（工商管理专业论文）广州大学城集中供热项目可行性研究.pdf

华南理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究 所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包 含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到 本声明的法律后果由本人承担。 、 审。 作者签名： 豆立磐日期：何年l c ) 月) 占e l 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存和汇编本学位论文。 保密团，在_ 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密口。 ( 请在以上相应方框内打“ ) 作者签名： 导师签名： 日期：年月。e l 沙万f 站 日期：年。月 日 躁p 立鞠 摘要 摘要 广州大学城是广东省落实“科教兴粤 战略布署的一项重要工程，同时也是 广州市建设现代化生态城市目标规划中的重要组成部分。广州大学城位于广州市 番禺区小谷围岛及南岸地区，一期( 小谷围岛) 建设面积1 8 平方公里，建成后入驻 1 0 所学校，可容纳1 4 万高校学生，规划人口约2 5 万左右，远期规划面积4 3 平方 公里，届时人口将达到3 5 - 4 0 余万，是由政府为主导的建设项目，是政府负责统 筹规划建设的，大学城内的市政基础建设均由政府负责出资兴建，学校的教学区 由政府贴息贷款统一建设，生活区由学校自行贷款政府统一建设。广州大学城分 布式能源系统是由以天燃气为燃料的联合循环发电机组的能源站、区域供冷系统 和集中生活热水系统组成，本文研究的项目是其中的一个组成部分，是充分利用 能源站的余热( 高温热煤水和蒸汽) 进行热水生产的工程，是大学城的基础工程 之一。 本文首先对大学城集中供热项目进行了概述，从本项目的各种需求量分析入 手，对国家环保节能工作，广东省建设需求，用户的需求，学校的管理需求，大 学城建设的需求，运营模式、政策的支持需求进行了详细分析和评述，得出本项 目建设的迫切性与必要性，同时明确大学城集中供热项目的建设符合世界能源综 合利用发展的方向，符合国家环保节能的发展方向，。 通过对广州大学城集中生活供热项目中的供水温度、管道与蓄热水箱热损失 及温降、集中生活热水的制备与输送等技术难点进行了分析和探讨，得出集中供 热项目技术上是可行的；通过对一次管网系统方案的经济比选分析，提供集中供 热项目投资最大的部分如何从设计及投资两方面进行决策的经验；通过对一次管 网的投资概算、集中热力站及输送系统的投资概算、总的投资成本进行分析与计 算，得出集中供热项目经济上是可行的；并在财务综合评价中通过盈亏平衡、敏 感性分析对本项目存在的不确定性进行了分析，对热水的合理价格作了估算，以 便于运营决策。 本文以广州大学城集中供热工程的可行性研究为对象，采用以现行建筑供热 规范为依据的定量计算、工程可行性论证和技术经济分析相结合的手段，论证了 发展城市集中供热项目的可行性。文中所采用的方法及结论为实现中小城市冷热 电联产中的供热系统的工程可行性研究提供了一条新的思路，可供广东地区乃至 国内的利用区域能源站的余热进行大规模的热水集中供应工程可行性研究的参 考，为同类环保节能、可持续发展项目的建设提供示范及参考。 关键词广州大学城；集中供热：可行性研究 华南理t 大学硕士学位论文 a b s t r a c t g u a n g z h o uh i g h e re d u c a t i o nm e g ac e n t e ri sa ni m p o r t a n tp r o j e c to fc a r r y i n g o u ts t r a t e g i cd e p l o y m e n to f e d u c a t i o nt od e v e l o pg u a n g d o n gp r o v i n c e ”，a n da l s o i sa ni m p o r t a n t p a r t o fm o d e r n e c o t y p i cc i t y c o n s t r u c t i o no fg u a n g z h o u g u a n g z h o uh i g h e re d u c a t i o nm e g ac e n t e rl i e s i nx i a o g u w e ii s l a n da n dt h e d i s t r i c ts o u t ho fx i a o g u w e ii np a n y ub o r o u g h ，g u a n g z h o u t h ef i r s tc o n s t r u c t i o n a r e ai s18 s q k m w h i c hc a nh o l d 14 0 ，0 0 0s t u d e n t sa n dt o t a l l ya b o u t2 5 0 ，0 0 0 p e o p l e t h ef i n a la r e aw i l lb e4 3s q k m w h i c hc a nh o l da b o u t3 0 0 ，0 0 0p e o p l e g u a n g z h o uh i g h e re d u c a t i o nm e g ac e n t e rd i s t r i c te n e r g ys y s t e mi sc o n s i s t e do f c o m b i n e c y c l e g e n e r a t i o ne n e r g ys t a t i o nf i r e db yn a t u r a lg a s ，d i s t r i c tc o o l i n g s y s t e ma n dd i s t r i c th e a t i n gs y s t e m t h i sp a p e rm a i n l ys t u d yo nt h ed i s t r i c th e a t i n g s y s t e mw h i c hp r o d u c e sw a r mw a t e ru s i n gw a s t eh o to fe n e r g ys t a t i o na n di sab a s e p r o j c o to fg u a n g z h o uh i g h e re d u c a t i o nm e g ac e n t e r t h i sp a p e rf i r s t l yi n t r o d u c e st h ed i s t r i c th e a t i n gs y s t e mi ng u a n g z h o uh i g h e r e d u c a t i o nm e g ac e n t e r ( g h e m c ) ，t h e nt h ei m m i n e n c ea n dn e c e s s i t yo ft h i s p r o j e e ti se d u c e dt h r o u g hl a b o r i n ga n dc o m m e n t i n go ne v e r yk i n do fn e e d s ， i n c l u d i n gt h a to fn a t i o n a le n e r g ys a v i n gj o b ，c o n s t r u c t i o nn e e do fg u a n g d o n g p r o v i n c e ，t h a to fu s e r ，u n i v e r s i t y , c o n s t r u c t i o nt i m el i m i t ，r u n n i n gm o d ea n dp o l i c y s u p p o r t a n c ee t c t h ef e a s i b i l i t yo fd i s t r i c t h e a t i n gs y s t e mi ng u a n g z h o uh i g h e re d u c a t i o n m e g ac e n t e r ( g h e m c ) i ss t u d i e di nt h ep a p e r ，a n dt h et e c h n i c a ld i f f i c u l tp o i n t s a n dd e s i g ns c h e m ei n t h i s d i s t r i c t h e a t i n gs y s t e m ，i n c l u d i n ga p p l i e dw a t e r t e m p e r a t u r e ，d e m a n df o rh o tw a t e r ，h e a t i n gl o s sa n dt e m p e r a t u r ef a l li np i p e l i n e s a n ds t o r e d h o tw a t e rt a n k ，p r e p a r a t i o na n dt r a n s p o r t a t i o no fd i s t r i c th o tw a t e r ， h e a t i n gl o a da n ds e r v ec a p a b i l i t yo fh e a ta n de n e r g ys o u r c es t a t i o na r ec o m p a r e d a n dc h o s e n ，a n dt h ee c o n o m i ca n a l y s i sf o rt h e mi sc o n d u c t e d ，a n di t sa n a l y z e d a n dc o m p u t e dt h a tt h ei n v e s t m e n tb u d g e t a r ye s t i m a t i o nf o rp r i n c i p a lp i p e l i n e sa n d t h ed i s t r i c tt h e r m a le n e r g ys o u r c es t a t i o na n dt r a n s p o r t a t i o n s y s t e ma n dt o t a l i n v e s t m e n tc o s t s t h ef e a s i b i l i t yo fd i s t r i c t h e a t i n gs y s t e mi ng h e m ci ss t u d i e db a s e do n r a t i o n a lc o m p u t a t i o nf r o me x i s t i n gd e s i g nc o d ef o ra r c h i t e c t u r eh e a t i n gs u p p l y i nc h i n a ，p r o j c o tf e a s i b i l i t y a r g u m e n t a t i o na n dt e c h n i c a le c o n o m y t h em e t h o d a d o p t e da n dc o n c l u s i o n sd r a w ni nt h ep a p e rc a nb eu s e df o rr e f e r e n c ea b o u tt h e a b s t r a c t f e a s i b i l i t y o fd i s t r i c t h e a t i n gs y s t e m i nt h e c o o l a n t ，h e a t i n g a n d p o w e r c o g e n e r a t i o n ( c c h p ) e s p e c i a l l yi nm i d d l ea n ds m a l lc i t yf r o mg u a n g d o n go r d o m e s t i co fc h i n a k e yw ords g u a n g z h o uh i g h e re d u c a t i o nm e g ac e n t e r ；d is t r i c th e a t i n g ； f e a s i b i l i t ys t u d y i i i 目录 目录 摘暑暮i a b s t r a c t i i 第一章绪论1 1 1 选题背景与实际意义1 1 2 文献综述3 1 3 本文主要研究内容7 1 4 本文研究方法8 第二章广州大学城集中供热项目需求分析9 2 1 广州大学城分布式能源系统的简述及与本项目的关系9 2 1 1 大学城分布式能源系统概述9 2 1 2 大学城集中供热项目概述1 0 2 1 3 项目建设的资金来源1 1 2 2 广州大学城热水项目需求的分析1 2 2 2 1 国家环保节能工作、广东省建设的需求分析1 2 2 2 2 用户的需求计算分析1 2 2 2 3 学校的管理需求分析17 2 2 4 大学城建设及工期的需求分析1 7 2 2 5 运营模式的需求分析1 8 2 2 6 政策支持的需求分析2 l 2 3 本章小结2 2 第三章集中供热项目技术分析2 3 3 1 供水温度的确定2 3 3 2 集中生活热水的制备2 5 3 2 1 总体概念2 5 3 2 2 生活热水的制备2 6 3 3 一次管网系统方案的确定一2 7 3 3 1 两种可供选择的方案2 7 3 3 2 两种方案的比选2 9 3 3 3 管网寿命周期内年费用的比较3 0 3 4 管道热损失及温降的计算与分析3 0 华南理t 大学硕十学位论文 3 4 1 管道热损失的计算公式3 0 3 4 2 基本的数据取值31 3 4 3 最大零负荷时段的分段温降及最不利分散热力站的温度一3 l 3 5 蓄热水箱的热损失及温降的计算与分析3 2 3 5 1 水箱散热的基本计算公式一3 2 3 5 2 基本数据的选择3 2 3 5 3 水箱温降计算方法3 2 3 5 4 计算结果3 3 3 5 5 最不利热力站重新供水开始时的水温分析3 3 3 6 热负荷与热源能源站供应能力3 4 3 6 1 典型日的总热负荷3 4 3 6 2 典型同的逐小时热负荷3 4 3 6 3 逐月平均日水量及热负荷、年热负荷延续图3 4 3 6 4 能源站的供热能力3 5 3 7 系统主要设备及功能介绍3 7 3 8 本章小结3 8 第四章集中供热项目经济性分析3 9 4 1 概述3 9 4 2 经济分析中涉及的一些基础数据3 9 4 3 投资概算4 0 4 5 财务综合评价4 l 4 5 1 分析依据和原则。4 2 4 5 2 主要参数。4 2 4 5 3 主要经济效益指标4 2 4 5 4 热水价格构成4 3 4 6 不确定性分析4 4 4 6 1 盈亏平衡分析4 4 4 6 2 敏感性分析4 5 4 6 3 热水价格变化测算。4 5 4 7 本章小结4 5 结论4 7 参考文献4 9 在学期间发表与学位论文内容相关的学术论文一5 l 目录 致谢5 2 i i ! 第一章绪论 第一章绪论帚一早三百。下匕 1 1 选题背景与实际意义 进入2 1 世纪，世界经济一体化进程加速，竞争愈益激烈，而竞争的焦点是高 科技的发展并归结为人才的竞争。随着知识经济的到来，知识及拥有知识的人才 成为经济增长的战略资源。改革开放2 0 年来，广东取得了巨大经济成就，尤其是 珠三角的整体经济发展快速进入工业化中后期阶段。产业结构升级和高新技术发 展引起社会对人才需求结构的改变，社会对知识型、技术型人才需求越来越迫切。 2 0 0 3 年4 月，胡锦涛总书记在广东考察时指出，广东要抓住机遇，加快发展，率 先发展，协调发展，在全面建设小康社会、加快推进社会主义现代化进程中更好 地发挥排头兵作用。在新的发展阶段，广东必须以新的姿态进行新的探索。 社会经济的迅速发展、日益激烈的国际竞争，对教育、尤其高等教育的发展提 出了更高的要求。而全省高等教育发展水平与广东作为经济强省的地位却极不相 称，离全省人民对高等教育的需求也相距甚远。2 0 0 3 年，全省g d p 总量位居全国 第一，但高等教育毛入学率只有1 7 ，在校大学生不到6 0 万，远远落后于北京、 上海、江苏等地。 根据广东发展规划，2 0 0 5 年全省高等教育毛入学率要达到2 0 ，在校大学生 要达到8 0 万人，而当时广州地区的高校发展用地普遍严重不足。可以说，建设广 州大学城既是推动我省经济社会发展的百年大计，是解决众多青年进入大学深造 的利民之举，也是解决我省高等教育发展一系列问题的当务之急。 2 0 0 3 年1 月2 1 同，张德江同志视察广州大学城建设前期准备工作时，针对我 省高等教育发展和高层次人才需求的实际，提出了“建设全国一流大学城 ( 一流 的规划、一流的设计、一流的建设和一流的质量) 和“2 0 0 4 年9 月开学招生 的 目标，广卅i 大学城建设全面启动，广州大学城全貌图见图1 - 1 。 广州大学城的战略定位是在“科教兴粤 战略的指引下，深入改革高等教育 体制、调整结构、合理配置教育资源，借鉴世界百强名牌大学之哈佛、斯坦福、 牛津、剑桥等大学及其它大学城创建和发展的成功经验，把广州大学城建设成为 开放的、以研究型大学为主体的、国内一流的、世界知名的、有地方特色的综合 性名牌大学城。 广州大学城位于广州市番禺区小谷围岛及南岸地区，一期( 小谷围岛) 建设面 积1 8 平方公里，建成后可容纳1 4 万高校学生，校区建筑面积约5 5 8 万平方米， 规划人口约2 5 万左右，远期规划面积4 3 平方公里，届时人口将达到3 5 - 4 0 余力。 大学城内一共进驻1o 所广东省的名校，有中山大学、广东外语外贸大学、广州中 医药大学、广东药学院、华南理工大学、广东工业大学、广州美术学院、广州大 华南理工大学硕+ 学位论文 学、华南师范大学、星海音乐学院。广州大学城的建设是2 0 0 3 年3 月初启动，2 0 0 4 年9 月份满足4 万师生入住需求，2 0 0 5 年9 月份1 8 平方公里的校区建设基本竣工。 兴建广州大学城是广东经济文化社会发展的迫切需要，它的建设将有力地推 进我省高等教育大众化的进程，加速教育强省的建设步伐；促进广州地区经济的 发展，推动我省产业结构的优化升级，带动全省经济的发展。建设大学城符合我 国高等教育办学规律及广东高教事业发展的要求。 大学城与传统的独立大学相比，在教学模式、管理结构等方面都有新的突破， 符合高校集中发展的要求。大学城相对集中的教学区有利于形成良好的文化氛围， 有利于促进园区内各高校的教育资源共享。同时，大学城将高校后勤服务推向社 会，实现企业化运作，这不仅能改善在校师生的生活质量和学习研究条件，更能 减轻政府的经济负担。 根据各进城大学的建校可研报告，大学城的各类建筑安装热水系统范围、标准， 会随着城市建设的发展及生活水平的提高不断扩大及提高，在各大学今后日常能源 支出中，用于热水系统支出会逐年增加，如何减少用于供热系统建设方面的初投资 和日常运行费用，将成为在大学城建设前期应考虑和解决的问题。 图卜1广州大学城全貌图 资料来源：广州人学城建设指挥部办公室 2 第一章绪论 广州大学城是以广东省政府、广州市政府为主导的建设项目，是政府负责统 筹规划建设的，大学城内的市政基础建设均由政府负责出资兴建，学校的教学区 由政府贴息贷款统一建设，生活区由学校自行贷款政府统一建设，由于有政府统 一建设及强有力的推进，所以大学城的建设可以在短短的2 年半内从一个没有自 来水及变电站的小岛建设成一个现代化的中等城市，得以实现“四个一流，二个 工期目标”的奇迹一流的规划、一流的设计、一流的建设和一流的质量和“2 0 0 4 年9 月开学招生4 万，2 0 0 5 年9 月1 2 万学生入驻的工期目标”，8 大新技术等 许多先进理念得以在岛内实现( 包括本项目研究的工程) 。这些都充分体现政府为 民办实事，惠及千秋后代的伟业。 为整合优化城市资源、降低城市运行成本、提高城市运行效率，广州大学城 在规划设计时就引进了共同沟、分布式能源站、集中供冷、集中供热、分质供水、 信息网络、一卡通等8 项重点技术项目。广州大学城分布式能源系统通过热、电、 冷三联产，实现了热量循环梯度利用，大大提高了能源利用率。该能源站总循环功 率为1 4 万k w ，一次能源综合利用率将超过7 0 。广州大学城区域供冷系统通过4 个冷站对全城集中供应冷气，总装机容量4 1 万k w ，约1 1 6 万r t ( 冷吨) ，可比单 独设置中央空调降低2 8 的运行成本。广州大学城集中供热就是利用能源站的余热 ( 高温热煤水和蒸汽) 进行热水生产，热水主要用于住宅、宾馆以及学生宿舍， 主要集中在早、傍晚前后供应。 本文研究的项目是广州大学城分布式能源系统的一个组成部分，是充分利用 能源站的余热( 高温热煤水和蒸汽) 进行热水生产工程，是大学城的基础工程之 一。因此，本项目的研究是为广东地区乃至全国利用分布式能源站的余热进行集 中供热，也就是实现热电冷三联供中的供热提供了一条新思路和重要示范作用， 为同类型环保节能、可持续发展项目的建设提供参考。因此，对本项目的可行性 进行研究，具有较大的经济和实用价值。 1 2 文献综述 随着我国经济的高速发展，人民生活水平迅速提高，居民对集中供热提出了 越来越高要求，同时供热企业对供热系统的经济性、可靠性和建设周期等有关指 标的要求日益提高。为减少城市环境污染，使城市居民从传统的煤取暖中解脱出 来，我国在9 0 年代初已提出新开发的住宅小区及大的居民区进行集中供暖、供热 的建设及改造，当然在北方，集中供热体现在采暖上，所以如北京、天津、太原、 吉林等地已有许多集中供暖的成功实例，目前的集中生活热水供应系统以酒店、 医院、住宅等单体建筑系统为主，也有一些群体建筑集中生活热水供应系统，但 规模不大、建筑物集中、服务人数不超过2 0 0 0 人、热水输送距离不足2 k m ，热源 多为锅炉和城市热网。利用余热的不多，利用烟气余热的就更少，因此国内较缺乏 3 华南理工大学硕士学位论文 这方面的经验积累。 广州市在上世纪9 0 年代初改造了广州电厂的余热供给中国大酒店、东方酒店、 花园酒店及白云宾馆，对于民用的供热水只在广州石化厂区内供过。 热电冷联产形式的区域供热在我国刚刚起步，但发展迅速。全国多个城市拥 有在燃煤热电厂基础上建立的热电冷联产系统。如济南热电冷联产系统的供热总 容量近几年已从无发展到4 9 6 m w 、杭州两个正在建设的热电冷联产系统总容量将 超过1 2 m w 。在燃气轮机或内燃机基础上建立的燃气热电冷联产系统也已出现，如 上海黄浦区中心医院和浦东国际机场热电冷联产系统、北京的燃气集团大楼和清 华大学校园热电冷联供系统等。 城市集中生活热水供应在国外，特别是在欧洲及前苏联地区非常普遍，所以对 国外同类项目作简要探讨是很有必要。工程项目是否可行必须是技术上、经济上、 运作上要可行。本文从广州大学城分布式能源系统与集中供热项目的关系简述开 始，运用经济技术分析法进行分析，运用财务评价、组织设计等理论来研究大学 城集中供热项目的可行性研究与探讨，综述如下： 1 集中供热项目及国外同类项目的介绍经济的高速发展导致能源需求的不 断增大和环境污染的加重，已经日益成为制约我国国民经济进一步发展的重要因 素。为确保社会的可持续发展，提高能源利用率成为社会的共识。冷热电联产技 术是在热电联产基础上发展起来的，它增加了夏季的热量需求( 用于吸收式制冷机 供冷) ，提高联产系统的经济性。分布式冷热电联产( c c h p ) 系统提供建筑物的冷、 热和电量，实现了能源的综合利用，提高了能源的利用率，是先进的第二代能源 系统的主要形式之一。 冷热电联产系统是能源实现梯级利用的有效方式，该系统根据能量品位高低 进行分级利用，将冷热电一体化。典型的冷热电联产系统包括动力、发电系统和 余热回收供冷热系统，发电设备主要选择燃气轮机，一般来说冷热电联产使能源 的利用率提高2 0 3 0 ，并可降低因使用能源引起的环境污染，提高能源供应系统 的可靠性。在合理的能源价格下，冷热电联产系统具有良好的经济性。在一定的 天然气价格下，联产系统的经济性随着电价的升高加速增加。在合理的天然气和 电价比下，冷热电联产技术在我国将得到推广和应用。 城市集中生活热水供应系统在国外，特别是在欧洲及前苏联地区非常普遍，由 于在可利用的能源资源上日本是一较少的国家，与我国的情况类似，因此重点介 绍日本的情况。 1 9 7 0 年日本的区域供热在大阪万国博览会以及毗邻的中央地区首次开始供热 ( 供冷) 。次年，在东京的新宿都心等地住宅区也开始供热( 供冷) 。1 9 7 2 年“供 热事业法 的制订，开创了日本区域供冷供热发展的新纪元。1 9 7 5 年，区域供冷 供热开始在全日本范围内推广，其后2 0 年，伴随着石油危机的到来，区域供冷供 4 第一章绪论 热的发展进入低迷期，8 5 年以后由于全国城市的优化进程加快，区域供冷供热进 入了一个调整发展期。特别是从1 9 8 9 年开始，区域供冷供热以每年1o 个以上项 目的速度在增长。据统计，19 8 9 年以后开始引入区域供冷供热的地区，占了总项 目的6 0 。截止到1 9 9 6 年，日本共有区域供冷供热方面的公共事业公司7 8 家， 已有1 2 9 个地区的区域供冷供热得到许可，其中1 1 4 个地区已开始供热( 供冷) 。 按不同的地区来看，东京有5 6 个地区引入了区域供冷供热，千叶县有8 个地区， 神奈川县有8 个地区，即l 都2 县共有7 2 个地区，占全区面积的5 6 ；关西地区 ( 大阪、京都和歌山) 共2 1 个地区，北海道1 1 个地区，九州9 个地区。以上的 统计数据表明，区域供冷供热多建在发达地区。区域供冷供热成了发达地区的一 个重要标志。 ( 1 ) 日本区域供冷供热的规模 日本区域供冷供热的平均供给面积为5 0 万m 2 以上，小型的供给能力，冷热 能力为3 1 m w 。其中有8 1 个地区的区域供冷供热冷热能力不到3 0 m w ；冷热能力在 i o o m w 以上的大规模区域供冷供热有东京临海副都心、东京新宿副都心、横洪港 2 1 个地区。 ( 2 ) 日本区域供冷供热的用途 区域供冷供热在办公和商业方面使用较多，住宅方面的使用在1 9 7 0 年以后开 始多了起来，后来由于受到第二次石油危机的影响而相对减少，到9 0 年代以后发 展加快。根据1 9 9 6 年统计，全日本的住宅区域供冷供热共有2 7 个，占总数的1 3 ；办公和商业区域供冷供热为1 6 3 个。 ( 3 ) 区域供冷供热在日本调整发展的原因 1 ) 能源方面日本是一个能源十分贫乏的国家，同时也是一个能源消耗大国。 节约能源，高效使用能源是同本区域供冷供热调整发展的重要原因之一。区域供 冷供热可以利用一次能源或低品位能源，实现能源的梯级利用，并可以利用垃圾 焚烧厂、下水道、电厂、地铁、变电所等处的废热。 2 ) 环保方面对环境保护的重视是区域供冷供热在日本调整发展的又一重要 原因。区域供冷供热与建筑物的单独空调相比，在控制s 0 2 、n o x 和c 0 2 的排放和 防止臭氧层破坏等方面具有更大的优势。 3 ) 政策方面推动日本区域供冷供热发展的另一原因是政策的完备。自7 0 年代以来，日本政府制定了有利于推广区域供冷供热的一系列法律法规。如城市 规划法、建筑基准法、道路法、热供给事业法、环境基本法、大气污染防止法、 区域供冷供热指导纲要等。除此之外，还制定了一系列的配套措施，如补助制度、 融资制度、税制等，大大地促进了日本区域供冷供热的发展。 4 ) 日本区域供冷供热的使用能源同本区域供冷供热的使用能源主要有：城 市天然气、石油、电力、城市余热，其中以使用城市天然气的区域供冷供热系统 5 华南理工人学硕士学位论文 最多。根据1 9 9 6 年的统计，在1 2 1 个地区中，使用城市天然气的有5 2 个，石油 的有3 4 个，电力的有1 9 个，城市余热的有1 1 个，使用其他能源的有5 个。 美国从1 9 7 8 年开始提倡发展小型热电联产( c h p h e a ta n d p o w e r c o g e n e r a t i o n ) ，目前除继续坚持发展小型热电联产之外，正研究高效利用能源资 源的小型冷热电联产( c c h p c o o l a n t ，h e a ta n dp o w e rc o g e n e r a t i o n ) 。c c h p 是将制冷、供热( 采暖和供热水) 及发电三者合而为一的设施。据美国19 9 5 年对 商用楼宇终端能源消费的统计，采暖用能占2 2 ，热水供应占7 ，制冷空调能 占1 8 。c h p 的供热只能解决2 9 的用能及提供电力，而c c h p 连同制冷可提供 4 7 的用能及电力。 美国关于c c h p 作了许多研究，并本着开发和商业化的目的，在天然气、电力 和暖通空调等行业的制造业进行了广泛深入的合作。工业界提出了“c c h p 创意 和“c c h p 2 0 2 0 年纲领”，以支持美国能源部的总体商用建筑冷热电联供规划。 规划中倡导增加综合利用多项技术，包括先进的燃气轮机、微型透平机、先 进的内燃机、燃料电池、吸收式制冷机和热泵、干燥及能源回收系统、引擎驱动 及电驱动蒸汽压缩系统，热储备和输送系统以及控制及系统集成技术，不仅满足 建筑物的热和电力负荷的需求，也从整体上提高了从矿物燃料到能源的转换效率。 到2 0 2 0 年，在美国c c h p 将成了商用建筑高效使用矿物能源的典范，通过能 第一章绪论 贴现率，其决策准则是当内部收益率高于或等于要求的收益率时，则项目可行， 否则项目不可。 净现值法是从当前的现值角度衡量一项投资是否值得进行的一种方法。将未 来所有现金流都贴现为现在的价值，并与项目的初始投资支出进行比较，所得差 值称为净现值。当净现值大于或等到于零时，项目可行；而当净现值为负时，则 拒绝项目。 项目总投资包括工程动态投资与生产流动资金，工程的投资包括工程建安费、 工具仪器、设备购置费及安装费用、其他费用、不可预见费等组成。 敏感性分析是用来确定净现值或内部收益率的概率分布受某一特定变量影响 的敏感程度的。 盈亏平衡分析是固定成本和减去可变成本的税后收入的平衡点，其数值小于1 时，越小则方案越好；大于或等到于l 时，则方案不可行。 3 运营管理广州大学城集中供热项目虽然作为大学城的基础配套工程，但 如果费用不合理，服务不到位，用户也有可能自行选择安装热水器等方法，也就 是说广州大学城集中供热系统要走市场机制，要争取更多的用户使用，降低运营 成本，提高运营效率，从而提高综合竞争力。 建立和完善社会主义市场体制，实现公有制与市场经济的有效结合，最重要 的是使企业形成适应市场经济要求的管理体制和经营机制。因此，这就迫切要求 对未来的供热的企业结构一经营结构、生产结构按照市场经济的要求进行配置。应 建立起适应市场的营销机制，客户至上的服务机制，竞争上岗的用人机制，有效 控制的管理运营机制。 1 3 本文主要研究内容 本文通过对广州大学城集中生活供热水系统的工程可行性研究，分析和探讨 了广州大学城集中生活热水系统的技术难点，对该系统中的供水温度、热水需求 量、管道与蓄热水箱热损失及温降、集中生活热水的制备与输送、热负荷与热源 能源站供应能力进行了方案比选和经济分析，简要介绍了主要设备的选型，并对 一次管网的投资概算、集中热力站及输送系统的投资概算、总的投资成本进行了 分析与计算，在财务综合评价中通过盈亏平衡、敏感性分析对本项目存在的不确 定性进行了分析，对热水的合理价格作了估算，以便于运营决策；并从本项目的 各种需求量分析入手，对各种需求进行了详细分析和评述，指出本项目建设的迫 切性与必要性，全文共分四章节： 第一章绪论部分介绍了本文的选题背景与实际意义、文献综述、主要研究内 容及方法。 第二章本章首先对广州大学城分布式能源系统进行了概述，并指出与本项目 7 华南理t 大学硕+ 学位论文 的关系，然后对广州大学城热水项目进行了概述，从本项目的各种需求分析入手， 对国家环保节能工作，广东省建设需求，用户的需求，学校的管理需求，大学城 建设及工期的需求，运营模式、政策的支持需求进行了详细分析和评述，得出本 项目建设的迫切性与必要性；通过对集中供热项目的优势与不足进行分析，明确 大学城集中供热由于分布式能源站的建设产生的热源稳定、可靠、低廉，大学城 集中供热项目经济上是最合理的。 第三章本章对广州大学城集中供热系统进行简要的热力学分析，其中的影响 主要因素有供水温度、集中生活热水的制备与输送模式，在分析广州大学城集中 供热系统的主要影响因素合理取值的基础上，对一次管网的2 个方案进行经济分 析并确定了选择方案。对输送热水的管道、蓄热水箱的热损失及温降进行了计算 分析，得出本系统最不利的情况下的供水温度。对本项目的热负荷与能源站的供 应能力进行了计算分析，指出本项目的可行与可靠，同时对系统主要设备及功能 作了简要介绍。 第四章主要对广州大学城集中供热系统进行经济性分析，其主要内容包括一 次管网的投资计算、全系统的投资估算、集中生活热水系统的热水简单成本分析、 燃气锅炉加蓄热水箱方案的热水简单成本分析及管网方案2 的财务评价，并通过盈 亏平衡、敏感性分析对本项目存在的不确定性进行分析，对热水的合理价格作了 估算，以便于运营决策。 1 4 本文研究方法 本文以广州大学城集中供热工程的可行性研究为对象，采用以现行建筑供热 规范为依据的定量计算、工程可行性论证和技术经济分析相结合的手段，论证了 发展城市集中供热项目的可行性。文中所采用的方法及结论为实现中小城市冷热 电联产中的供热系统的工程可行性研究提供了一条新的思路，可供广东地区乃至 国内的利用区域能源站的余热进行大规模的热水集中供应工程可行性研究的参 考。 8 第二章广州大学城集中供热项目需求分析 第二章广州大学城集中供热项目需求分析 本章首先对广州大学城集分布式能源系统进行了概述，并指出与本项目的关 系，然后对广州大学城热水项目进行了概述，从本项目的各种需求量分析入手，对 国家环保节能工作，广东省建设及大学城能源分布系统建设的需求，用户的需求， 学校的管理需求，大学城建设及工期的需求，运营模式、政策的支持需求进行了 详细分析和评述，得出本项目建设的迫切性与必要性。 2 1 广州大学城分布式能源系统的简述及与本项目的关系 2 1 1 大学城分布式能源系统概述 传统的能源集中供应，一方面由于电力供应的紧张制约着国民经济的持续发 展，同时供冷、供热需求量的增长也日益严峻地加重着环境的污染。 广州的电力供应依赖于广东省电网，广州市能源自给率非常低，最近几年空调 负荷不断上升，峰期电力缺口仍然很大，限电造成的工业直接损失每年达百亿元， 且预计缺电量将不断增加，燃煤电厂造成的环境污染也同益严重，环保清理费用 增加且收效很差。 3 | - 掣掣译攀一j - r 。t r 一叫r 。 i一 一 l ； o 5 挑抽汽 - 发电机 - - _ 分布式能源站冷热电三联产示意图 图2 1广州大学城分布式能源站热电冷三联供流程示意图 资料来源：广州人学城建设指挥部办公室 9 冷冻水 生活热水 rf；。l l l 华南理r ：大学硕十学位论文 面对能源供应紧张，环保应从减少污染源出发的现实国情，在小谷围岛新建 大学城的工程建设项目的起步阶段就开始以高效节能、洁净、环保为出发点，考 虑能源供应系统的建设方案。借鉴国内外经济发展过程中实施的对国民经济及环 保起了良好促进作用的集中供热项目组成及新技术，并受我国北京、上海等大城 市已经开始倡导的分式能源系统的启发，在省、市及大学城指挥办等各级领导的 亲自指导和专家的积极倡导下，在大学城建设规划初期，就通过编制“广州大学 城区域能源规划研究”专题报告，组织多次的专家论证，统一认识，决定抓住在 小谷围岛集中建设大学城的良好时机，建设一个有利国民经济持续发展、环境保 护、节约能源、提高城市水平的新型能源供应系统一分布式能源系统。 广州大学城集中分布式能源系统是由以天然气为燃料的联合循环发电机组的 能源站、区域供冷系统和集中生活热水系统组成( 分布式能源站热电冷三联供流 程示意详见图2 一1 ) 。广州大学城集中生活热水系统设计主要热源为分布式能源站 余热锅炉烟气余热。余热锅炉尾部烟气制备1 3 0 - - - 8 0 高温热水后排烟温度降低 到9 0 ，烟气余热最大限度的得到了利用。在冬季1 3 0 0 c 一8 0 0 c 高温热水完全用于 制备生活热水，不足部分利用能源站抽凝机组抽汽作为补充热源。为了合理阶梯 利用热源，空调季度将利用1 3 0 8 0 高温水溴化锂制冷，蒸汽溴化锂制冷机组 9 0 的凝结回水再用于制备生活热水，降到6 0 再回余热锅炉，满足余热锅炉优 化设计要求，并合理利用凝水余热。 综上所述，集中供热项目是分布式能源系统不可分割的一部分，是应分布能 源系统建设的需求而产生的。 2 0 0 5 年8 月该系统中的区域供冷系统和集中生活热水系统已竣工，投入使用 一年多，运营正常；由于能源站使用的天然气要2 0 0 6 年底才到，故能源系统的核 心部分一能源站的建设正在抓紧进行，计划2 0 0 6 年底竣工。该项目已作为广东省 2 0 0 5 年环保节能可持续发展的推广示范项目，参加2 0 0 5 年1 2 月份在北京举行的 全国节能环保成果展。 2 1 2 大学城集中供热项目概述 广州大学城集中生活热水系统是2 0 0 3 年9 月开始委托规划设计的，项目办共 进行3 次全国级专家的开会研究，综合考虑才决定下来的，规划服务人口2 5 万。 系统按照全年全日不间断供热设计，供水温度不低于6 0 0 c 。热水最高日供应量为 1 5 3 8 0 m 3