唐山市供热规划方案(初稿)

清华大学建筑节能研究中心Building Energy Research Centre, Tsinghua University唐山市供热规划方案（初 稿）清华大学建筑节能研究中心 编制唐山市中心区供热规划（初稿）清华大学建筑节能研究中心2015年11月12日摘要唐山市中心区分为市区（包括开平区）、丰南区、丰润区和古冶区。目前集中供暖的主要热源包括：市区和丰润区的唐山热电、陡河热电、西郊热电、丰润热电等四大电厂，以及丰润调峰锅炉房；丰南区的国丰热电、鑫丰热电以及西城锅炉房，鑫丰热电将于明年供暖季开始前拆除；古冶区的林电、东方热电，协鑫热电将于今年投产使用。中心区集中供热存在的突出问题包括：1）中心区集中供热化程度不高，除市区以外，还存在较多分散锅炉房或其他取暖方式。2）供热能源结构不合理，浪费严重，未实现能源的综合利用。若能实现低品位工业余热资源的综合利用，特别是用于冬季供暖，这将大大降低冬季供暖的碳排放和污染物排放。3）供热布局不够合理，部分城区（集中热源建设无法满足城市供热的要求。4）供热设施整体技术装备水平不高，部分热源供热效率低，污染环境，浪费能源。5）集中供暖热指标实际值偏高，导致供热能耗过高。详细分析了唐山市中心区各区域的供热现状及各热源的供热能力，推演得到了各区域各阶段的规划热负荷。将规划热负荷与计划保留热源的供热能力进行比较，可以发现唐山市中心区整体至远期都并不缺热。但是，各区域之间热平衡差异较大：丰南区近期、远期都缺热；市区远期缺热500MW左右；丰润区和古冶区供热能力远远超过当地的需求，特别是古冶区，大约有800900MW的供热能力盈余。尽管现有热电联产及锅炉的供热能力足以满足唐山市中心区的供暖需求，但是从环境保护、大气污染物治理的角度出发，必须充分利用低品位工业余热进行供暖，从而以最少的碳排放解决中心区的冬季供暖问题。计算分析了唐山市中心区范围内工业余热资源。本地区工业余热资源非常丰富，包括电厂乏汽余热、钢铁厂、焦化厂、水泥厂等各种不同品位和形式的余热热源。电厂余热总计近2000MW；钢铁厂余热总计约4555MW，其中冲渣水余热、钢渣余热、低压蒸汽余热等现阶段较易回收的余热约有1500MW。无论电厂或工厂，工业余热资源的回收利用都要求尽量降低一次网回水温度；特别是采用水冷机组的电厂，回水温度应降低至30以下才具有经济效益。设计了低品位工业余热供暖的方案，并与常规电厂抽汽供暖方案进行了经济性和节能效益的比较。应在唐山市中心区范围充分利用低品位工业余热进行集中供暖，电厂抽汽作为调峰和备用热源，保证供热安全和供热质量。丰南工业余热可满足本地区供暖需求，多余的工业余热可向市区输送；唐山市区的热源包括唐钢余热、丰南输送来的工业余热及本地区的电厂抽汽；古冶区、丰润区本地工业余热仅用于本地区供暖，不足的热量由当地电厂抽汽补足。相比于传统的电厂抽汽供暖，低品位工业余热供暖的方案具有经济性良好、节能减排效益突出的优势：静态回收期不到5年，且可额外减少供暖燃煤消耗约38万吨/年，减少CO2排放100万吨，减少SO2逾3000吨，减少NOx排放约2800吨，从而大幅削弱冬季雾霾的影响。另外可节约工业用水近360万吨/年。最后，唐山市中心区剩余的电厂抽汽可以通过大温差长距离技术输送至周边地区，实现京津冀协同。目录第一章供热现状及存在问题11.1 供热面积及热负荷现状11.1.1 唐山市现供热面积11.1.2 供暖热负荷指标21.2 供热热源现状61.2.1 唐山热力公司集中供热热源现状61.2.2 丰南区供热现状161.2.3 古冶区（开滦集团）供热现状171.3 潜在工业余热181.3.1 电厂181.3.2 钢铁、焦化与水泥工业余热191.4 存在问题21第二章规划热负荷232.1 规划供热面积232.2 采暖热指标确定242.2.1 热负荷设计参数242.2.2采暖热指标242.3 规划热负荷252.3.1热需求252.3.2计划保留热源情况262.3.3供热缺口272.4 小结28第三章热源分析293.1 可利用热源概述293.2 电厂余热供热能力293.2.1 唐山热电余热利用303.2.2 陡河热电余热利用313.2.3 丰润热电余热利用323.2.4 西郊热电余热利用333.3 钢铁厂供热能力343.4 焦化厂供热能力393.5 水泥厂403.6 小结41第四章供热方案424.1 工业余热供热方案424.1.1 近期方案424.1.2 远期方案444.2 方案对比分析464.3 小结50第一章供热现状及存在问题1.1 供热面积及热负荷现状1.1.1 唐山市现供热面积根据唐山市中心城区供热规划调整（2014-2020年），确定本规划的供热范围为唐山市中心城区，其供热范围与城市总体规划、控制性详细规划及供热规划一致。唐山市中心城区的发展要将丰南、开平、丰润、古冶连成一片，完善城镇化发展格局，壮大中心城区，加快城市群发展。本规划中的中心城区是指市区（主要包括路南区、路北区及高新区）、丰南区、丰润区、开平区及古冶区，各区供热面积现状如表1-1所示。唐山市中心城区集中供热事业发展比较迅速，城市热网集中供热（市区供热）的主要热源有4座，调峰锅炉房1处。分别是大唐国际唐山热电有限责任公司（以下简称唐山热电公司）、大唐国际陡河发电厂（简称陡河电厂）、大唐国际丰润热电有限公司（丰润热电）、唐山华润热电有限公司（西郊热电厂）及丰润区调峰锅炉房（实际该调峰锅炉作为正常供暖热源使用）；丰南区热源主要有：鑫丰热电厂、国丰南区热电厂及西城区锅炉房；古冶区供热热源主要有开滦热电集团林电分公司、开滦东方热电公司、协鑫热电公司，各供热热源的供热面积现状如表1-2所示，唐山热力公司所属各热源供热面积见表1-3。表1-1唐山市20142015供暖季各区供热面积（万）市区a丰南区丰润区古冶区合计供热面积/万38427661018b760680为20142015供暖季热电厂供热，80为小锅炉房供热；810为20152016供暖季供暖面积。c6386注：a.市区指城区和开平区，城区包括路南区、路北区、高新区；b.丰润区总供热面积为1018万，其中丰润热电公司供应658万，丰润调峰锅炉供应360万；c.古冶区供热分为热电联产片区和锅炉片区两部分，其中热电厂供热面积680万，开滦煤矿家属区则由小锅炉供热80万，古冶区总供暖面积760万。表1-2 20142015供暖季各热源供热面积（万）热源供热面积（万）热源供热面积（万）可再生能源a175国丰南区电厂215唐山热电公司1177西城区锅炉房284陡河电厂910林电公司320丰润热电b1070东方热电b360西郊热电1168协鑫热电c丰润锅炉360开滦家属区小锅炉房80鑫丰热电267注：a.可再生能源主要由唐钢冲渣水余热及污水厂中水热泵供暖；b.丰润热电公司总供热面积为1070万，其中负责市区供热面积为412万，负责丰润区供热面积658万；c协鑫热电公司将于2015年投入运行，计划20152016供暖季东方热电与协鑫电厂共同承担490万供热面积。表1-3 20142015供暖季唐山市热力公司供热汇总（万）四大热电厂丰润锅炉可再生能源汇总唐山热电公司陡河电厂丰润热电西郊热电1177910412116836017542023667360175截止2014年底，中心城区的总供暖面积为6386万，按区域划分市区（路南区、路北区及高新区、开平区）供暖面积为3842万，丰南区766万，丰润区1018万，古冶区760万（含开滦煤矿家属区由小锅炉供热80万），唐山热力公司总供暖面积为4202万，其中四大热电厂在市区的供热面积为3667万。1.1.2 供暖热负荷指标图1-1为唐山热电公司20142015供暖季日供热量变化曲线，平均供热量为347MW,其最大供热量为476MW，时间出现在2015年1月1日；唐山市20142015供暖季室外日最低气温分布如Error! Reference source not found.所示，最低气温为-14，分别出现在2014年12月17日、2015年1月1日与2015年1月28日。由Error! Reference source not found.实际供热面积1177万，可知唐山热电公司供热区域热负荷指标为40.44W/。图1-1唐山热力公司20142015供暖季供热量变化曲线（MW）图1-2唐山市20142015供暖季日最低气温变化规律图1-3为陡河电厂20142015供暖季日供热量变化曲线，平均供热量为251MW，其最大供热量为321MW，时间出现在2015年1月27日；由Error! Reference source not found.实际供热面积910万，可知陡河电厂供热区域热负荷指标为35.27W/。图1-3陡河电厂20142015供暖季日供热量（MW）图1-4 为丰润热电公司20142015供暖季日供热量变化曲线，平均供热量为414MW,其最大供热量为519MW，时间出现在2015年1月28日；由Error! Reference source not found.在20142015供暖季实际供热面积1070万，可知丰润热电公司供热区域热负荷指标为48.5W/。图1-4丰润热电公司20142015供暖季供热量变化曲线（MW）图1-5 为西郊热电公司20142015供暖季日供热量变化曲线，平均供热量为386MW,其最大供热量为504MW，时间出现在2014年12月16日；由Error! Reference source not found.在20142015供暖季实际供热面积1168万，可知西郊热电公司供热区域热负荷指标为43.15W/。图1-5西郊热电20142015供暖季供热量变化曲线（MW）对比图1-1与图1-2可知，20142015供暖季唐山市室外最低气温为-14，分别出现在2014年12月17日、2015年1月1日及1月28日。1月份是全年最冷的月份，但供热量变化曲线却显示1月份供热量数值仅约为整个供暖季的平均值，这可能是因为唐山热力公司管网由4家热电厂及1座调峰锅炉组成，管网虽然设有隔断阀门，但在实际运行中热力公司可调节阀门，使各热源的实际供暖面积动态变化，因此使得各热电厂的实际供热面积偏离Error! Reference source not found.中所对应的规划供热面积。鉴于此，对唐山市热力公司供热区域热负荷指标的确定不采用各热电厂供热区域最大面积热指标，而是将各热电公司每天供热量相加，取其最大值，再用该最大供热量除以总供暖区域面积（3677万），从而确定综合热指标。如图1-6所示为唐山热力公司4座热电厂总供热量变化曲线，在2015年1月27日最大供热量为1775MW；由Error! Reference source not found.可知，四座热电厂总供热面积为4325万，因此供暖热负荷指标为：41.04W/。图1-6唐山热力公司四座热电厂20142015供暖季总供热量变化曲线（MW）根据以上分析，唐山热力公司四大热电联产供热情况见表1-4。表1-4 市区四大热电厂供热情况名称供热面积（万）最大供热量（MW）计算热指标（W/）供热量（GJ）供热量指标（GJ/）唐山热电公司1177476（2015.01.01）40.40.31 陡河电厂910321（2015.01.27）35.30.29 丰润热电公司1070519（2015.01.28）48.50.31 西郊热电1168504（2014.12.16）43.20.35 总计43251775（2015.01.27）41.00.32 热源供热量随室外温度波动，根据以上四大热电厂每天供热量、总供热面积及唐山市室外最低温度变化（见Error! Reference source not found.），可得单位面积热指标随室外气温变化的散点图（如Error! Reference source not found.）。整体看，随着外温变化，供热量存在一定的调节：严寒期的热负荷指标略高于40W/，初末寒期的热指标约为25W/。但是，调节效果距离优化控制、节能运行的目标仍有差距，在同一外温条件下，供热量或高或低，差异明显：以外温-3时为例，热负荷最大值（约35W/）大约是最小值（约21W/）的1.7倍，是平均值（约28W/）的1.3倍，即存在过量供热的情形。图1-7热负荷指标与室外温度散点图1.2 供热热源现状1.2.1 唐山热力公司集中供热热源现状唐山市城市热网集中供热均由唐山市热力总公司负责，城市热网集中供热的热电联产热源有4座，分别是唐山热电公司（供热面积1177万）、陡河发电厂（供热面积1177万）、丰润热电有限公司（其中丰润区供热面积658万，市区供热面积412万）、西郊热电（供热面积1168万），另在丰润区设置一处调峰锅炉房，实际该调峰锅炉作为正常供暖热源使用，供热面积为360万，另有钢铁厂余热及中水源热泵供暖系统供热面积为175万，各热源位置示意见图1-8。唐山热力公司所属热源基本并网，各供热热源正常运行期间的大致供暖范围隔断见图1-9。图1-8唐山热力公司热源分布示意图图1-9唐山热力公司所属供热管网隔断位置示意图1) 大唐国际唐山热电有限责任公司（唐山热电公司）唐山热电公司位于唐山市中东部，建华道东侧，滨河路西侧，河西路南侧，陡河边上。汽轮机采用东方汽轮机厂生产的300MW机组2台，配置上海锅炉厂生产的蒸发量为1025t/h的锅炉2台；单台最大抽汽量为550t/h，采用5段抽汽供热；现设计总供热能力1200万。流量为3500t/h的循环水泵共8台，其中扬程为110m与85m的循环泵各4台；电厂补水泵2台，扬程32米，流量为187t/h，瞬间最大补水量为200t/h，日常补水量为120t/h。唐山热电公司供热范围在市区中心地带建设路两侧为主，具体供热范围为：建设南路以东，学院路（一直到学院南路与西山道交叉口）以东，建设南路以东；龙富南道以南区域。唐山热电公司热电联产机组额定供暖工况下的基本形式和参数如表1-5和图1-10所示。表1-5唐山热电公司汽轮机组参数项目单位设计数据型号C300/220-16.7/0.3/537/537型式冲动式、亚临界、一次中间再热、两缸两排汽、抽汽、凝汽式汽轮机额定主蒸汽压力MPa16.7额定主蒸汽温度537排汽压力kPa5.2抽汽温度232.7抽汽压力MPa0.3抽汽量t/h550图0-1唐山热电公司汽轮机组参数20142015供暖季实际供热面积1177万，热量销售价格29.7元/GJ，供热热网设计循环水流量12000t/h，实际流量见下图1-11所示，管网供回水水温及供回水温差变化分别见图1-12与图1-13。图1-11唐山热电热网水流量变化曲线（2014.11.152015.3.16）图1-12唐山热电热网水温变化曲线（2014.11.152015.3.16）图1-13唐山热电热网水供回水温差变化曲线（2014.11.152015.3.16）2) 大唐国际陡河发电厂（陡河电厂）大唐国际陡河发电厂位于唐山市开平区，唐山市北偏东方向，距离市中心约17公里处，地处陡河水库西岸，隶属于中国大唐集团大唐国际发电股份有限公司。大唐国际陡河发电厂二期2250MW（#3、4机组）汽轮机组是日本日立公司在上世纪70年代生产的两台机组，汽轮机由日本日立公司生产的TCDF-33.5型亚临界、双缸双排汽、单轴、一次中间再热、凝汽式汽轮机，单台最大抽汽量300t/h。陡河电厂热电联产机组额定供暖工况下的基本形式和参数如表1-6和Error! Reference source not found.所示（图中同一型号的机组仅以一台示意）。表1-6陡河电厂汽轮机组参数250MW机组200MW机组汽轮机型号N250/C190-16.67/0.588/535/535N200-130/535/535主蒸汽温度/535535主蒸汽压力/MPa16.6713.72进汽量/(t/h)850670排汽压力/MPa0.00420.0049排汽焓/(kJ/kg)241532.54抽汽温度/305241抽汽压力/MPa0.5880.25抽汽量/(t/h)300120图1-14陡河电厂汽轮机组参数20142015供暖季单台机组每月运行参数见Error! Reference source not found.，供回水水温参数变化规律见图1-15，热网日循环水量变化见图1-16；预计今年（2015年）年底完成4台200MW机组的凝改抽改造，单台最大抽汽量120t/h，对应锅炉为4670t/h的锅炉，热量销售价格为29.7元/GJ。供热管网设计供回水温度130/70，工作压力1.6MPa，管网中途设回水加压泵站。大唐国际陡河发电厂供热范围为开平区和市区东北部区域，具体为龙富南道以北，学院路以东的区域，20142015供暖季实际供热面积910万，基本达到供热能力。表1-7陡河电厂250MW单台机组各月运行状况月份耗煤量（吨标煤）发电量（万kWh）供电量（万kWh）供热量（GJ）1月.628746.5927264.642月.926345.8825011.93月.829115.3227431.194月87730.4728047.7826294.9805月92394.9729722.4127838.0606月87139.3527899.4225972.6707月90657.4228739.9326665.6308月87531.4327616.4625665.3109月49170.2315933.4714864.73010月52104.4616778.1615711.13011月93076.4224695.3723274.2512月.525683.7124493.07图1-15陡河电厂供回水水温参数变化曲线（2014.11.162015.3.16）图1-16陡河电厂热网循环水量变化曲线（2014.11.162015.3.16）3）大唐国际丰润热电有限责任公司（丰润热电）大唐国际丰润热电有限责任公司（简称：丰润热电）位于河北省唐山市丰润区西侧，处于京津唐电网负荷中心，丰润热电公司项目规划为4300MW供热机组，一期为2300MW亚临界燃煤汽轮机，型号为：CN250/300-16.7/538/538/0.4，配套2台型号为：HG-1025/17.5-YM37的锅炉，由哈尔滨厂生产；电厂补水泵2台，扬程32m，日常补水量80t/h，瞬间最大补水量为200t/h。汽轮机采用5段抽汽供热，单台最大抽汽量为550t/h，20142015供暖季实际供热面积1070万，基本达到供热能力，电价0.3971元/kWh，热量销售价格29.7元/GJ。丰润热电的热电联产机组额定供暖工况下的基本形式和参数如表1-8和图1-17所示。表1-8丰润热电汽轮机组参数项目单位设计数据型号CN250/300-16.7/538/538/0.4型式冲动式、亚临界、一次中间再热、两缸两排汽、抽汽、凝汽式汽轮机额定主蒸汽压力MPa16.7额定主蒸汽温度538排汽压力kPa4.0抽汽温度235抽汽压力MPa0.35额定抽汽量t/h500图1-17丰润热电汽轮机组参数2014年度机组年运行情况见表1-9，20142015供暖季供回水水温参数变化见图1-18，管网循环水流量变化见图1-19。供热范围：丰润区，连同市区的路北区的学院北路以西，兴源道以南。20142015供暖季实际供热面积1070万，20152016计划供热面积1177万。表1-9丰润热电机组年运行情况（2014年度）月份发电量 (万kWh)供热量 (GJ)耗煤量（吨标煤）1#机组2#机组1#机组2#机组1#机组2#机组1月16653 16670 60091 62095 2月15157 14721 52760 52963 3月9341 16587 33118 58262 4月0 15643 0 0 0 48876 5月8422 15432 0 0 26944 50066 6月13814 14390 0 0 43352 47211 7月14495 14317 0 0 45621 46764 8月15286 16515 0 0 48938 53218 9月14499 6573 0 0 46504 21334 10月10230 9004 0 0 31784 29134 11月8564 14306 32804 52472 12月16943 16786 70716 66531 图1-18丰润热电供回水参数变化曲线（2014.11.152015.3.15）图1-19丰润热电管网循环水量变化曲线（2014.11.152015.3.15）4) 唐山华润热电有限公司（西郊热电）唐山华润热电有限公司唐山市西郊热电厂位于唐山市西南郊区的寿王庄北侧，新华道以南约2.5公里。其供热区域为：在兴源道与友谊北路交叉口西南区域；学院南路与西山道西北方向；国防道与建设南路西北方向区域。西郊热电配置B&WB-1140/25.4-M锅炉两台，CC350/230-24.2/566/566汽轮机两台，热网加热器：LRJW2200-2560型4台；热网循环泵：DFSS500-9/4，流量3300t/h；扬程125m；轴功率1322kW；运行水温105。西郊热电的热电联产机组额定供暖工况下的基本形式和参数如表1-10和图1-20所示。表1-10西郊热电汽轮机组参数项目单位设计数据型号CC350/245-24.2/566/566额定主蒸汽压力MPa24.2额定主蒸汽温度566排汽压力kPa5.2抽汽温度248抽汽压力MPa0.4额定抽汽量t/h500图1-20西郊热电汽轮机组参数2015年19月份华润热电机组发电及煤耗见Error! Reference source not found.，管网水温及循环水量参数变化见图1-21与图1-22。表1-11西郊热电厂煤耗、发电量及供热量（2015年19月）月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月耗煤量t 82033 89812 86071 93813 86075 发电量MWh 厂用电量MWh25245 21952 23804 11895 13325 11862 14984 12886 11332 供热量/图1-21西郊热电供回水温度变化曲线（2014.11.152015.3.15）图1-22西郊热电热网循环水量变化曲线（2014.11.152015.3.15）5）丰润大型调峰锅炉房丰润大型调峰锅炉房为4台70MW燃煤热水锅炉，其中DZL70-1.613070-AII3型锅炉2台，QXL70-1.6/130/70-AII型锅炉2台；2台流量4000t/h，扬程107m的循环泵，运行时开1备1；2台流量为150t/h、扬程为40m的补水泵，瞬间最大补水量为150t/h，日常补水量为80t/h，现供热面积为360万。表1-12唐山市热力公司供热范围热源统计名称热源供热机组单台最大抽汽量（t/h）供热面积(万)汽轮机装机MW台数锅炉装机t/h台数唐山热电公司3002102525501177陡河发电厂25028502300910丰润热电300210252550412西郊热电3502114025501168丰润调峰锅炉70MW4360可再生能源175合计3200MW4202注：1.供热面积指20142015供暖季实际供热面积；2.丰润热电公司总供热面积为1070万，其中市区供热面积为412万，丰润区供热面积658万。1.2.2 丰南区供热现状丰南区集中供热事业起步于2007年，由一家民营热力公司负责经营。经过近8年的发展，丰南区集中供热管网已覆盖城区全部区域，形成了多热源联网供热、资源互补的供热格局。至201415供暖季，丰南区集中供热面积达到766万。供热热源有三处，分别为鑫丰热电厂、国丰南区热电厂和西城区锅炉房。鑫丰热电厂：以国丰钢铁公司北区三台450m3高炉剩余煤气为燃料，两台25MW供热机组。机组采用低真空低温循环水供热方式，最大供热能力260万，主要供热范围为东城区青年路西侧建筑，2014年供热面积267万，已达到最大供热负荷。调研得知该热电厂计划于2016年拆除。国丰南区热电厂：国丰南厂区2014年新建成1台50MW发电机组，加上原有的1台50MW发电机组，目前有2 台发电机组可用于供热，但上述2台发电机组尚未实现互连互通，且由于煤气量的减少，国丰南区热电厂也只能保证一台50MW发电机组用于供热。最大供热能力200万，主要供热范围为东城区青年路东侧建筑及南城区部分建筑，2014年供热面积215万，已达到最大供热负荷。西城区锅炉房：西城区锅炉房目前已建成两台68MW热水锅炉，最大供热能力280万，主要供热范围为西城区全部建筑及东城区湖畔郦舍，2014年供热面积284万，已达到最大供热负荷，丰南区供热情况见表1-13。表1-13丰南区热源情况统计热源热源概况最大供热能力（万）2014年供热面积（万）鑫丰热电厂225MW供热机组260267国丰南区热电厂150MW供热机组200215西城区锅炉房268MW热水锅炉280284总计740766综合以上数据，2014年供暖季丰南区各热源已饱和，并且鑫丰热电厂在20152016供暖季结束后将按计划拆除，该热源负责供热区域将缺少热源，引入新的供热热源迫在眉睫。1.2.3 古冶区（开滦集团）供热现状1）开滦热电集团林电分公司开滦热电集团林电分公司（下文简称林电分公司），采用3台25MW汽轮机，配置4台130t/h的锅炉；目前单台汽轮机抽汽量为120t/h，供热面积320万。根据林电分公司提供的2015年部分日期的数据报表，计算林电分公司日供热量及供热区域负荷指标见表1-14。表1-14林电分公司日供热量及供热功率日期01.1801.2101.2502.0103.05日供热量(GJ)1284413148134211220511941日平均供热功率（MW）148.7152.2155.3141.3138.22）开滦东方热电公司开滦东方热电公司（以下简称东方热电）由2台490t/h的锅炉，2台135MW的汽轮机组，采用五段抽气供热，设计每台200t/h抽汽量，实际每台120t/h抽汽量。在20142015供暖季供热面积360万（已达最大供热能力），预计20152016供暖季增加到490万（由协鑫热电厂提供不足热量），其中新建小区供热面积约200万，老小区290万，设有52个热力站。根据东方热电提供的2015年部分日期的数据报表，计算东方热电日供热量及供热区域负荷指标见表1-15表1-15东方热电日供热量及供热功率日期01.1501.3002.1403.0203.08日供热量(GJ)115201210911639104679803日平均供热功率（MW）133140134.7121.2113.53）协鑫热电公司2台300MW汽轮机组，2台蒸发量为1100t/h的锅炉，单台最大抽汽量为550t/h，设计供热能力600万，于2015年11月开始供热。以上三个热电厂共同负责一次网的运营，并将热量以26元/卖给居民用户，物业负责二次网的管理和向居民收费。古冶区南部的范各庄、吕家屯另有80万的开滦煤矿家属区由燃煤小锅炉负责供热。古冶区热源统计情况见表1-16。表1-16古冶区热源情况统计热源热源概况最大供热能力c（万m2）20142015供热面积（万m2）汽轮机组（MW台）抽汽量（t/h台）锅炉（t/h台）林电分公司25312031304320320东方热电135212024902360360协鑫热电a3002500211002600小锅炉房b80总计9451600760注：a. 20142015年度东方热电已达最大供热能力360万，协鑫热电将于2015年11月份开始供暖，与东方热电共同承担490万的供暖面积；b.小锅炉房位于开滦煤矿家属区，其供热面积80万。c.基于调研时热源厂相关负责人的描述。1.3潜在工业余热1.3.1电厂唐山中心区热电联产集中供热的规模较大，如图1-23所示。燃煤热电联产有七处，分别是：市区（包括开平区）的唐山热电（2300MW）、西郊热电（2300MW）、陡河热电（2250MW，2015年底完成4200MW机组改造）；丰润区的丰润热电（2300MW）；古冶区的林电（325MW）、东方热电（2135MW）、协鑫热电（2300MW）。另有两处高炉煤气热电联产，位于丰南区，即国丰热电（150MW）、鑫丰热电（225MW，201516供暖季结束后将拆除）。除丰南区的国丰热电、鑫丰热电采用低真空循环水供热方式外，其他7家热电厂均为抽汽供热。采用抽汽方式供热的机组，发电效率高，但凝汽浪费较大、热效率低，乏汽余热量大；若能回收这部分低品位余热，将会大幅度提升供热能力。目前比较成熟的电厂余热回收技术是基于吸收式换热的热电联产技术，通过在电厂厂区和热力站末端分别进行吸收式改造，低于30的一次侧低温回水依次直接换热、吸收式换热回收乏汽余热；汽轮机抽汽一部分用于驱动厂区吸收式热泵，一部分用于尖峰加热。该技术的核心在于降低一次网回水温度。从已有的工程案例看，对于水冷机组，一次网回水温度降低至25以下时才具有经济效益；对于风冷机组，由于背压较高，一次网回水温度降低至40左右时即可产生经济效益。针对燃煤热电联产抽凝机组的吸收式改造方案详见第3.2节。根据测算，唐山中心区热电联产潜在的低品位余热近2000MW。图1-23热电联产热源分布示意图1.3.2 钢铁、焦化与水泥工业余热唐山是具有百年历史的重工业城市，是我国近代工业发祥地之一，已形成钢铁、能源、建材等支柱产业，是国家重要的能源、原材料基地，这些工业企业在生产的同时消耗了煤炭资源并伴随大量余热的放散。本次余热利用规划中，主要针对钢铁、焦化及水泥行业排放的余热进行利用，考虑到产业结构的调整及余热利用量的限制，在本次统计中，主要针对年产量100万吨以上的企业，对年产量低于100万吨的企业并未列入其中。钢铁厂、焦化厂及水泥厂位置分布见Error! Reference source not found.，钢铁、焦化及水泥行业产量见表1-17表1-19。由表1-17可知，唐山市年产量在100万吨以上的钢铁企业有10家，其年生产钢铁总量约为3368万吨，年消耗煤炭854万吨。图1-24产量100万吨以上钢铁、焦化及水泥厂位置分布表1-17钢铁厂分布及产量统计钢厂钢铁产量（万吨/年）耗煤量（万吨/年）城区（1家）唐山钢铁728489丰南区（4家）瑞丰钢铁50366国丰钢铁782110东华钢铁23846经安钢铁22317丰润区（3家）宝泰钢铁15819天柱钢铁28152正达钢铁11724古冶区（2家）春兴钢铁12314国义钢铁21517合计（10家）3368854唐山地区年产焦炭100万吨以上的焦化厂有三家，见表1-18，三家年消耗煤炭522万吨，生产焦炭386万吨。表1-18焦化厂数量及分布情况丰南区古冶区汇总达丰焦化国义焦化汇丰焦炭产量（万吨）168114104386煤炭用量（万吨）222148152522唐山市水泥年产量超过100万吨的企业共有5家，其中丰润区4家，古冶区1家，水泥年年总产量为1355万吨，煤炭年总消耗量120万吨，见表1-19。表1-19水泥厂产量及分布丰润区（4家）古冶区总计冀东总部冀东丰润冀东焦庄宏泰水泥冀东启新熟料产量（万吨）357964192981851355煤炭用量（万吨）278451921120工业企业中，仅10家钢铁企业就能够提供4555.2MW的供热能力。其中2353MW热量由温度品位较高的余热（如冲渣水、发电效率较低的蒸汽、废烟气等）提供，这部分余热可以考虑并入热网实现区域集中供热；剩余的2202.2MW由低温冷却循环水余热提供，这部分余热可以考虑小范围的低温供热或使用电热泵提高温度后并入热网供热。1.4 存在问题（1）中心区集中供热化程度不高，除市区外，还存在较多分散锅炉房或其他取暖方式。（2）供热能源结构不合理，浪费严重，未实现能源的综合利用。多年来城市供热一直以煤炭为主要供热燃料，只有极少量建筑采用电力和燃气、新能源。缺少燃气、地热、电力、太阳能等清洁能源作为辅助供热形式的补充，冬季大量煤炭的燃烧恶化了大气环境。唐山作为一座重工业城市，在工业生产过程中排放了大量不同温度品位的余热；应实现低品位工业余热资源的综合利用，特别是用于冬季供暖，这将大大降低冬季供暖的碳排放和污染物排放。（3）供热布局不够合理，部分区域（如丰南区）集中热源建设无法满足城市供热的要求。特别是近些年唐山市经济发展很快，房地产和工厂大量建成对供热需求很大，集中供热设施建设相对滞后，部分区域难以满足新建项目的用热需求。（4）供热设施整体技术装备水平不高，无论集中供热还是分散锅炉房设备老化的问题都较突出，早期建设的集中供热设施故障率明显增加，分散锅炉房设备老化的问题更为突出，供热效率低，污染环境，浪费能源。（5）集中供暖热指标实际值偏高，导致供热能耗过高。一方面是由于部分老旧建筑保温性能较差，另一方面是由于部分地区集中供暖运行管理水平不高，供热调节做的并不好。第二章规划热负荷2.1 规划供热面积由于唐山市中心城区热电联产规划修编（2014-2020年）对唐山市区、开平区、丰南区等地的规划面积增长趋势过大估计，认为供热面积年增10%，导致实际面积的增长速率远低于规划。例如上述规划认为2016年唐山市区（包括开平区）、丰南区等地的规划面积将达到8800万m2，而通过实地走访调研，这些地区的规划面积仅为约5800万m2。若按照上述材料给出的数据估计供热面积和供热负荷，则会带来供热热源投资过大的问题。本规划方案对于规划供热面积采用式（2-1）进行估计。 (2-1)式中，P为规划地域内的常住人口数量；a为单位人口的建筑面积，根据清华大学建筑节能研究中心发布的中国建筑节能年度发展研究报告2015，取值为40/人；为供热普及率，对于唐山市中心区可以认为随着热源建成、热网扩张、供热系统快速发展，供热普及率将接近于1，在式中取值为1。根据唐山市城市总体规划（20092020年）、唐山市城市控制性详细规划（20092020年），结合当前唐山市的经济发展现状，预测唐山市每五年的城市人口增长比例为19%，从而预测出唐山中心区各片区未来的常住人口数，如表2-1所示。表2.1 唐山市中心区各片区常驻人口预测 单位:万人区域现状2020年2025年唐山市区123.95147.50175.53丰南区19.1522.7927.12丰润区26.5831.6337.64古冶区18.0021.4225.49合计187.68223.34265.78再根据式（2-1）即可预测出唐山中心区未来集中供热面积的发展情况，其中现状供热面积为实地统计得到，如表2-2所示。表2-2唐山市中心区各供热分区规划集中供热面积汇总 单位:万区域现状近期远期唐山市区384259007021.2丰南区766911.61084.8丰润区10181265.21505.6古冶区760856.81019.6合计63868933.610631.22.2 采暖热指标确定2.2.1 热负荷设计参数唐山地区室外气象参数为：（1）年平均温度：11.1（2）室外冬季采暖计算温度：tw=-10（3）室外冬季最低日平均温度：tn=-15（4）采暖期室外平均温度：tp=-1.5（5）采暖期室内计算温度:18。（6）室外平均温度：-2（7）极端最低温度：-22.7（8）极端最高温度：39.6（9）最大冰冻深度：73cm（10）采暖期120天(2880小时)（11）起止日期：11月15日3月15日2.2.2采暖热指标在规划阶段难以获得各类建筑的分类热指标数据，因此推荐采用包括民用建筑、工业厂房、商业建筑等各类建筑在内的综合热指标。综合热指标与各类建筑的构成比例、各类建筑的实际耗热量、供热运行方式、室内采暖设计温度、供热系统的运行管理水平等有密切关系。对于唐山市区（包括开平区）的综合热指标，采用基于四大热电厂实际运行数据进行估算的方法。对四大热电厂在201415供暖季的供热量逐天相加，取得最大值，再除以四大热电厂负责的总供热面积，最终计算得到市区的实际综合热指标约为41W/（见本规划表1-4）。未来随着节能建筑比例的提高，供热运行水平的完善，该综合热指标将进一步降低，在本规划中近期和远期均采用38W/。对于丰润区的综合热指标，根据丰润热电的实际供热量和供热面积，最终计算出综合热指标为48.5W/（见规划表1-4）。未来随着节能建筑比例的提高，供热运行水平的完善，该综合热指标将进一步降低，在本规划中近期采用45W/，远期采用40W/。对于丰南区的综合热指标，根据当地热力公司提供的鑫丰热电厂、国丰热电厂和西城区的供热锅炉房的供热能力及实际供热面积，最终计算出综合热指标为50W/。未来随着节能建筑比例的提高，供热运行水平的完善，该综合热指标将进一步降低，在本规划中近期采用45W/，远期采用40W/。对于古冶区的综合热指标，根据林电、东方热电厂提供的实际运行数据及供热面积（见规划表1-14，表1-15），最终计算出综合热指标为44W/。未来随着节能建筑比例的提高，供热运行水平的完善，该综合热指标将进一步降低，在本规划中近期采用40W/，远期采用38W/。2.3 规划热负荷2.3.1热需求根据采暖热指标计算的热负荷为设计负荷(即最大热负荷)，其热指标已经包含热力管网输送过程的热损失，计算按下列公式计算。QmaxqA/103式中： Qmax采暖设