{dy}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。

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

①预测城市热负荷。

②选择供热热源和供热方式。

③确定热源的供热能力、数量、布局及相应的供热范围。

④布置城市供热工程的重要设施和供  热干线管网。

(2)深度

①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{zd0}、最小及平均热负荷。

②探讨夏季用热制冷的可能性和所需的热负荷。

③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。

④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。

⑤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。

⑥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。

⑦其他可利用能源的情况。

⑧初步确定供热管网的热媒形式及其参数。

⑨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。

⑩初定热力站和尖峰锅炉房的位置及相应的服务范围。

⑾拟定供热干线管网的敷设方式。

⑿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

①估算城市分区热负荷。

②布置供热设施和供热干管。

③确定城市供热干管的管径。

(2)深度

①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。

②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。

③工业用热按行业分类说明热负荷的特性及年运行时间。

④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。

⑤分区供热干管的平面布置。

⑥估算供热干管管径。

⑦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

①计算规划范围内热负荷。

②布置供热设施和供热管网。

③计算供热管道的管径。

④估算规划范围内供热管网造价。

(2)深度

①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。

②采暖地区应概算每幢民用建筑的采.暖热负荷。

③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。

④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。

⑤概算规划区内所有供热管道的管径。

⑥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间的位置。

⑦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

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3~5m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。

(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:

①滑坡或岩溶发育不良的地质地区。

②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。

③有开采价值的矿藏上。

④需要大量拆迁建筑物的地区。

⑤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

①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。

②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)Gz2(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

①油冷却器用水量Gs3

②轴承冷却器用水马Gs4

③空气冷却器用水Gs5

④生活用水Gs6

⑤锅炉补给水乌Gs7

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)

①β一量占燃煤量的百分数,β值与燃煤的低位发热量有关;低位发热量为10467kJ/kg(2500kcal/kg)时，β=0.18-0.30;

低位发热量为14654kJ/kg(3500kcal/kg)时，β=0.18-0.30;

低位发热量为1884U/kg(4500kcal/kg)时,β=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。

①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。

②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

(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

①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。

②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。

③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。

④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)

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5000m2时,宜取上限值;总建筑面积大于10000m2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。

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/m2qk一一冬季空调热负荷面积热指标(W/m2);

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

①冷暖站的平面布置示意见图4-7-1。

②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

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{jd1}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