低位发热量为1884U/kg(4500kcal/kg)时, =0.14-0.22.。 二、凝汽式电厂的改造 在条件具备时, 将凝汽式电厂改造成热电厂是一个既快又省的好方法; 主要改造方式为两种。 凝汽式机组改为低真空运行方式, 就是提高乏汽压力, 使之能供热以解决冬季采暖期的季节性热负荷。在采暖期, 冷凝器成为供热的热交换 器。这种改造方式增加的设备及附件不多, 占地面积也很有限。非采暖期, 机组仍按凝汽式电厂的模式运行。低真空与额定凝汽工况运行之间可以 如何进行城市供热工程规划 较方便地转换。但是, 凝汽式机组在低真空运行期间, 其发电量受供热量大小的直接影响; 因此合理确定机组的供热负荷对其经济运行关系很大。 一般希望在满足供热的前提下, 尽可能降低供汽的压力, 以利多发电。 凝汽式机组改为抽汽式机组供热。在结构上只对凝汽式机组打孔抽汽。如抽汽后的蒸汽管网直接送往热用户( 通常为常年性的生产工艺热负 荷), 仅增加管道及其管道附件, 几乎不占用面积。但锅炉的补水量要增加, 增加的补水量即为抽出的蒸汽量。 如抽汽后加热热水(通常为季节性热负荷) 需增加基本加热器、高峰加热器、循环水泵、补水定压装置等配套设施。这些设备装置需占用少量 的建筑面积 ; 用水量则基本不变。 第三节城市冷、暖、汽三联供规划 一、城市冷、暖、汽三联供系统的形式和特点 1. 三联供组成单元 城市冷、暖、汽三联供系统是指利用城市各类热源, 使用一套系统解决供冷、供暖和供汽问题。系统由五个单元组成。 (1) 热源 根据城市的具体情况确定热源。应尽可能以城市的热电厂作为冷、暖、汽三联供的热源。 (2) 一级蒸汽管网 通常表示从热源至冷暖站的蒸汽输送分配管网o 如何进行城市供热工程规划 (3) 冷暖站 冷暖站是冷、暖、汽三联供系统的核心部分。它由各种换热、制冷设备及附件组成。一般利用澳化铿吸收式制冷机作为制冷设备。 (4) 二级蒸汽管网 从冷暖站出发至各用户的管网系统称为二级管网。二级管网中, 蒸汽管主要用于生产工艺或某些生活用热。供、田水管主要用于空调用户; 夏 天, 供水管输送冷冻水, 供飞回水设计温度为8/13 ; 冬天 , 供水管输送热水, 供、回水温度为60/55 o 此外 , 还可以设热水管送至热水供应用 户。 (5) 用户系统 用户系统主要为生产工艺用热、生活用热和空调系统。 2. 城市冷、暖、汽三联供系统特点和适用范围 (1) 特点 以热电厂为热源, 尤其采用高压的 供热机组 , 具有节能的效益。 空调系统采用澳化锺制冷方式, 相对用电驱动制冷, 可以减少氟污染, 具有明显的环境效益。 与集中供热系统相比, 冷暖站至用户系统的供、回水管年利用率高; 即冬、夏两季均可利用。 可以同时解决集中的热水供应问题。 (2) 适用范围 冷、暖、汽三联供系统特别适合于夏季气候炎热, 冬季比较寒冷, 也就是四季分明的地区。一般希望一年中, 夏季需供冷和冬季需供暖的累积时 如何进行城市供热工程规划 间半年以上。 从我国各地区的气候条件分析, 长江流域至黄河流域之间的区域较适合三联供的模式。 二、城市冷、暖、汽三联供系统的冷、热负荷估算 1. 冷负荷估算 夏季空调用冷负荷, 可采用冷负荷指标的估算方法, 见表 4-7-2 。 表 4-7-2民用建筑空调冷负荷的估算指标W/m2) 建 筑 类 型 宾 馆高级 公寓 办 公楼图 书馆 学 校 住 宅 医 院商 场超市 体 育馆 影剧 院 饭 店 餐 厅 如何进行城市供热工程规划 冷 负 荷 100 -120 120 -150 160 -200 90 -110 130 -160 200 -240 300 -400 1550 -180 从表 4-7-2中的估算指标均有一定的取值范围, 应根据实际情况选定。估算指标值取值的原则为: (1) 夏季气候炎热的地区, 宜取上限值 ; (2) 建筑外形复杂的建筑物, 宜取上限值 ; 外形接近方形的建筑, 宜取下限值 ; (3) 外窗比例较大, 特别是有大面积幕 (4) 建筑物的总建筑面积小于5000m 2时, 宜取上限值 ; 总建筑面积大于 10000m 2 时, 宜取下限值。 2、夏季的空调热负荷 冷暖站常采用蒸汽漠化鲤吸收式制冷机, 这种制冷机是以热制冷方式, 实际消耗的是蒸汽。根据目前蒸汽漠化鲤吸收式制冷机的性能( 双效机 组), 一份热量可以得到相同数量的冷量, 因此空调的冷负荷就等于消耗蒸汽量热负荷。 如何进行城市供热工程规划 3. 冬季热负荷估算 冬季调热负荷采用热指标方式估算o 具体方法为 : 根据采暖的面积热指标, 再乘上一个系数, 即 qk=(1.3-1.5)qfW/m 2qk 一一冬季空调热负荷面积热指标 (W/m 2); 空调要求较高的(如三星以上宾馆) 建筑物取上限系数1.h 空调要求不太高的建筑物可取下限系数1.3 。 三、城市冷、暖、汽三联供系统的热源及冷暖站规划 1. 热源规划 目前 , 我国已有的三联供系统大多采用热电厂作为热源, 也有一些采用蒸汽锅炉房作为三联供的热源。由于夏季制冷的热负荷往往比冬季供暖 的热负荷大 , 因此规划热源时, 常以夏季空调制冷的热负荷为依据。 2. 冷暖站规划 (1) 冷暖站的作用 冷暖站内通常设置汽一水换热器, 制冷机等主要设备及其附件。冬季, 主要经换热器向用户供暖; 夏季 , 通过制冷机向用户供冷。 (2) 冷暖站的布置 冷暖站的平面布置示意见图4-7-1 。 如何进行城市供热工程规划 冷暖站的占地面积。 冷暖站宜采用单独的建筑, 其占地面积可按表4-7-3估算 ( 不包括进出管道的通道) 。冷暖站内的冷却塔一般可设在冷暖站建筑的屋面上。 表 4-7-3冷暖站用地的面积估算表 规模类型IIVV 冷暖站供冷、 供 暖 3510152025 的建筑面积 ( 万 m 2 冷暖站占地面 积 350500900120015001800 (m 2) 四、城市冷、暖、汽三联供系统管网规划 1、冷、热媒参数 (1) 由于双效蒸汽溴化锂吸收式制的用汽压力为0.6MPa, 因此一级管网的蒸汽压力应大于0.6mpa. (2) 从冷暖站至空调用户采用冷、热水管。夏季供冷冻水, 设计供水温度8, 设计回水温度为13. 冬季供热水 , 设计供水温度为55, 设计回 如何进行城市供热工程规划 水温度 50。夏、冬两季供、回水温差均为5。 2. 管径估算方法 (1) 从热源至冷暖站的蒸汽管道的管径估算见表7-4-2 。蒸汽管道内的绝对压力应在0.8mPa 以上。 (2) 从冷暖站至各空调用户的冷、热水管道管径的确定方式, 应以夏季的冷负荷为依据, 冷、热水管径估算见表4-7-4 。 表 4-7-4冷、热水管管径估算表 冷负 荷(MW) 1 .75 3 .49 5 .23 6 .98 8. 72 1 0.47 1 2.21 13 .76 17 .45 管内 水流量 (t/h) 3 00 6 00 9 00 1 200 15 00 1 800 2 100 24 00 30 00 公称 管径 (mm) 3 00 4 00 4 50 5 00 60 0 6 00 7 00 70 0 80 0
