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文档简介
近期热电联产技术政策研究
介绍
2序言近期热电联产技术政策研究介绍2021年3月,国家能源局委托开展热电联产技术标准和规划范本编制工作。课题研究单位:由中国电力工程参谋集团公司牵头负责,会同中国华能集团公司、中国大唐集团公司,国网北京经济技术研究院、中节蓝天投资咨询管理,辽宁省开展改革委、天津市开展改革委、广东省开展改革委等共同完成。为表达不同方的利益及课题研究的客观性,还邀请了中国国际工程咨询公司、中国电机工程学会热电专委会和哈尔滨汽轮机厂的热电资深专家参与现场调研及专题研讨。自2021年3月10日至10月15日,经重点现场调研、供热汽轮机研讨以及数次协调、修改后,最终形成“近期热电联产规划技术政策和规划编制要求〔范本〕〞。2021年10月15日,课题最终研究成果已提交国家能源局,待公布实施〔发文或内部执行〕。3主要内容:近期热电联产技术政策研究介绍一、形势与背景为什么做?二、研究内容、原则、思路及过程从哪些方面着手?三、重点现场调研成果四、供热汽轮机研讨成果五、课题成果及重点分析如何做、如何做好?4一、形势与背景
1、我国热电联产快速开展,供热机组装机规模已位居世界前列。至2021年底,我国发电装机总容量792530MW(供电标煤耗349g/kWh),6000kW及以上火电机组装机容量为601320MW(发电设备利用小时4911h)。6000kW及以上供热机组装机总容量为115830MW,约占同期全国发电机组装机总容量的14.60%,约占同期全国火电机组装机容量的19.26%。〔与“十五〞末相比,近三年我国6000kW及以上供热机组装机总容量净增4602MW〕。
据中国电力企业联合会统计数据,至2021年底,我国发电装机容量8.74亿千瓦,火电新增装机6076万千瓦(火电在建装机8019万千瓦),供电标煤耗342g/kWh。其中,火电装机6.51亿千瓦〔发电设备利用小时4839h〕。供热机组占火电机组比例22.42%,至2021年底,我国供热机组装机容量1.46亿千瓦左右。据不完全统计,至2007年世界34个国家〔未含俄罗斯〕热电联产装机总台数22915台,装机总容量211102MW,总发电量4593.15×108kWh。从热电联产装机总容量看,美国、日本、意大利、荷兰、英国、丹麦等国家居于前列。其中,2006年美国热电联产装机为84707MW,日本为16091MW。〔注:同期中国6000kW及以上热电联产装机为80487MW〕近期热电联产技术政策研究介绍52、我国电力供需形势缓和,当前我国电力规划建设以结构调整为重点。自去年下半年来,受国际金融危机影响,国内外经济形势受到很大影响,我国电力形势发生了逆转,全社会用电量从连续6年的高速增长转变为大幅下降;尽管近期发电量和用电量在逐步上升,但总体上仍处于供大于求的局面。近几年,特别是进入“十一五〞以来,我国电力装机呈现快速增长开展。当前,利用电力需求放缓的时机,我国电力开展的要以结构调整为主线,合理把握电力建设节奏。燃煤火电建设重点是:〔1〕重点推进“上大压小〞,使之成为火电建设的主渠道;〔2〕积极开展热电联产,优先安排以“上大压小〞方式建设的热电工程;〔3〕适度开展大型煤电基地和煤电联营坑口电站建设。此外,要有序开展核电建设,大力推动水电开发利用,加快电网建设步伐。一、形势与背景
近期热电联产技术政策研究介绍3、热力供需矛盾仍非常突出近几年,我国供热机组装机容量快速开展,这对缓解我国电力和热力供需矛盾发挥了重要作用。但是,随着我国经济社会快速开展,城镇化、工业化开展步伐加快,人民生活水平不断提高,热力供需矛盾仍旧非常突出;就我国城市和工业区集中供热而言,目前也存在着集中供热水平较低,分散供热锅炉比例较高,大型集中锅炉环保设施不完善,供热设备燃料结构有待提高和优化,城市和工业区供热设备污染严重、能耗高等诸多问题。至2007年,全国近40个采暖城市统计结果,热电厂集中供热所占比例为26%,城市大型集中锅炉供热所占比例为45%,分散锅炉等其它分散供热所占比例平均值为29%。热电联产集中供热是公认的节能环保措施之一,在解决供热、节能和环保等方面具有突出优势。从解决热力供需矛盾、提高节能和环保效果角度讲,城市和工业园区应建设以热电联产为主的集中供热工程,热电联产应发挥着越来越重要的作用。一、形势与背景
近期热电联产技术政策研究介绍4、前期火电工程规划实际情况〔1〕上大压小〞和“大型煤电基地〞虽然今后一段时间鼓励建设,但规模有限,以五大电力集团为首的电源投资方都把电源工程建设重点瞄准热电工程,认为这是能显著增加装机规模的主要途径。〔2〕投资方和地方政府都希望借热电上大机组,以更多的增加企业装机规模和拉动地方经济。因此,纷纷在采暖的大、中、小型城市及工业抽汽的工业园区规划了300MW及以上的热电机组。这势必会带来以下问题:〔1〕当前装机已显饱和,如果为满足供热需要,再上一大批大容量热电机组势必会加剧装机的过剩,从电力开展规划及装机宏观调控上讲,不可取。〔2〕从环保角度这又是非常不适宜的,供热电厂一般都靠近城市,在城市周边建大机组,把煤炭从煤矿拉到城市边,进行燃烧排放,灰渣再拉走,会给城市的环境和交通带来很大的压力,这是国家非常担忧的问题。一、形势与背景
近期热电联产技术政策研究介绍随着我国经济社会快速开展,城镇化和工业化进程逐步加快,城市和工业园区热力供需矛盾日益显现,需要建设以热电联产为主的集中供热工程。但建设热电联产集中供热工程受到宏观调控、交通、环保等因素制约,是否要规划建设大型热电工程?多大城市规模建设?建设的规模如何?近期,热电联产工程是解决供热问题,还是解决发电问题还是二者兼顾?等等。这需要经过研究后提出科学的建议,供国家决策参考。在当前电力供需缓和、优化电力结构及热力供需矛盾仍突出形势和背景下,为切实贯彻落实科学开展观,利用当前电力供需减缓的机遇,做好能源结构调整,充分发挥热电联产节能效益,标准热电联产工程建设管理,解决热力需求供需矛盾,以及热电联产工程前期工作中存在着规划不够标准、装机方案不尽合理、机组供热能力不能有效利用等问题,国家能源局提出:?热电联产技术标准和规划范本编制研究工作?课题。一、形势与背景
近期热电联产技术政策研究介绍91、研究内容国家能源局下达课题提出的主要研究内容:〔1〕全面了解我国热电联产开展现状,掌握供热机组制造能力和热电联产规划编制情况,深入剖析问题。〔2〕结合当前我国供热机组制造情况,进一步标准热电联产机组容量、蒸汽参数、供热能力等技术标准。〔3〕针对我国北方大中城市、小城镇居民冬季采暖和南方地区工业园区生产用汽的特性,确定几种典型的供热方案,制定热电联产规划范本。2、主要原那么结合当前电力开展形势,本课题研究的主要原那么:近期热电联产工程要以供热为主、兼供发电的原那么。〔1〕以解决近期城市和工业园区集中供热问题为目的,〔2〕以合理可行的装机容量满足供热需求。
二、研究内容、原那么、思路及过程
近期热电联产技术政策研究介绍103、根本思路以解决热力需求、优化供热方案、充分发挥供热能力为中心和出发点,从标准热电联产规划、落实热负荷科学确定供热需求、优先利用现有热源、科学制定集中供热方案、统筹规划建设热源与热网等方面,提出近期热电联产规划和建设工作的具体要求。4、研究方式采取必要的函调、重点现场调研和专题研讨会相结合的研究方式。5、研究过程主要分三个阶段〔1〕准备阶段拟定工作安排,明确任务、时间、参加单位及分工。向6个省市开展改革委和经贸委、2个发电集团、3个咨询机构和专委会、7家主要汽轮机厂分别发出发出准备并提供相关资料、内容和要求的函调通知。
近期热电联产技术政策研究介绍二、研究内容、原那么、思路及过程
11〔2〕调研阶段根据有关省市推荐意见并商国家能源局,选取广东省江门市、中山市,浙江省嘉兴市,天津市滨海新区、静海县,辽宁省大连市开发区,黑龙江省黑河市等5个省市7个地区热电工程进行重点现场调研。赴重点现场调研前,召开了重点现场调研准备会议,明确调研地点、调研时间、组织方式、调研方式、调研内容等。3月26日至4月15日,赴5个省市7个市〔区县〕进行现场调研,并编制完成7份重点现场调研报告。〔3〕编制阶段4月1日召开供热汽轮机参数标准化研讨会,7月20日抽汽能力研讨会。4月中旬至6月初,起草技术政策、规划范本,屡次召开课题组研讨会,及时向国家能源局汇报编制情况。国家能源局广泛征求省市开展改革委、经贸委、发电集团的意见,进一步完善技术政策和规划范本,于7月26日上报到国家能源局。9月18日,国家能源局召集局部省市开展改革委、经贸委、主要发电集团,听取课题组重点汇报,并进行讨论;再次修改完善后,10月15日将研究成果上报到国家能源局。二、研究内容、原那么、思路及过程
近期热电联产技术政策研究介绍12针对5省〔市〕7个城市〔工业区〕的重点现场调研情况,主要归纳总结如下:1、从总体上看,本次重点现场调研具有一定的代表性,对课题研究具有重要指导作用和参考价值。本次调研涉及5个省〔市〕7个市〔区县〕,既有以采暖热负荷为主的北方城市,又有以工业热负荷为主的南方城市〔工业区〕;既有特大、大型城市,又有中、小型城市;既有大型热电联产机组集中供热,又有小型背压机组集中供热。2、自国家发布“发改能源[2007]141号文〞以来,各地普遍重视编制热电联产规划工作,但也存在诸多问题。如:针对新建热电联产工程而编制规划,依行政区简单划分供热分区,简单地照搬照抄供热规划中的热负荷,无视对现状热负荷和供热指标的核实,缺少对规划热负荷的预测方法,重视新建热电联产工程而无视对现有热源和资源的科学合理利用,缺少分散锅炉具体撤除方案,机组选型偏重于大型抽凝机组而无视背压机组等等。
三、重点现场调研成果
近期热电联产技术政策研究介绍13存在主要问题可归纳为:〔1〕热电联产规划编制格式及内容不统一;〔2〕现状热负荷和近期热负荷核实不够,缺乏热负荷预测方法;〔3〕对现有资源的利用重视不够;〔4〕针对新建热电联产工程而编制规划;〔5〕机组型式根本上是奉命设计,缺乏多方案比较。3、如何落实供热需求和核算热负荷是应该重点解决的突出问题。〔1〕本次重点现场调研发现:个别采暖城市规划开展规模、人口增长率和建筑面积增长速度等明显存在不合理、不协调现象;个别工业区简单地按锅炉蒸发量统计现状工业热负荷,简单地将仅列入工业区规划的工程作为近期热用户统计,而不落实这些企业工程是否已确定合法审批手续,等等。
三、重点现场调研成果
近期热电联产技术政策研究介绍14如:某采暖城市近期三年人口将增长约90万人,年均人口增长率高达8.1%,居住和公建建筑面积规划净增7500×104m2,人均面积由39.7m2/人增长到48.7m2/人,年人均面积增长率7.0%。〔2〕本次重点现场调研的大局部市〔区县〕〔除黑河市〕在热电联产规划中均考虑了集中制冷、生活热水负荷,但真正落实制冷和生活热水负荷供给措施、实现热电冷多联供的实例却寥寥无几。因此,有必要继续强调各地应因地制宜,积极开发制冷和生活热水负荷。4、科学拟定城市〔工业区〕集中供热方案,其关键是加强宣传引导,提高认识理解水平,注重总体和全局开展。近年来,国家在环保方面出台了相关产业政策,各地方和企业也越来越重视供热环保问题,如:制定实施高能耗、高污染分散小锅炉撤除方案,加快小火电机组关停力度,防止走“先污染后治理〞的落后开展模式等。三、重点现场调研成果
近期热电联产技术政策研究介绍15但具体执行过程中,也存在诸多片面认识和做法。片面追求集中供热普及率,规划短期内拟撤除全部现有供热锅炉;热衷于规划建设大型供热机组,无视建设背压机组,无视清洁和可再生能源利用,无视各种供热热源的科学合理匹配开展;个别地区在实施“上大压小〞关停小火电机组中,存在“一刀切〞现象,将可利用的背压机组、可实施供热改造的抽汽机组列入关停范围,这不利于有资源充分合理利用,造成资源巨大浪费,等等。运行实践证明:集中锅炉房、背压机组、大型抽凝供热机组、清洁和可再生能源供热以及现役机组实施供热改造〔如抽汽机组循环水供热和纯凝机组供热改造〕等供热方式,均应成为可供选择的城市〔工业区〕供热方案,各地方、各企业应因地制宜、科学对待。三、重点现场调研成果
近期热电联产技术政策研究介绍16如:黑河热电厂采用背压机组集中采暖供热,抽汽机组采用低真空饱和水供热方式。嘉兴新嘉爱斯热电采用背压机组+抽汽机组集中供汽,供热管网总长度87km,供热半径约14km。因此,不管是南方工业区,还是北方采暖城市,背压机组供热技术上是可行的;对于中小采暖城市,抽汽机组循环水供热也是可供选择的供热方案之一。如:大连市方案采用海水源热泵、静海县规划建设清洁和可再生能源供热;天津市中心城区2007年清洁和可再生能源供热约占5.96%;天津滨海新区利用地热资源、各种热泵〔地源热泵、水源热泵等〕及燃气等分布式能源实现供热约占6%。因此,清洁和可再生能源等非煤热源也应成为城市或工业区热源组成局部。三、重点现场调研成果
近期热电联产技术政策研究介绍175、当前热电联产规划和建设普遍存在偏重选用大型抽凝两用机组,无视选用背压机组的问题,应认真对待、重点解决。近几年实际工程应用中,300MW容量等级的供热机组备受各地和企业推崇,300、330、350MW亚临界机组和350MW超临界机组,成为热电联产供热主力机型;600MW容量等级及以上抽凝机组也被局部工程中采用。但是,各地热电联产规划中,大型供热机组的规划总容量远远超出允许的电力装机容量空间,这显然不合理,也难以实现。如:某市至2021年将规划建设38台大型抽凝供热机组,装机总容量高达18650MW,仅某新区就规划建设总装机5400MW的大型抽凝供热机组;某市到2021年将规划建设18台大型抽凝供热机组,装机总容量达6360MW;某省在众多工业区中规划建设的热电联产工程几乎全部采用大型抽凝供热机组;三、重点现场调研成果
近期热电联产技术政策研究介绍186、热电企业的优惠政策值得研究探讨。重点现场调研中,热电企业希望:热电电价高于标杆电价的上网电价,或恢复以前实行的“本钱加〞电价。
三、重点现场调研成果
从本质上讲,这涉及到中央、地方、企业、居民等各方利益的协调问题。电力工业体制改革后,网厂分开,发电企业实行标杆电价。热电企业装机占全国火电装机容量近15~20%,假设热电厂实行“本钱加〞电价,当销售电价不变时,就不可防止减少电网企业利润,当相应提高销售电价时,也就不可防止增加用户开支。热电企业的要求也并非完全没有道理。与常规发电企业有别,热电企业同时还承担着社会公用事业角色,其单位发电能耗较低,对环保奉献较大;再加上目前采暖热价通常实行政府定价方式〔工业用汽热价主要由供需双方协定〕,考虑居民承受能力,热价普遍偏低等现实情况。热电企业承受着电价和热价两个方面双重压力,假设再遇到煤、水价格提高,将严重影响热电企业的经济效益。针对我国热电企业的特点,借鉴国外成熟经验及国家对清洁和可再生能源的相关政策,在全面综合、深入细致地进行专题研究分析的根底上,建议:对热电企业,适时减免局部环保收费或提供贷款优惠等优惠政策的研究探讨。近期热电联产技术政策研究介绍19根据供热汽轮机制造和运行使用情况,通过供热汽轮机容量和参数标准化、供热抽汽能力技术研讨会,综合考虑以满足供热需求为宗旨、以具有较高的技术经济性和平安可靠性为指标、以降低全社会综合本钱为目标等要求,结合当前电力装机容量及近期形势开展。从全局和整体出发,提出以下意见和建议:〔1〕针对目前电力市场形势,近期热电联产工程应主要解决供热问题,即以合理可行的装机容量满足同等热负荷需求。〔2〕各汽轮机厂在供热汽轮机制造生产、自主开发、引进技术、消化吸收以及供热改造等方面均做了大量工作,具备各种类型、容量和参数系列规格供热汽轮机的制造生产能力和研发能力,供热机组容量从千瓦级至百万千瓦级,主蒸汽参数覆盖中压、次高压、高压、超高压、亚临界、超临界、超超临界参数,单机供汽能力从几十吨到上千吨。四、供热汽轮机研讨成果
近期热电联产技术政策研究介绍20〔3〕汽轮机标准化应根据汽轮机制造和运行使用情况,以满足供热需求为宗旨、以具有较高的技术经济性和平安可靠性为前提、以降低全社会综合本钱为目标等,结合当前电力装机容量及近期形势开展综合考虑。〔4〕供热汽轮机标准化热电联产机组应优先选用背压机组〔无论容量大小〕;具备一定条件时,也可选用亚临界300MW或超临界350MW大型抽凝两用机组;300MW等级双抽〔旋转隔板可调节〕机组,以及135MW等级、200MW等级、600MW等级、1000MW等级机组,现阶段暂不在推荐之列;原因:300MW级双抽汽轮机旋转隔板调节汽耗降低、隔板卡涩影响平安性等;330MW亚临界单抽机型,不符合国标〔有争议〕;不推荐300MW、600MW级供工业抽汽汽轮机匹配小容量发电机方案;135MW、200MW、600MW、1000MW等级抽汽供热技术上不存在问题,现阶段不提及;
四、供热汽轮机研讨成果
近期热电联产技术政策研究介绍21〔5〕大型抽凝两用机组最大抽汽能力受机组冷却方式〔湿冷还是空冷〕、给水泵驱动方式〔电动还是汽动〕、抽汽口流速〔不大于76m/s〕、汽轮机进汽量的影响。其主蒸汽参数和抽汽能力推荐如下:300MW亚临界机组主蒸汽压力16.7MPa,主蒸汽和再热温度均为538℃;TMCR工况下,进汽量为976t/h〔湿冷〕或1028t/h〔空冷〕,配汽动泵时最大保证抽汽量500t/h,配电动泵时最大保证抽汽量550t/h。350MW超临界机组主蒸汽压力24.2MPa,主蒸汽和再热温度均为566℃;TMCR工况下,进汽量为1110t/h〔湿冷〕或1165t/h〔空冷〕,配汽动泵时最大保证抽汽量550t/h,配电动泵时最大保证抽汽量600t/h。大型纯凝两用机组可调整采暖抽汽压力为0.4MPa左右,可调整工业抽汽压力为1.0MPa左右;同时,也可提供少量1.2、2.0、3.0、4.1MPa的非调整工业用汽。
四、供热汽轮机研讨成果
近期热电联产技术政策研究介绍22〔6〕背压汽轮机发电机组的发电标煤耗远低于其它型式汽轮机,节能环保效果非常明显,而其负荷调节性能和运行灵活性与其它型式汽轮机相差不大。因此,在热负荷集中且稳定的城市和工业区内,优先选用背压机组,其容量和参数应根据具体热负荷性质和大小确定。背压机组汽轮机型式、容量及主蒸汽和排〔抽〕汽参数,锅炉和发电机容量应根据具体热负荷情况确定。主蒸汽应尽可能选用次高压及以上参数,采用母管制,锅炉台数可大于汽轮机台数,单台汽轮机最大进汽量为单台锅炉最大蒸发量的120~150%,发电机功率与汽轮机额定排〔抽〕汽时的TMCR工况出力相匹配或适当增大。
四、供热汽轮机研讨成果
近期热电联产技术政策研究介绍234、今后工作
建议:尽快研制开发大型高效专用供热机组;
必要时,可开展试点工作。
研制开发超高压及以上参数的背压机组;
研究135MW纯凝机组改造为背压机组的可行性;
对大型抽凝两用机组及回热系统进行优化设计,以供热工况作为基准设计和考核工况,确保供热工况下技术经济指标最优,适当降低采暖抽汽压力或者采用两级采暖抽汽,大型抽凝两用机组采暖期背压运行、非采暖期纯凝运行等。四、供热汽轮机研讨成果
近期热电联产技术政策研究介绍24本课题研究成果:〔1〕关于做好近期热电联产规划和建设有关工作的通知〔暂定名〕;〔2〕城市、工业园区热电联产规划编制要求〔范本〕。以下将从七个方面进行重点研究分析:〔一〕认清当前形势,明确指导思想、理顺研究思路〔二〕明确规划编制要求,标准规划编制工作〔三〕科学核实和预测热负荷,切实落实供热需求〔四〕优先利用现有资源,充分挖掘现有设备供热潜力〔五〕各地应因地制宜,科学制定集中供热方案〔六〕统筹规划建设配套热网,提高集中供热效能〔七〕工程核准及监督检查五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍25〔一〕认清当前形势,明确指导思想、理顺研究路线。前面介绍了本课题的提出背景形势、研究内容、主要原那么、根本思路、研究方式等,在此不做赘述。简而言之:自2003年以来,我国电力工业呈现快速开展,全国装机容量和发电量增幅明显,期间也陆续投运或正在建设了一批大型热电联产供热机组,这对缓解我国电力和热力供需矛盾发挥了重要作用。但是,随着我国经济快速开展,城镇化、工业化开展步伐加快,人民生活水平不断提高,热力供需矛盾仍非常突出。由于受世界金融危机影响,国内外经济形势也受到很大影响,我国经济开展及电力供需呈现缓和态势。在当前电力供需矛盾缓和形势下,以科学开展观和热电联产满足供热需求为指导思想,以国家开展改革委建设部关于印发?热电联产和煤矸石综合利用发电工程建设管理暂行规定?的通知〔发改能源[2007]141号〕为根底,以“规划→需求→方案〞为主线,研究制定近期热电联产相关技术政策,进一步做好热电联产规划和建设工作。五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍26〔二〕明确规划编制要求,标准规划编制工作。1、一般要求〔1〕在规划编制委托和审批方面,与“发改能源[2007]141号文〞一致。即:热电联产规划由地市级及以上政府主管部门委托,由省级开展改革部门审批。〔2〕在规划审查组织和专家构成方面,为便于具体执行、实施和操作,本次规定:热电联产规划应由省级开展改革部门组织会同省城建、环保、国土等部门,以及国家认可的热电行业知名专家〔一般至少5名〕进行评审。〔3〕在编制单位方面略有不同。即:“发改能源[2007]141号文〞要求编制单位为具备相应资质的甲级电力设计咨询单位,而本次明确:编制单位具有相应咨询资质机构,如国家认定的咨询机构、电力设计院、城市规划设计单位等,也可以由上述机构合编。五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍27〔二〕明确规划编制要求,标准规划编制工作。2、编制依据主要包括:国家热电联产产业政策,城市开展总体规划,供热规划等相关规划〔如能源开展规划、市环境保护规划、电力开展规划等〕。热电联产规划以城市供热规划和电力开展规划为根底,应与城市总体规划及供热、能源、环保、交通规划等专项规划协调统一。重点说明:按照“中华人民共和国国务院令第559号〞,?规划环境影响评价条例?自2021年10月1日起施行。根据相关要求,我们认为热电联产规划属指导性专项规划范畴,因此,在热电联产规划中应增加“环境影响〞章节,而无需编制在规划草案报送审批前编制环境影响报告书。五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍28〔二〕明确规划编制要求,标准规划编制工作3、编制原那么首次,将热电联产规划主要编制原那么概括为:“统一规划、科学合理、优先改造、分步实施〞。但是,这并不能包括全部,具体编制规划时应根据各地实际情况加以细化并补充完善。4、规划范围及年限对于大型及以下城市、工业园区,以城市、工业园区为单位编制热电联产规划;相邻城市或工业园区可合并编制;在合理划分供热分区的前提下,特大型城市可分区编制。规划年限与城市总体规划和供热规划年限应协调一致,可划分为现状、近期、中期、远期。现状为至编制年的上一年底,近期是指规划编制年的后三年,中期、远期对应城市总体规划和供热规划中的相应年份。五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍29〔二〕明确规划编制要求,标准规划编制工作。5、内容深度城市和工业区热电联产规划编制要求,内容主要包括:五、课题成果及重点分析
前言1总那么2供热及电源现状3存在问题4热负荷与电负荷开展预测5热源及热网规划6机组选型7环境影响8社会效益9结论与建议附图近期热电联产技术政策研究介绍30〔二〕明确规划编制要求,标准规划编制工作。五、课题成果及重点分析
内容深度上强调并细化了以下内容:〔1〕掌握供热需求,摸清现状及存在问题,核实现状热负荷,科学预测规划热负荷;〔2〕充分利用现有热源和可利用资源;〔3〕科学拟定热源及供热方案;〔4〕合理选择供热机组装机方案;〔5〕根据?规划环境影响评价条例?要求,增加“环境影响〞章节;〔6〕假设申报新建热电联产工程时,应填写第九章中的“表和表9.1.2〞,以符合能源局内部会签上报表要求。机组选型特殊说明:“凡与技术政策相符的,可不做机组选型比较方案;不符的,要在节能、环保、投资上做比较,提出推荐方案〞;热电联产规划机组选型比较时,所选机型要进行“6.3热经济指标计算、6.4污染物排放、6.5建厂条件、6.6投资估算与经济评价〞比照论述,说明拟定机组选型方案的优越性。近期热电联产技术政策研究介绍31〔三〕科学核实和预测热负荷,切实落实供热需求。认真核实现状和近期热负荷,科学预测中、远期热负荷,切实落实供热需求是热电联产规划的主要内容之一,各地方政府主管部门及规划编制单位必须认真对待,不能采取“拿来主义〞或“奉命设计〞。1、对于采暖城市核实现状热负荷是根底,测算近期、中期、远期热负荷是关键。〔1〕现状采暖热负荷宜采用经核实的建筑物设计热负荷。无资料时,也可按?城市热力网设计标准?〔CJJ34-2002〕计算,即:采暖热负荷(MW)=采暖建筑面积〔m2〕×综合采暖热指标〔W/m2〕×10-6=户籍人口数量(人)×人均采暖建筑面积〔m2/人〕×综合采暖热指标〔W/m2〕×10-6。采暖热指标下表选取:五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍建筑类型住宅居住综合区学校办公医院托幼旅馆食堂餐厅剧院展馆礼堂体馆非节能58-6460-6760-8065-7065-80115-14095-115115-165节能40-4545-5550-7050-6055-70100-13080-105100-150表中数据适合我国东北、华北、西北地区,热指标中已包括5%管网热损失(热损失的补偿为流量补偿)。热指标选取时,总建筑面积大、维护结构热工特性好、门窗面积小时取小值,反之取大值32〔三〕科学核实和预测热负荷,切实落实供热需求。综合采暖热指标根据当地各类建筑实际构成及热指标确定;也可以根据各热源实际供热量和供热面积,核算现状综合采暖热指标。现有建筑面积由当地规划和城建部门提供;现有户籍人口由当地户籍管理或统计部门提供。缺少现状数据时,也可参考国家统计局公布的各省、直辖市的现状实有房屋建筑面积、集中供热建筑面积、人均建筑面积、户籍人口等统计数据。五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍2021年,国家统计局公布统计数据:我国城市人均住宅建筑面积已达27.1m2〔预计2021年可达30m2〕;城市公用与住宅建筑面积的比值为3:7,人均综合采暖面积为35m2左右;按集中供热普及率70%考虑,人均集中供热面积30m2左右。33〔三〕科学核实和预测热负荷,切实落实供热需求。
五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍总建筑面积、可采暖面积、集中供热普及率:总建筑面积:公用、住宅等建筑物的建筑面积之和;可采暖建筑面积:可实现分散和集中供热采暖的建筑面积〔一般不含棚户区、平房等〕;集中供热普及率:城市市区集中供热设备供热总容量占市区供热设备总容量的百分比〔也即:集中供热面积与可采暖建筑面积[总建筑面积?]之比)。
集中供热普及率国家统计局公布的2021年三北地区主要城市集中供热普及率A和热电联产供热比例B〔%〕:
城市AB城市AB城市AB哈尔滨57.7846.15北京64.9235.21兰州36.427长春87.7830.87天津66.8816.32西安28.239.15沈阳90.922.87济南41.6770银川98.69.7呼和浩特85.2219.68石家庄8068.85西宁66.70乌鲁木齐77.713.3太原9840.18大连82.336.7634〔三〕科学核实和预测热负荷,切实落实供热需求。
五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍〔2〕测算近期、中期、远期热负荷测算近期、中期、远期热负荷时,采用“3加1减〞法,城市人口、人均面积〔建筑面积〕、集中供热普及率等应以合理的增长率而增长,综合考虑:采暖热负荷年均增长率一般为5~8%左右。(a)城市人均面积年均增加1~3%之间〔2002~2006年统计数据:2.5~5.5%〕;(b)城市户籍人口年均增加1~2%左右〔2000~2021年统计数据:4.3~2.5%);(c)集中供热普及率年均增长2~3%左右。(d)综合采暖热指标应随节能建筑面积增加逐年降低,年均降低1~2%左右。本人认为:也可估算预测,即:人均综合建筑面积30~50m2〔地市级取小值、县市级取大值〕。
规划热负荷测算结果判定:测算的采暖热负荷与当地主管部门审批的?××城市供热规划?相应热负荷相比,假设近期热负荷误差在±10%以内,中、远期热负荷误差在±5%以内,那么热电联产规划以测算值为准;假设近期热负荷误差超出±10%,中、远期热负荷误差超出±5%,应委托热电联产规划的政府部门协商确定。
35〔三〕科学核实和预测热负荷,切实落实供热需求。2、对于工业园区热电联产规划中,结合工业园区实际开展状况,简述工业园区功能及工业结构开展规划,以及工业园区内在建、已核准及规划工程的热用户的产品种类、生产规模、生产工艺、用汽参数及耗汽量等情况,明确热负荷预测原那么,核实现状、近期工业热负荷,预测中期、远期工业热负荷。在此强调并注意:〔1〕根据工业园区的规模、特性和企业开展情况,工业热负荷应以合理速度增长;工业热负荷增长与各企业入驻进程、生产规模扩大密切相关;〔2〕工业热负荷应按不同季节典型日〔周〕负荷曲线,依此绘制年负荷曲线;〔3〕工业热负荷按照企业用汽参数,按压力等级分类并分别统计;〔4〕工业热负荷统计时应考虑各企业用汽同时率。核实近期工业热负荷是根底和关键。原那么上应以现有、在建和经审批的工程所需热负荷作为近期热负荷,重点是核实现有企业用热情况,核实已经审批或在建工程的审批手续是否合法,工程建设方案进度和用汽情况五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍363、制冷和生活热水负荷对于城市和工业区:热电联产规划中应说明制冷和生活热水负荷供给现状、开展情况;针对制冷和生活热水负荷,各地方应因地制宜,制定切实可行的解决方案;制冷和热水负荷相对集中且较大时,可采取热电冷多联供方式。〔四〕优先利用现有资源,充分挖掘现有设备供热潜力。1、现有资源包括现有供热资源和可利用资源:供热锅炉、大中型抽凝机组及背压机组等;可供利用或可供改造的现有资源,如具备改造条件的大中型凝汽发电机组、可改造为背压机组运行的小型抽汽机组或凝汽机组等;从燃料性质讲,现有资源还应包括燃用非煤燃料的资源,如清洁燃料、可再生能源、余热利用〔太阳能、地热、工业余热利用、热泵技术、燃气供热〕等。
五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍〔三〕科学核实和预测热负荷,切实落实供热需求。
37〔四〕优先利用现有资源,充分挖掘现有设备供热潜力。2、从资源充分利用角度看,优先并尽可能充分利用现有资源,充分挖掘其供热能力是热电联产规划中科学合理分配热负荷、规划建设热电联产工程的前提。热电联产规划中,应重点做好以下三方面:〔1〕详细说明现有热源和可利用资源的现状情况。这包括:现有热源,如分散小锅炉、大型集中锅炉房、热电厂及非煤热源等的企业名称、供热设备台数和容量、设计和实际供热能力〔供热面积〕、投运时间、供热管网情况、存在问题等等;可利用资源,如城市或工业区周边是否有纯凝发电机组,是否有燃气、地热来源等等,其所属企业、机组容量和台数、投运时间等。五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍38〔四〕优先利用现有资源,充分挖掘现有设备供热潜力。〔2〕充分论证可利用或可实施改造的现有热源和资源的供热改造可行性,供热能力,具体改造实施方案等。对于大型锅炉和分散小锅炉:科学制定现有分散锅炉撤除方案,在有效利用前提下逐步撤除分散小锅炉。采暖城市,应保存一局部大型区域锅炉,与热电联产供热机组实现联网运行,确保供热经济性和平安可靠性。工业区,热电联产集中供热是主要措施和手段,只能解决局部用汽参数的工业热负荷,不可能解决所有热用户需求,需要保存一定的供热锅炉作为补充和辅助措施,以满足热电机组不能覆盖范围或具有特殊用汽要求的热用户需求。五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍
建设部大型区域锅炉供热的规模和供热能力:特大城市,14MW以上(单台容量在20t/h以上),民用建筑供热面积应在25×104m2以上;
大中城市,7MW以上(单台容量在10t/h以上),民用建筑供热面积应在10×104m2以上;
小城市,2.8MW以上(单台容量在4t/h以上),民用建筑供热面积在4×104m2以上;工业余热,7MW以上(锅炉单台容量不小于10t/h)。39〔四〕优先利用现有资源,充分挖掘现有设备供热潜力。对于现有热电企业:充分论述是否到达其设计供热能力及其未到达的原因,供热改造方案;在节能减排方面存在的问题及改造方案、具体实施方案;热电机组是否实施“上大压小〞,具体撤除方案;说明近三年的财务和经营状况,热价及收费情况,是否存在亏损等情况。五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍对于城市〔工业区〕周边现役或在建纯凝发电机组:现役或在建的纯凝发电机组均为可利用和可实施改造的供热资源,应充分论证其实施供热改造的可行性;必要时,应进行专题论证评审。说明实施供热改造的具体方案、供热能力、改造实施方案。40〔四〕优先利用现有资源,充分挖掘现有设备供热潜力。特别强调:假设存在现有供热机组未到达最大供热能力、现有热电企业经营亏损等情况,各地应首先做好现有热电联产机组供热能力挖潜工作,解决现有热电企业亏损问题,再考虑新建热电联产工程;
假设存在现役或在建纯凝发电机组未实施供热改造、未到达最大供热能力等情况,各企业应首先做好供热改造和供热能力挖潜工作,再考虑新建热电联产工程。此外,各地方和企业应按照“发改能源[2007]141号〞文要求,重视并做好热电联产工程的监督检查工作,如竣工检查和验收、定期年度检验等。五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍411、城市和工业园区的集中供热方案应综合考虑经济开展、规模、热负荷性质、电力开展空间等,以合理可行的装机容量满足热负荷需求,因地制宜,可采用:〔五〕各地应因地制宜,科学制定集中供热方案。五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍大型区域锅炉;
非煤热源;
背压机组;大型抽凝两用机组;以上组合方案。
2、热电联产规划建设及拟定集中供热方案中,重点应解决以下问题:〔1〕重视供热分区划分和优化,原那么上:假设有供热规划,应根据政府主管部门审批的?××城市供热规划?划分供热分区;假设无供热规划,应结合城市实际供热现状及管理情况,科学划分供热分区。42〔2〕科学合理分配热负荷;在核实现状热负荷、预测规划热负荷根底上,热电联产规划中,规划热源以近期热负荷为基准;首先,确定充分利用现有热源和可利用或可实施改造的现有资源所承担的热负荷;新建热电联产机组所承担的设计热负荷为近期热负荷扣除可利用热源和资源所承担热负荷之后剩余的热负荷。五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍3、热电联产工程机组选型原那么〔1〕推荐背压机组、300MW亚临界或350MW超临界单抽〔可调整〕采暖机组。城市或工业区集中供热采用背压机组,均属热电联产工程;背压机组、抽汽背压机组容量和参数根据热负荷性质及大小确定,优先采用高压参数;其发电装机容量不计入电力建设控制规模〔发改能源[2007]141号文〕,其发电量全额上网;只有具备规定条件的采暖城市,推荐选用300MW亚临界或350MW超临界单抽〔可调整〕供热机组〔五〕各地应因地制宜,科学制定集中供热方案。43〔2〕对于采暖城市,新建热电联产工程应符合城市规模和人口、近期集中供热面积、机组选型以及供热能力等要求:城市规模:五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍小城市:市区和近郊区非农业人口20万以下;
中等城市:市区和近郊区非农业人口20万以上;
大城市:市区和近郊区非农业人口50万以上;
特大型城市:市区和近郊区非农业人口100万以上;
超特大城市:市区和近郊区非农业人口200万以上。城区现有户籍人口40万以下的中、小城市,应采用大型集中供热锅炉、非煤热源、背压机组的集中供热方案。说明:技术政策制定过程中,最初提出以户籍人口70万人或50万人作为分界,后来也有局部省市提出以30万人作为分界,综合考虑上报的版本为40万人作为分界。〔五〕各地应因地制宜,科学制定集中供热方案。44城区现有户籍人口40万及以上的城市或规模相当的供热区域,热电联产机组与大型集中供热锅炉共同承担采暖热负荷并联网运行;除现有热源外集中供热面积,近期集中供热面积到达1800×104m2及以上,新建热源点可建设2台300MW等级的大型抽凝两用机组。
大型抽凝两用机组优先〔或推荐〕选择300MW亚临界或350MW超临界机组,单台300MW亚临界机组保证连续供汽能力〔TMCR工况〕不小于500t/h〔配汽动泵〕或550t/h〔配电动泵〕,单台3050MW超临界机组保证连续供汽能力〔TMCR工况〕不小于550t/h〔配汽动泵〕或600t/h〔配电动泵〕。五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍〔五〕各地应因地制宜,科学制定集中供热方案。45已建有大中型抽凝供热机组的现有热电厂,供热能力不能满足热负荷需求时,应优先扩建背压机组。五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍
机组分类:
大型机组:300MW及以上的机组。
中型机组:125MW及以上,300MW以下的机组。
小型机组:100MW及以下机组。以热水为供热介质的城市采暖,热电联产工程覆盖的供热半径一般按20km考虑,在10km范围内不重复规划建设此类热电工程〔经济比摩阻、温降0.1℃/km〕。这也是城市供热分区划分、热源布局中应考虑的重要因素之一。城区现有户籍人口40万以上而近期集中供热面积缺乏1800×104m2,应根据省市具体情况并通过多方案比较,推荐集中供热方案。〔五〕各地应因地制宜,科学制定集中供热方案。46
几点说明不同规模城市装机方案在采暖城市热电联产装机总容量时,针对不同规模城市采用以下装机方案:五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍〔五〕各地应因地制宜,科学制定集中供热方案。10万以下人口:2×B12背压机组+3×110t/h锅炉+调峰锅炉;10~20万人口:2×B30背压机组+3×130t/h锅炉+调峰锅炉;20~40万人口:2×B50背压机组+3×220t/h锅炉+调峰锅炉;40~75万人口且集中供热面积1800×104m22×300MW亚临界或2×350MW超临界单抽机组+调峰锅炉;75~100万人口,集中供热面积2500×104m22×300MW亚临界或2×350MW超临界单抽机组+2×B25背压机组+调峰锅炉;47不同规模城市装机方案五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍〔五〕各地应因地制宜,科学制定集中供热方案。100~120万人口且集中供热面积3000×104m22×300MW亚临界或2×350MW超临界单抽机组+2×B50背压机组+调峰锅炉;120~150万人口且集中供热面积3600×104m22×300MW亚临界或2×350MW超临界单抽机组+3×B50背压机组+调峰锅炉;150~170万人口且集中供热面积4500×104m23×300MW亚临界或3×350MW超临界单抽机组+3×B50背压机组+调峰锅炉;170~200万人口且集中供热面积5200×104m23×300MW亚临界或3×350MW超临界单抽机组+4×B50背压机组+调峰锅炉;200~220万人口且集中供热面积6000×104m24×300MW亚临界或4×350MW超临界单抽机组+4×B50背压机组+调峰锅炉。48采暖期热负荷分析采暖期初期时,室外采暖温度一般为5℃,此时热负荷较小,约占1800×104m2总热负荷的30%左右,相当于室外计算温度时540×104m2所需热量。采暖期室外平均温度时:从采暖开始至室外平均温度的总时间占采暖期的65%左右,从室外平均温度至室外采暖期计算温度的总时间占采暖期35%左右采暖期平均热负荷占最大热负荷的65%左右〔不同地区有差异〕。三北地区省会城市采暖热负荷变化幅度:最小及平均热负荷系数根据地区气象参数确定;Dmin.,Davg.,Dmax.分别为小、平均、最大热负荷。五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍城市寒冷地区北京天津石家庄济南兰州太原西安Dmin/Dmax0.510.520.540.560.490.470.61Davg/Dmax0.700.730.710.700.690.680.75城市严寒地区哈尔滨长春沈阳呼和浩特乌鲁木齐银川西宁Dmin/Dmax0.310.330.370.370.350.420.44Davg/Dmax0.630.630.650.640.650.650.71〔五〕各地应因地制宜,科学制定集中供热方案。49如何理解共同承担1800×104m2?“共同承担及联网运行〞主要是强调热电联产机组和大型集中锅炉的运行方式;从节能环保角度综合分析,在整个采暖期中,大型集中锅炉应随着室外温度变化而间断运行或局部负荷运行,仅在超过采暖期室外平均温度后逐渐到达全负荷运行。如何选择大型集中锅炉容量?大型集中锅炉主要承担两个功能:承担25~35%的最大采暖热负荷〔集中供热面积1800×104m2〕;备用功能,当最大一台热电联产机组停运后,与其余热源仍能保证60~75%热负荷需求。因此,大型集中锅炉容量应取以上两种情况下的最大值。
如何理解充分发挥大型抽凝利用机组供热能力?简而言之,2台300MW机组最大抽汽能力〔以2×500t/h〕,对应或接近于以近期集中供热面积1800×104m2绘制的年采暖热负荷持续曲线中的平均热负荷。五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍〔五〕各地应因地制宜,科学制定集中供热方案。50城市采暖热负荷持续曲线图五、课题成果及重点分析
近期热电联产技术政策研究介绍〔五〕各地应因地制宜,科学制定集中供热方案。51工业区中新建热电联产工程机组应优先采用背压机组;原那么上建设公用热电厂,鼓励用热企业共同出资建设;热用户较多且热负荷波动较大时
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