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1、太原市清潔供熱規劃 北京清華同衡規劃設計研究院有限公司 李永紅 2019.3 1. 規劃背景 2. 清潔供熱規劃方案簡介 3. 節能減排 4. 經濟性 5. 規劃實施情況 6. 總結 目目 錄錄 規劃背景 2012年供熱情況及存在問題 總供熱面積1.46億m2 熱源嚴重不足 滿足城市發展要求的熱源（包括太二、太鋼自 備電廠、瑞光電廠及其它清潔供熱方式面積約 5000萬 ）僅占1/3。 各類燃煤鍋爐供熱面積超過50%，太一電廠關 停替代，各類煤改氣、煤改電供熱方式成本昂 貴 每年新增供熱面積8001000萬 規劃背景 太原市當年備選解決方案 新建58套29F燃氣蒸汽聯合循環電廠（包 括嘉節電廠）2、，年增加電廠耗氣4064億m3 新建瑞光熱電二期4300MW機組 大型熱源廠煤改氣，燃氣鍋爐作調峰熱源東山東山 49F 瑞光瑞光 6300MW 西山綜合利用電廠西山綜合利用電廠 350MW 太鋼太鋼 2300MW 大唐清徐燃氣大唐清徐燃氣29F 嘉節燃氣嘉節燃氣29F 太一燃氣太一燃氣29F 太二太二 2300MW+29F 西賈燃氣電廠西賈燃氣電廠29F 城西熱源廠 東山熱源廠 小店熱源廠 城南熱源廠 大井峪燃氣大井峪燃氣 29F 燃氣熱電聯產 燃煤熱電聯產 燃氣熱源廠 備選方案存在的問題 采用燃氣熱電聯產供同樣的供熱面積，采暖季耗天然氣是燃氣鍋爐的5倍， 造成采暖成本高昂和用氣緊張。且和燃煤3、相比需要增加巨額的供熱和發 電補貼。 城區內新建燃煤電廠和燃煤鍋爐房由于環保限制和控制新增燃煤量，無 法落地實施 規劃背景 1. 規劃背景 2. 清潔供熱規劃方案簡介 3. 節能減排 4. 經濟性 5. 規劃實施情況 6. 總結 目目 錄錄 采暖供熱方式的比較 全年當地大氣污染物排放量 供熱成本（系統總初投資折算+運行費用） 0 0 5050 100100 150150 200200 250250 廢熱廢熱電動熱泵電動熱泵電采暖電采暖燃氣鍋爐燃氣鍋爐燃氣熱電燃氣熱電燃煤鍋爐燃煤鍋爐燃煤熱電燃煤熱電 當地大氣污染物（當地大氣污染物（g/m2g/m2） PM10 SO2 NOx 0 00 0 184、18 145145 139139 215215 0 0 注：天然氣采暖3.15元/Nm3，標煤600元/tce， 燃氣熱電廠天然氣價2.3元/ Nm3，供熱成本為扣 除發電收益后的折算（由于燃氣熱電廠投建的 主要目的為供熱，上網發電價格參照燃煤發電 上網價格0.4元/kWh計算）。電采暖谷電價格 0.292元/kWh，電熱泵電價，居民電價0.467元 /kWh，一般工商業電價0.676元/kWh 0 20 40 60 80 100 120 廢熱廢熱電動熱泵電動熱泵電采暖電采暖燃氣鍋爐燃氣鍋爐燃氣熱電燃氣熱電燃煤鍋爐燃煤鍋爐燃煤熱電燃煤熱電 供熱成本（元供熱成本（元/GJ） 45456060 15、 10303 102 4 40 0 2828 25254 40 0 81 清潔供熱規劃方案 余熱資源6575MW，可滿足1.3 億平米供熱面積 熱源 現狀電廠抽 汽（MW） 乏汽余熱 （MW） 太二六期630281 太二七期498361 太鋼350989 瑞光515198 古交4480 交城410266 合計24036575 太鋼電廠及余熱太鋼電廠及余熱 瑞光電廠瑞光電廠 二電二電 六期、新建七期六期、新建七期 古交電廠古交電廠 新一電新一電 2300MW+ 2600MW+2660MW 2350MW 2300MW 2300MW +2330MW 太鋼余熱資源 工段介質 流量回水溫度供水溫度熱量 6、t/hMW 焦化 一段初冷水1500584522.5 二段初冷水3750433528.5 凈環水1500453512 高爐4350（2座）沖渣水24487050 93 高爐1800沖渣水 14307050 二鋼北區 軟水1330403310.8 軟水133039339.3 軟水46531.5281.9 凈環水100039319.3 軟水180037.63015.9 凈環水240032305.6 凈環水96032302.2 軟水1182413015.1 濁環水 1500453320.9 1490403017.3 濁環水 100036307 1000433015.1 二鋼南區 濁環水76040327、7.1 濁環水100040329.3 濁環水75042.13010.5 濁環水60032301.4 軋鋼 濁環水16000353092.9 凈環水5500353031.9 濁環水11000353063.9 凈環水4200353024.4 ccpp等發電機循環水16000 271991 干熄焦乏汽706345.5 2*300MW機組乏汽500 50325 合計989 低溫余熱量低溫余熱量989MW 41MW 175MW 134MW 340MW 114MW 379MW 2.48% 10.5% 8.01% 20.4% 6.85% 29.1% 22.7% 20-30度余熱 30-40度余熱 40-458、度余熱 45-60度余熱 60-70度余熱 150-200度煙氣余熱 200-400度煙氣余熱 484MW 供熱規劃方案總體思路 以以熱電聯產熱電聯產 + +工業余熱為主，其他清潔能源為補充，建立清潔、安工業余熱為主，其他清潔能源為補充，建立清潔、安 全、穩定的供熱系統全、穩定的供熱系統 市區內部熱電廠和工業余熱全面挖潛，大溫差改造，提高供熱能力 引入遠郊電廠余熱，通過大溫差運行的長輸管線向主城區大熱網輸配 由熱電聯產及工業余熱承擔基礎負荷，利用燃氣承擔尖峰負荷，大型熱源 廠作為備用安全保障 太原清潔供熱規劃 熱源 供熱能 力 （MW） 采暖抽 汽 （MW） 余熱 （MW） 供熱面 積（萬 ）9、 備注 新太一電廠 （4350M W） 186814004683525舊址拆除，異地重建 太二電廠 （4300M W） 170310626413213 拆除四五期，新建七期， 七期兼顧工業用汽 古交電廠 （2300M W+4600 MW） 3488143020586251 新建三期2600MW，新 建向市區供熱長輸管線， 考慮熱損 太鋼13393759642526含自備電廠及工藝余熱 嘉節燃氣電 廠（29F） 6024031991136 現狀,按70%負荷率，含煙 氣余熱 瑞光電廠 （2300M W） 9347351991762 現狀，向榆次供熱30%， 向太原供熱70% 陽曲熱電廠 （23510、0M W） 9347002341762新建 東山燃氣電 廠（29F） 6635101531251 新建，按70%負荷率，含 煙氣余熱 調峰燃氣熱 源 28835439 合計144146615491626866 燃氣熱電廠 燃煤熱電廠 太鋼電廠及余熱 瑞光電廠 嘉節燃氣電廠 二電 六期、新建七期 古交電廠 新一電 新建東山燃氣電廠 新建陽曲縣電廠 38km 18km 8km 35km 1. 往南的兩組DN1400管線中一組沿西中環敷設，另一組沿 西外環高速敷設。用于往南輸送古交熱源熱量； 2. 沿北中環敷設DN1200管線用于往東、往南輸送古交熱源 熱量及太原二熱、太鋼； 3. 沿東中環敷設DN11、1200管線東中環地勢標高較高，遠期作 為東山片區低區供熱干管使用 4. 沿南中環敷設DN1200管線用于往東輸送古交熱量及往西 輸送瑞光熱量 規劃2020年形成八源一網的供熱格局 太鋼低溫供熱，主要供太鋼周圍地區 1-281-312-32-62-92-122-152-182-212-242-27 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 二次水進 一次水出 二次水出 一次水進 溫度 日期 圖圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。.1-1 吸收式換熱 機組的性能測試結果 分體型 補燃型 模塊機 大溫差的實現 分布式降溫熱力站大溫差改造 熱力站空間不夠12、，采用分體型和模塊機 調峰和降溫結合 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 05001000150020002500300035004000 熱熱 負負 荷荷 （MW） 時間（時間（h） 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 05001000150020002500300035004000 萬元萬元 /MWh.年年 時間（時間（h） 長輸熱網 燃氣調峰 調峰比例18% 大溫差的實現 太古長輸大溫差系統 突破常規換熱的溫差極限，一次網回水溫度顯著低于二次網溫度； 提高熱網輸送能力60%以上； 熱網回水溫度的降低同時也為回收13、電廠余熱創造了有利條件 50 120 60 45 二次網一次網 常規水水換熱 25 120 60 45 二次網 一次網 吸收式換熱 抽汽尖 峰加熱 熱用戶 吸收式 換熱機組 高背壓機組 常規機組 多級凝汽器 串聯梯級加熱 25 長輸管網 130 30 120 25 熱用戶 補燃型吸收 式換熱機組 20 天然氣 60 45 熱用戶 常規板換 50 120 120 120 60 45 60 45 一級熱網 二級網二級網二級網 中 繼 能 源 站 125 30 電廠余熱利用在供熱能耗和經濟性方面具有突出優勢 供熱能耗只有常規熱電聯產50%，僅有鍋爐房供熱的 20% 熱乏汽余熱占總熱量的70.8% 供14、熱煤耗7.69kgce/GJ 投資較少，總供熱成本10.26元/GJ，遠低于其他方式 主要原因 熱網回水溫度顯著降低 多級汽輪機乏汽串聯梯級加熱工藝 不同供熱方式的供熱煤耗比較 二期抽 汽供熱 三期抽 汽供熱 并聯 高背壓 并聯 吸收式 多級串 聯加熱 不同供熱方式的供熱成本比較 古交電廠余熱回收 不同供熱方式的供熱煤耗比較 二期抽 汽供熱 三期抽 汽供熱 并聯 高背壓 并聯 吸收式 多級串 聯加熱 太鋼余熱回收流程示意圖 太鋼余熱回收項目 太鋼廠內供熱站太鋼廠內供熱站 251MW 熱泵機組熱泵機組 120 熱泵機組熱泵機組熱泵機組熱泵機組 熱泵機組熱泵機組 1525 二鋼北區二鋼北區、二鋼南15、區二鋼南區、 軋鋼軋鋼、煉焦循環水煉焦循環水 回收余熱量回收余熱量：964MW 供熱量供熱量：1693MW 熱力站熱力站 換熱器換熱器 CCPP發電乏汽發電乏汽 一網水泵一網水泵 一網水泵一網水泵 2200026000t/h 148MW 換熱器換熱器 二鋼北區二鋼北區、二鋼南區二鋼南區、 軋鋼軋鋼、煉焦循環水煉焦循環水 干熄焦乏汽干熄焦乏汽 換熱器換熱器 239MW 120 煉焦一段初冷水煉焦一段初冷水 高爐沖渣水高爐沖渣水 燃氣熱量燃氣熱量：308MW 電力電力：46MW 3040 300MW機組乏汽機組乏汽500t/h 325MW 太二電廠太二電廠 熱泵熱泵 機組機組 電力電力 46MW 16、7090 城北熱力熱力站城北熱力熱力站 900012000t/h 1525 300MW機組抽汽機組抽汽500t/h 375MW 燃氣燃氣12068Nm3/h 106MW 能源站能源站 熱力站熱力站 1525 50008000t/h 60008000t/h 1100016000t/h4555 分布式燃氣調峰分布式燃氣調峰 23092Nm3/h 202MW 二次網二次網 二次網二次網 1525 太鋼設計方案 太鋼方案 太鋼供熱系統1為工藝循環水余熱、 CCPP乏汽以及自備電廠30萬kW發電機組 乏汽余熱構成的獨立的供熱循環，其主要的 供熱區域為城北熱力公司北部、西部及東北 部供熱區域和市熱力高溫水17、供熱區域 太鋼供熱系統2為太鋼煉焦工段和干熄焦 發電工段的低溫余熱構成的獨立供熱循環， 其主要的供熱區域為城北熱力公司東部供熱 區域 太鋼供熱系統3為太鋼高爐工段的低溫余 熱構成的獨立供熱循環，其主要的供熱區域 為城北熱力公司東南部供熱區域 電廠供熱首站電廠供熱首站 兩臺高爐兩臺高爐 焦化焦化 一臺高爐一臺高爐 東南區域 東部區域東部區域 東北部區域東北部區域 北部區域北部區域 西部區域西部區域 軋鋼等循環水余熱軋鋼等循環水余熱 1. 規劃背景 2. 清潔供熱規劃方案簡介 3. 節能減排 4. 經濟性 5. 規劃實施情況 6. 總結 目目 錄錄 太原市集中供熱系統供熱能源結構 4.2%4.2%18、 43.6%43.6% 51.2%51.2% 0.9%0.9% 燃氣燃氣 采暖抽汽采暖抽汽 余熱余熱 電電 節能減排分析 規劃方案充分挖掘現有大型熱電廠和工業余熱潛力，同時遠距離引入城 市以外的電廠余熱供熱，實現了市區燃煤鍋爐的全部替代，大幅度降低 供熱能耗和污染排放 將規劃方案的污染物當地排放量與對比方案（保留現有大部分大型熱源 廠和熱電廠，新建燃煤機組和燃氣熱電機組）進行比較，規劃方案能減 少燃煤消耗249.7萬噸標煤，燃氣消耗29億m3，減少PM10、SO2、 NOx排放合計約14021噸，減排幅度達到49%。 1. 規劃背景 2. 清潔供熱規劃方案簡介 3. 節能減排 4. 經濟性 519、. 規劃實施情況 6. 總結 目目 錄錄 總投資將達到149.1億元 八大熱源廠內余熱回收改造投資15.7億元 主城區熱力站調峰及大溫差技術改造投資52.1億元 古交電廠及瑞光、太一、陽曲新建電廠至主城區的長輸管線系統 （含隔壓站及到城區的主干管線）需投入建設資金56.8億元。 方案投資預測 熱源名稱 熱源熱網系統供熱系統 投資成本 能源成 本 總成本投資成本能源成本總成本投資成本 能源成本 總成本 元/平米元/GJ元/GJ元/平米元/GJ元/GJ元/平米元/GJ元/GJ 古交10.4413158019.638.287.719.640 太鋼23.415.920 低溫網31.727.534.3 20、46.325.135.2 高溫網23.123.928.9 嘉節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 余熱供熱平均8.218.720.344.324.934.950.924.836.4 參考值：區域 燃煤鍋爐 452840452840 規劃方案改造供熱成本預測 除了嘉節燃氣電廠外，其他幾個項目的經濟性并沒有明顯劣勢，從規劃最終形成的余熱供熱系統21、來看， 供熱系統總成本36.4元/GJ，低于區域燃煤鍋爐的供熱成本，在經濟上是可行的。 1. 規劃背景 2. 清潔供熱規劃方案簡介 3. 節能減排 4. 經濟性 5. 規劃實施情況 6. 總結 目目 錄錄 規劃實施情況 熱源實施情況 回收第二熱電廠、瑞光、嘉節、太鋼自備電廠等電廠的乏汽余熱，和太鋼沖渣水、燒結煙氣等 工業余熱 引入距離太原市38km的古交電廠熱源 目前除新太一電廠和陽曲電廠受煤電建設影響未建設外，其它熱源均已投用。城區內的城西燃 煤熱源廠保留備用，城南、小店、東山燃煤熱源廠均進行煤改氣調峰備用。 規劃實施情況 熱網實施情況 發展遠郊區的大型電廠熱源通過大溫差運行的長輸管線遠距離22、向主城區大熱網輸配，是全國首 個大規模利用電廠余熱實現大溫差長距離輸配供熱的城市，解決了長距離輸送、地形高差、經濟輸 送三大技術難題。 城市主干環線隨中環路修建均已完成，南部熱電聯產2*DN1400長輸管線在新太一電廠未投建 的情況下依托于交城電廠熱源也已建成 自2013年開始至2016年逐年新增集中供熱擴網面積1200萬2500平方米，包 括替代分散小燃煤鍋爐和滿足新增供熱面積供熱。 規劃實施情況 熱電聯產+工 業余熱 79.2% 調峰燃煤 熱源廠 9.0% 燃氣熱源廠 4.1% 其它分散清潔 采暖方式 7.6% 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 223、01220132014201520162017 1.05 1.3 1.56 1.69 1.78 1.91 集中供熱面積（億平米）集中供熱面積（億平米） 2017年太原市現狀供熱面積年太原市現狀供熱面積2.07億平米億平米 紅色點為大溫差站 大溫差改造情況 城區供熱范圍內熱力站廣泛設 置吸收式換熱機組，并結合燃氣 調峰發展了燃氣補燃型吸收式換 熱機組，擴大供回水溫差，提高 了熱網的熱量輸送能力。 初步統計2017年太原市各熱力 企業已經安裝吸收式換熱機組的 熱力站總供熱面積達到6496萬平 米，已改造大溫差面積占太原市 集中供熱面積（17063萬平米，除 太鋼電廠和工業余熱外）的38%。 90.24、88 19.58 43.74 35.77 0 20 40 60 80 100 5 55 105 155 205 255 305 355 405 455 505 555 605 655 705 755 805 855 905 955 1005 1055 1105 1155 1205 1255 1305 1355 1405 溫度（） 時間（min） 熱力站溫度 一次供水溫度一次回水溫度二次供水溫度二次回水溫度 2018/12/11某大溫差熱力站吸收式換熱機組參數 31.89 0 20 40 60 80 100 120 123456789101112131415161718 溫度（） 電廠供水溫度電25、廠回水溫度一級網供水溫度一級網回水溫度 2018/12/4長輸熱網及一次熱網供回水溫度 規劃實施情況 2012年20162017年太原 4100萬平米小燃煤鍋爐 太原市2018年的空氣環境質量與2013年相比有較大的好轉 規劃實施情況 2018 2013 1. 規劃背景 2. 清潔供熱規劃方案簡介 3. 節能減排 4. 經濟性 5. 規劃實施情況 6. 總結 目目 錄錄 總結 規劃采用熱電聯產+工業余熱利用為主的新型模式，引入古交電廠熱源，充分 利用太鋼余熱，新建陽曲、東山燃氣熱電、新太一熱電，八大供熱熱源可實現 清潔供熱全覆蓋 規劃方案實施后，在均實現小燃煤鍋爐替代和滿足新增負荷的前提下，主城區 與常規供熱方案相比減少大氣污染物排放49%，為改善太原冬季大氣環境質量 提供強有力的保障。 問題 近幾年內太原市現狀熱源挖潛回收熱電廠乏汽、煙氣余熱，發展調峰供熱熱源 是發展方向，否則就要上更多的燃氣鍋爐和電廠 熱網大溫差改造解決輸配問題，同時為回收余熱創造條件，尤其是長輸供熱工 程需要推進熱網回水進一步降溫，在分布式降溫改造的基礎上建設中繼能源站 結合調峰熱源進一步降低熱網回水溫度 改進價格機制，熱價制定應體現按溫度分段計價，低溫低價，促進熱力企業實 施降低熱網回水溫度的積極性； 在電廠參與電力調峰的情況下如何保障熱源供熱能力；