1、太原市清洁供热规划北京清华同衡规划设计研究院有限公司2019.31.规划背景2.清洁供热规划方案简介3.节能减排4.经济性5.规划实施情况6.总结目目录录规划背景 2012年供热情况及存在问题 总供热面积1.46亿m2 热源严重不足 满足城市发展要求的热源（包括太二、太钢自备电厂、瑞光电厂及其它清洁供热方式面积约5000万）仅占1/3。各类燃煤锅炉供热面积超过50%，太一电厂关停替代，各类煤改气、煤改电供热方式成本昂贵 每年新增供热面积8001000万规划背景 太原市当年备选解决方案 新建58套29F燃气蒸汽联合循环电厂（包括嘉节电厂），年增加电厂耗气4064亿m3 新建瑞光热电二期4300M2、W机组 大型热源厂煤改气，燃气锅炉作调峰热源东山东山49F瑞光瑞光 6300MW西山综合利用电厂西山综合利用电厂350MW太钢太钢 2300MW大唐清徐燃气大唐清徐燃气29F嘉节燃气嘉节燃气29F太一燃气太一燃气29F太二太二 2300MW+29F西贾燃气电厂西贾燃气电厂29F城西热源厂东山热源厂小店热源厂城南热源厂大井峪燃气大井峪燃气 29F燃气热电联产燃煤热电联产燃气热源厂 备选方案存在的问题 采用燃气热电联产供同样的供热面积，采暖季耗天然气是燃气锅炉的5倍，造成采暖成本高昂和用气紧张。且和燃煤相比需要增加巨额的供热和发电补贴。城区内新建燃煤电厂和燃煤锅炉房由于环保限制和控制新增燃煤量，无3、法落地实施规划背景1.规划背景2.清洁供热规划方案简介3.节能减排4.经济性5.规划实施情况6.总结目目录录采暖供热方式的比较全年当地大气污染物排放量供热成本（系统总初投资折算+运行费用）0 05050100100150150200200250250废热废热电动热泵电动热泵电采暖电采暖燃气锅炉燃气锅炉燃气热电燃气热电燃煤锅炉燃煤锅炉燃煤热电燃煤热电当地大气污染物（当地大气污染物（g/m2g/m2）PM10SO2NOx0 00 018181451451391392152150 0注：天然气采暖3.15元/Nm3，标煤600元/tce，燃气热电厂天然气价2.3元/Nm3，供热成本为扣除发电收益后的4、折算（由于燃气热电厂投建的主要目的为供热，上网发电价格参照燃煤发电上网价格0.4元/kWh计算）。电采暖谷电价格0.292元/kWh，电热泵电价，居民电价0.467元/kWh，一般工商业电价0.676元/kWh020406080100120废热废热电动热泵电动热泵电采暖电采暖燃气锅炉燃气锅炉燃气热电燃气热电燃煤锅炉燃煤锅炉燃煤热电燃煤热电供热成本（元供热成本（元/GJ）454560601 103031024 40 0282825254 40 081清洁供热规划方案 余热资源6575MW，可满足1.3亿平米供热面积热源现状电厂抽汽（MW）乏汽余热（MW）太二六期630281太二七期498361太5、钢350989瑞光515198古交4480交城410266合计24036575太钢电厂及余热太钢电厂及余热瑞光电厂瑞光电厂二电二电六期、新建七期六期、新建七期古交电厂古交电厂新一电新一电2300MW+2600MW+2660MW2350MW2300MW2300MW+2330MW太钢余热资源工段介质流量回水温度供水温度热量t/hMW焦化一段初冷水1500584522.5二段初冷水3750433528.5净环水1500453512高炉4350（2座）冲渣水2448705093高炉1800冲渣水14307050二钢北区软水1330403310.8软水133039339.3软水46531.5281.9净6、环水100039319.3软水180037.63015.9净环水240032305.6净环水96032302.2软水1182413015.1浊环水1500453320.91490403017.3浊环水1000363071000433015.1二钢南区浊环水76040327.1浊环水100040329.3浊环水75042.13010.5浊环水60032301.4轧钢浊环水16000353092.9净环水5500353031.9浊环水11000353063.9净环水4200353024.4ccpp等发电机循环水16000271991干熄焦乏汽706345.52*300MW机组乏汽50050325合7、计989低温余热量低温余热量989MW41MW175MW134MW340MW114MW379MW2.48%10.5%8.01%20.4%6.85%29.1%22.7%20-30度余热 30-40度余热 40-45度余热 45-60度余热 60-70度余热 150-200度烟气余热 200-400度烟气余热 484MW供热规划方案总体思路 以以热电联产热电联产+工业余热为主，其他清洁能源为补充，建立清洁、安工业余热为主，其他清洁能源为补充，建立清洁、安全、稳定的供热系统全、稳定的供热系统 市区内部热电厂和工业余热全面挖潜，大温差改造，提高供热能力 引入远郊电厂余热，通过大温差运行的长输管线向主城8、区大热网输配 由热电联产及工业余热承担基础负荷，利用燃气承担尖峰负荷，大型热源厂作为备用安全保障太原清洁供热规划热源供热能力（MW）采暖抽汽（MW）余热（MW）供热面积（万）备注新太一电厂（4350MW）186814004683525旧址拆除，异地重建太二电厂（4300MW）170310626413213拆除四五期，新建七期，七期兼顾工业用汽古交电厂（2300MW+4600MW）3488143020586251新建三期2600MW，新建向市区供热长输管线，考虑热损太钢13393759642526含自备电厂及工艺余热嘉节燃气电厂（29F）6024031991136现状,按70%负荷率，含烟气余热9、瑞光电厂（2300MW）9347351991762现状，向榆次供热30%，向太原供热70%阳曲热电厂（2350MW）9347002341762新建东山燃气电厂（29F）6635101531251新建，按70%负荷率，含烟气余热调峰燃气热源28835439合计144146615491626866燃气热电厂燃煤热电厂太钢电厂及余热瑞光电厂嘉节燃气电厂二电六期、新建七期古交电厂新一电新建东山燃气电厂新建阳曲县电厂38km18km8km35km1.往南的两组DN1400管线中一组沿西中环敷设，另一组沿西外环高速敷设。用于往南输送古交热源热量；2.沿北中环敷设DN1200管线用于往东、往南输送古交热源热10、量及太原二热、太钢；3.沿东中环敷设DN1200管线东中环地势标高较高，远期作为东山片区低区供热干管使用4.沿南中环敷设DN1200管线用于往东输送古交热量及往西输送瑞光热量规划2020年形成八源一网的供热格局太钢低温供热，主要供太钢周围地区 1-281-312-32-62-92-122-152-182-212-242-270102030405060708090100110120130二次水进一次水出二次水出一次水进温度 日期图图错误!文档中没有指定样式的文字。.1-1 吸收式换热机组的性能测试结果 分体型补燃型模块机大温差的实现 分布式降温热力站大温差改造热力站空间不够，采用分体型和模块机调11、峰和降温结合05001000150020002500300035004000450005001000150020002500300035004000热热负负荷荷（MW）时间（时间（h）010203040506070809005001000150020002500300035004000万元万元/MWh.年年时间（时间（h）长输热网燃气调峰调峰比例18%大温差的实现 太古长输大温差系统突破常规换热的温差极限，一次网回水温度显著低于二次网温度；提高热网输送能力60%以上；热网回水温度的降低同时也为回收电厂余热创造了有利条件50 120 60 45 二次网一次网常规水水换热25 120 60 45 12、二次网一次网吸收式换热抽汽尖峰加热热用户吸收式换热机组高背压机组常规机组多级凝汽器串联梯级加热25 长输管网130 30 120 25 热用户补燃型吸收式换热机组20 天然气60 45 热用户常规板换50 120 120 120 60 45 60 45 一级热网二级网二级网二级网中继能源站125 30 电厂余热利用在供热能耗和经济性方面具有突出优势供热能耗只有常规热电联产50%，仅有锅炉房供热的20%热乏汽余热占总热量的70.8%供热煤耗7.69kgce/GJ 投资较少，总供热成本10.26元/GJ，远低于其他方式 主要原因 热网回水温度显著降低 多级汽轮机乏汽串联梯级加热工艺不同供热方式的供13、热煤耗比较二期抽汽供热三期抽汽供热并联高背压并联吸收式多级串联加热不同供热方式的供热成本比较古交电厂余热回收不同供热方式的供热煤耗比较二期抽汽供热三期抽汽供热并联高背压并联吸收式多级串联加热太钢余热回收流程示意图太钢余热回收项目 太钢厂内供热站太钢厂内供热站 251MW热泵机组热泵机组120热泵机组热泵机组热泵机组热泵机组热泵机组热泵机组1525二钢北区二钢北区、二钢南区二钢南区、轧钢轧钢、炼焦循环水炼焦循环水回收余热量回收余热量：964MW供热量供热量：1693MW热力站热力站换热器换热器CCPP发电乏汽发电乏汽一网水泵一网水泵一网水泵一网水泵2200026000t/h 148MW换热器换热14、器二钢北区二钢北区、二钢南区二钢南区、轧钢轧钢、炼焦循环水炼焦循环水干熄焦乏汽干熄焦乏汽换热器换热器239MW120炼焦一段初冷水炼焦一段初冷水高炉冲渣水高炉冲渣水燃气热量燃气热量：308MW电力电力：46MW3040300MW机组乏汽机组乏汽500t/h 325MW太二电厂太二电厂热泵热泵机组机组电力电力46MW7090城北热力热力站城北热力热力站900012000t/h1525300MW机组抽汽机组抽汽500t/h 375MW燃气燃气12068Nm3/h 106MW能源站能源站热力站热力站152550008000t/h60008000t/h1100016000t/h4555分布式燃气调峰分15、布式燃气调峰23092Nm3/h 202MW二次网二次网二次网二次网1525太钢设计方案 太钢方案 太钢供热系统1为工艺循环水余热、CCPP乏汽以及自备电厂30万kW发电机组乏汽余热构成的独立的供热循环，其主要的供热区域为城北热力公司北部、西部及东北部供热区域和市热力高温水供热区域 太钢供热系统2为太钢炼焦工段和干熄焦发电工段的低温余热构成的独立供热循环，其主要的供热区域为城北热力公司东部供热区域 太钢供热系统3为太钢高炉工段的低温余热构成的独立供热循环，其主要的供热区域为城北热力公司东南部供热区域电厂供热首站电厂供热首站两台高炉两台高炉焦化焦化一台高炉一台高炉东南区域东部区域东部区域东北部区16、域东北部区域北部区域北部区域西部区域西部区域轧钢等循环水余热轧钢等循环水余热1.规划背景2.清洁供热规划方案简介3.节能减排4.经济性5.规划实施情况6.总结目目录录太原市集中供热系统供热能源结构4.2%4.2%43.6%43.6%51.2%51.2%0.9%0.9%燃气燃气采暖抽汽采暖抽汽余热余热电电节能减排分析 规划方案充分挖掘现有大型热电厂和工业余热潜力，同时远距离引入城市以外的电厂余热供热，实现了市区燃煤锅炉的全部替代，大幅度降低供热能耗和污染排放 将规划方案的污染物当地排放量与对比方案（保留现有大部分大型热源厂和热电厂，新建燃煤机组和燃气热电机组）进行比较，规划方案能减少燃煤消耗2417、9.7万吨标煤，燃气消耗29亿m3，减少PM10、SO2、NOx排放合计约14021吨，减排幅度达到49%。1.规划背景2.清洁供热规划方案简介3.节能减排4.经济性5.规划实施情况6.总结目目录录 总投资将达到149.1亿元 八大热源厂内余热回收改造投资15.7亿元 主城区热力站调峰及大温差技术改造投资52.1亿元 古交电厂及瑞光、太一、阳曲新建电厂至主城区的长输管线系统（含隔压站及到城区的主干管线）需投入建设资金56.8亿元。方案投资预测热源名称热源热网系统供热系统投资成本能源成本总成本投资成本能源成本总成本投资成本 能源成本 总成本元/平米元/GJ元/GJ元/平米元/GJ元/GJ元/平米18、元/GJ元/GJ古交10.4413158019.638.287.719.640太钢23.415.920低温网31.727.534.346.325.135.2高温网23.123.928.9嘉节9.459.861.516.263.166.623.763.168.2新太一2.216.116.526.822.428.42922.428.8太二216.416.825.121.426.826.621.427.2瑞光2.516.216.732.421.128.334.921.128.8余热供热平均8.218.720.344.324.934.950.924.836.4参考值：区域燃煤锅炉4528404528419、0规划方案改造供热成本预测除了嘉节燃气电厂外，其他几个项目的经济性并没有明显劣势，从规划最终形成的余热供热系统来看，供热系统总成本36.4元/GJ，低于区域燃煤锅炉的供热成本，在经济上是可行的。1.规划背景2.清洁供热规划方案简介3.节能减排4.经济性5.规划实施情况6.总结目目录录规划实施情况热源实施情况回收第二热电厂、瑞光、嘉节、太钢自备电厂等电厂的乏汽余热，和太钢冲渣水、烧结烟气等工业余热引入距离太原市38km的古交电厂热源目前除新太一电厂和阳曲电厂受煤电建设影响未建设外，其它热源均已投用。城区内的城西燃煤热源厂保留备用，城南、小店、东山燃煤热源厂均进行煤改气调峰备用。规划实施情况 热网20、实施情况发展远郊区的大型电厂热源通过大温差运行的长输管线远距离向主城区大热网输配，是全国首个大规模利用电厂余热实现大温差长距离输配供热的城市，解决了长距离输送、地形高差、经济输送三大技术难题。城市主干环线随中环路修建均已完成，南部热电联产2*DN1400长输管线在新太一电厂未投建的情况下依托于交城电厂热源也已建成 自2013年开始至2016年逐年新增集中供热扩网面积1200万2500平方米，包括替代分散小燃煤锅炉和满足新增供热面积供热。规划实施情况热电联产+工业余热79.2%调峰燃煤热源厂9.0%燃气热源厂4.1%其它分散清洁采暖方式7.6%00.20.40.60.811.21.41.61.821、22012201320142015201620171.051.31.561.691.781.91集中供热面积（亿平米）集中供热面积（亿平米）2017年太原市现状供热面积年太原市现状供热面积2.07亿平米亿平米红色点为大温差站 大温差改造情况城区供热范围内热力站广泛设置吸收式换热机组，并结合燃气调峰发展了燃气补燃型吸收式换热机组，扩大供回水温差，提高了热网的热量输送能力。初步统计2017年太原市各热力企业已经安装吸收式换热机组的热力站总供热面积达到6496万平米，已改造大温差面积占太原市集中供热面积（17063万平米，除太钢电厂和工业余热外）的38%。90.8819.5843.7435.770222、0406080100555105155205255305355405455505555605655705755805855905955100510551105115512051255130513551405温度（）时间（min）热力站温度一次供水温度一次回水温度二次供水温度二次回水温度2018/12/11某大温差热力站吸收式换热机组参数31.89020406080100120123456789101112131415161718温度（）电厂供水温度电厂回水温度一级网供水温度一级网回水温度2018/12/4长输热网及一次热网供回水温度规划实施情况2012年20162017年太原4100万平米小燃23、煤锅炉 太原市2018年的空气环境质量与2013年相比有较大的好转规划实施情况201820131.规划背景2.清洁供热规划方案简介3.节能减排4.经济性5.规划实施情况6.总结目目录录总结 规划采用热电联产+工业余热利用为主的新型模式，引入古交电厂热源，充分利用太钢余热，新建阳曲、东山燃气热电、新太一热电，八大供热热源可实现清洁供热全覆盖 规划方案实施后，在均实现小燃煤锅炉替代和满足新增负荷的前提下，主城区与常规供热方案相比减少大气污染物排放49%，为改善太原冬季大气环境质量提供强有力的保障。问题 近几年内太原市现状热源挖潜回收热电厂乏汽、烟气余热，发展调峰供热热源是发展方向，否则就要上更多的燃气锅炉和电厂 热网大温差改造解决输配问题，同时为回收余热创造条件，尤其是长输供热工程需要推进热网回水进一步降温，在分布式降温改造的基础上建设中继能源站结合调峰热源进一步降低热网回水温度 改进价格机制，热价制定应体现按温度分段计价，低温低价，促进热力企业实施降低热网回水温度的积极性；在电厂参与电力调峰的情况下如何保障热源供热能力；