华能天津杨柳青热电公司热泵与热电联产耦合供暖可行性研究报告书.doc

华能天津杨柳青热电有限公司
热泵与热电联产耦合供暖可行性研究报告

华北电力大学
2011年3月

目 录
第一章 总论 4
1.1 项目及建设单位概况 4
1.2 热负荷基本情况 6
1.3 项目背景及意义 9
1.4 项目研究范围 10
1.5 项目编制依据 11
1.6 主要技术原则 12
第2章 热泵与热电联产耦合供暖方案 12
2.1 基础数据 13
2.2 技术方案一（并联方案） 13
2.3 技术方案二（串联方案） 15
2.4 供热系统热平衡分析 16
2.5 原有设备利用 17
2.6 新增供热系统设备 18
2.7 施工方案 19
2.8 运行方案 21
2.9 热泵与热电联产耦合供暖方案的热泵机组选型设计 23
2.10 公用工程条件 24
第3章 项目实施计划及人员配置 26
第4章 节能与环保 27
4.1 节能原则 27
4.2 环境保护 27
4.3 环保效益 28
4.4 环境影响评价 29
第5章 消耗、劳动安全与工业卫生 29
5.1 编制原则 29
5.2 编制的衣服 29
5.3 环境因素的影响 29
第6章 投资估算及经济分析 30
6.1 总投资估算 30
6.2 收益技术经济分析 32
第7章 循环经济奖励政策 35
第8章 结论 36

第一章 总论
1.1 项目及建设单位概况
1.1.1 项目名称
华能天津杨柳青热电有限公司热泵与热电联产耦合供热可行性研究报告
1.1.2项目建设性质
根据国家节能能源，保护环境的政策和华能天津杨柳青热电有限公司有关节能减排的要求，回收电厂循环水余热提供采暖供热，以扩大供热能力，节能减排，节约用水。
1.1.3建设地点
华能天津杨柳青热电有限公司位于天津市杨柳青镇。杨柳青镇是西青区政治、经济和文化的中心，其历史沉积久远，文化底蕴深厚，具有丰富民间艺术，同事人文景观、自然景观资源丰富，休闲旅游也发展迅速。
天津市西青区杨柳青镇位于天津中心城区西南，西青区的西北部，新规划范围北起子牙河，南至柳丽路，东临柳翠路，西至青沙路。依据《天津市西青区杨柳青镇控制性详细规划》，规划用地总面积23.17平方公里。
西青区和中心城区之间的交通发达，京沪高速公路和京沪高速铁路都由西青区经过，是天津西部进入天津市区的重要通道。
地铁二号线的西延工程将进入杨柳青镇。
杨柳青镇内有多条主干道，包括：西青道、新津杨路、柳霞路、柳口路、104国道、青沙路等，形成城镇街区主要道路网。
京杭大运河之南运河流经杨柳青境内，并穿过镇区。
西青道、新津杨路、柳霞路承载着与中心城区的交通联系，柳霞路作为一条景观大道，是中心城区进入杨柳青镇的首选道路。
1.1.4建设单位概况
建设单位全称:华能天津杨柳青热电有限公司
华能天津杨柳青热电有限公司目前运行4台300MW供热机组，具有2200万平米的供热能力。目前主要承担天津市区部分热负荷和杨柳青镇的集中供热负荷。以当前的供热热负荷需求增长速度，两年内达到电厂供热能力的上限，因而继续扩大供热能力。
1.1.5汽候条件
天津位于中纬度欧亚大陆动感，面对太平洋，季风环流影响显著，冬季受蒙古冷高气压控制，盛行偏北风，夏季受西太平洋副热带高汽压影响，多偏东风。天津汽候属暖温带半湿润大陆季风型汽候，有明显由陆到海的国度特点：司机明显，长短不一；春季多风，多旱少雨；夏季炎热，雨水集中；秋季天高汽爽；冬季和干冷干燥少雪。年平均降水量为550-680毫米，夏季降水量约占全年降水量的80%。
1.1.6地形地貌
西青区地处海河水系下梢，地面高程在海拔2-5米之间，洼地只有2米，是子牙河、南运河等大河流经及汇水之地，加上众多的灌排大渠，构成西青区网稠密、纵横交错的北国水乡景观。杨柳青镇中不有南运河穿过， 规划地段北侧有子牙河。整体地段呈现西、北部高（最高为5米），东、南部低（最低为2米）。
1.1.7土壤及水文
区境内土壤土质盐碱，地势从西北向东南逐渐降低，全部耕地都分布在洼地里，土壤质地由砂变粘，土壤盐化程度由轻变重，土壤呈现由砂质潮土-砂壤质潮土-轻壤质潮土-中壤质潮土-重壤质潮土-湿潮土-盐化潮土有规律的分布。
西青区地处海河流域下游，境内自然河流与人工河道纵横交织，素有“九河下梢”之称。全区一级河道3条，二级河道10条，分布在规划区范围内的一级河道有一条（子牙河），二级河道一条（南运河）。
1.2 热负荷基本情况
1.2.1电厂供热现状
电厂主要向市区和杨柳青镇供热。
根据电厂要求，热泵机组供暖主要为杨柳青镇提供采暖负荷。
根据杨柳青电厂提供的资料，2010-2011供暖季，电厂已经向杨柳青镇实现供热面积约287万平方米。
根据《天津市西青区杨柳青镇控制性详细规划》，经统计，杨柳青镇规划住宅采暖面积约450万平方米，规划公建采暖面积约320万平方米。
至2020年，杨柳青镇现状及规划采暖建筑面积总计约1115万平方米。
综合以上热负荷发展情况，目前华能杨柳青热电有限公司供热能力将在2年内突破上限，迫切需要增加供热能力。
1.2.2电厂可挖掘的供热能力
杨柳青电厂目前投产运行的三期、私企机组各为2*300MW供热机组。设计供热能力为一期532MW，二期机组700MW，总供热能力为1232MW。电厂在满足中心城区供热需求的同时向杨柳青镇提供供热。
目前电厂4台供热机组为抽凝式供热机组，在功能器件最大供暖抽汽量的工况下，三期每台机组有200t/h左右的蒸汽进入凝汽器凝结，四期每台机组有100t/h左右的蒸汽进入凝汽器凝结，其热量由冷却塔释放到大汽，同时损失大量的水。此外，机组的给水泵正常工况下由小汽机拖动，小汽机的排汽也排往凝汽器，此部分的余热也可以回收。
伏辅机的冷却水，最终热量也进入循环冷却水，该部分占总热量的份额较小，但也不应该忽略。
根据厂方提供的额定抽汽工况热平衡图，采用热量法进行估算，并且取辅机冷却水的热量为3.5MW,则余热的估算结果如下表：
表1.1 机组余热情况估算表
三期余热
主机排汽
小机排汽
辅机冷却
三期合计
5号机组MW
142.5
24.8
3.5
170.8
6号机组MW
142.5
24.8
3.5
170.8
四期余热
主机排汽
小机排汽
辅机冷却
四期合计
7号机组MW
67.3
23.5
3.5
94.3
8号机组MW
67.3
23.5
3.5
94.3
合计余热MW
419.6
96.6
14
520.2
由此表可见，电厂循环水总得余热530.2MW，供热指标按照50W/m2计算，总得供热潜力为1060.4万平米。
四期机组单台计算余热有94.3MW,若考虑疏水放热，则余热达到95MW以上，供热潜力为190万平米。
1.2.3耗热指标及耗热量
依据国家《城市热力网设计规范》（GJJ34-2002）中的相关规定以及天津市采暖期汽温，室外采暖计算温度，建筑物的采暖热指标按下表进行估算。
表1.2 建筑物采暖指标
建筑物类型
采暖热指标（w/m2）
未采取节能指标
采取节能指标
住宅
58-64
40-45
办公、学校
60-80
50-70
商店
65-80
55-70
影剧院
95-115
80-105

供热区域内民用住宅为主，现有采暖住宅中仍然有部分为老式建筑。考虑管网输送热损失及热力站换热损失，建筑物采暖平均热指标取50w/m2.
1.2.4年负荷利用小时及年供热量
根据天津市人民政府1995年第四十八号令关于天津市集中供热管理规定，天津市的集中供热采暖日期起始于当年的11月10日，至次年的3月20日结束，共计131天，采暖小时数为3144小时。根据《供暖通风设计手册》中的汽象参数，天津市区采暖室外计算温度为-9℃，室内计算温度为18℃，在122天的采暖期限内的平均室外温度为-0.9℃，在147天的采暖期限内的平均室外温度为0.3℃，通过加权平均，得出天津市在131天地采暖期内的平均室外温度为-0.47℃。年最大负荷利用小时数为2145小时。
1.3 项目背景及意义
随着社会的日益发展和进步，国家对资源节约、环境保护、能源的综合利用等方面的要求逐步提高。根据天津市“十一五”总体规划的要求，2005年修编完成的《天津市城市总体规划（2005-2020）》顺利通过国务院的批复。城市集中供热作为总体规划的一部分，已经列入总体规划之中。
华能杨柳青热电有限公司目前运行4台300MW供热机组，具有2750万平米的供热能力。目前主要承担天津市区部分热负荷和杨柳青镇的集中供热热负荷。以当前的供热热负荷需求增长速度，两年内达到电厂供热能力的上限，因而继续扩大供热能力。
华能与天津杨柳青热电有限公司结合可利用的余热情况和集中供热需求，提出了热泵与热电联产耦合供热的循环水余热回收计划，以求解决越来越突出热负荷持续增长和供热能力不足的矛盾。
热泵与热电联产耦合的供热方式，能够回收循环水余热，扩大供热面积。该供热方式与原有的供热系统密切配合，可深度发掘厂内的供热能力，同事减少燃料消耗，达到节能减排、节水的目的，负荷当前节能环保的大方向。
回收利用热电厂循环水进行集中供热的意义在于：
1） 提高热源效率
根据供热热负荷增长情况，要确保热源建设与城市发展同步或略超前的发展，考虑目前能源、环境的压力，增加供热能力应该遵循”节能环保“的思路。本项目在目前供热工况下，尽量利用原有可利用的热源，提高热电厂的热利用效率，突破本厂现有的供热机组的设计供热能力，以适应供热负荷的日益增长需求。
2） 增加供热面积
火力发电厂汽轮机排汽冷凝热量排空是目前普遍存在的问题。严重影响能源的使用效率。在热负荷需求足够的情况下，采用热泵与热电联产耦合的供暖方式，回收利用汽轮机排汽余热，不但可以增加供热面积，而且能够节能减排、节约用水。
1.4 项目研究范围
本次可行性研究的设计范围包括厂内热泵与热电联产耦合供暖的可行方案、工程投资估算及项目经济评价。
1） 针对华能天津杨柳青热电有限公司回收利用7号/8号机组的循环水余热，满足承担杨柳青采暖供热负荷的需求，对项目所需要的有关生产设施和辅助生产设施等工程的可行性分析。
2） 根据热需求现状和发展情况，对吸收式热泵机组供热规模、设计等进行综合论证和技术经济分析。
3） 本项目属于节能技术改造项目。根据现有电厂循环水余热条件，及采暖负荷情况，拟建设如下内容：
利用现有热电厂厂内放置吸收式热泵及其配套的机泵。
‚建设从现有8号汽轮机抽汽至吸收式热泵机组的蒸汽管道以及疏水回收系统。
ƒ增加厂内一次网供热热水管网，建设从电厂热泵站房到目前供热首站的一次网热水管道。
④在循环水进塔前管道开口，焊接循环水支管到吸收式热泵，再从吸收式热泵出口到冷却水池钱的冷却水管道。
⑤低速循环泵改造以匹配热泵所需GW及功率。
1.5 项目编制依据
1） 编制依据
中华人民共和国国家标准《采暖通风与空汽调节设计规范》
国家发展改革委员会有关产业政策、节能政策与法规
建设单位提供的本项目的基础数据和技术资料
与建设方有关部分进行技术交流后形成的公式和意见等；
2） 采用的主要技术规范、标准和技术规程
《采暖与通风空汽调节设计规范》GB50019-2003
《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
《城市热力网设计规范》CJJ34-2002
城镇直埋供热管道工程技术规程CJJ/T81-98
工业金属管道工程施工及验收规范 GB50253-1997
工业企业噪声控制设计规范 GBJ083-85
生产设备安全卫生设计总则 GB5083-85
建筑设计防火规范 GB50016-2006
建设项目环境保护规定（87）国环字002号
1.6 主要技术原则
1）贯彻可持续发展战略，按照国家关于节能减排的产业政策要求。
2）严格执行国家、部委及集团公司有关标准、规范和规程，平面布局安全合理，工艺过程力求技术先进和运行可靠。
3）最大限度的提高资源的综合利用率，节能降耗，保护环境。
4）充分考虑节能系统的特点，站房、管网等均本着节约投资，尽可能减少影响生产和安全第一的原则确定技术改造路线。
5）设备选型先进、经济、安全、可靠，提高资源和能源利用效率。
第2章 热泵与热电联产耦合供暖方案
按照电厂提供的基础数据和热网参数，设计两种热泵与热电联产供暖的实施技术方案。
2.1 基础数据
表2.1 电厂基础数据表（四期7号8号机组）
采暖抽汽压力
0.245-0.556
2.1.1MPaA
热泵设计抽汽压力取值（抽汽口）
0.35
MPaG
额定供热工况下抽汽量
2*550
t/h
单台机组最大抽汽工况排汽流量
100
t/h
循环冷却水低速泵流量
10000
m3/h
循环冷却水设计余热量
101.5
MW
循环冷却水技术温差
8.7
℃
注：热泵疏水排挤四段抽汽，使余热增加，机组安装101.5MW余热设计，而计算收益时仍然按照原机组余热95MW计算。
表2.2 电厂集中供热情况
一级热网设计供回水温度
110/50
℃
电厂四期一级热网热水流量
7500
t/h
采暖热指标
50
w/m2
2.2 技术方案一（并联方案）
本方案林永0.35MPaG采暖抽汽作为驱动热源，回收利用一台汽轮机冷却塔的全部循环水余热，将热网回水从50℃加热到85℃，热泵与原热网加热器并联。将一台汽轮机的全部循环水通过热泵，通过循环水控制，使用循环水进热泵温度达到32℃，出口24.3℃回凝汽器。利用电厂可提供的汽轮机五抽0.3MPaG采暖抽汽，考虑到管道及阀门阻力损失，进入热泵蒸汽压力按0.3MPaG设计，根据厂方要求，蒸汽疏水直接回除氧器，凝水温度按142℃设计。吸收式热泵将热网回水从50℃加热到85℃，深冷期通过与其他高温水混水，或者通过调峰加热器加热使热水温度进一步提高。
吸收式热泵供热方案工艺流程如下图所示：

吸收式热泵主要工艺技术参数
本方案采用7*33MW的吸收式热泵设备，热泵主要技术参数如下：
表2.3 热泵设备主要技术参数表
热泵总供热能力
231MW
热水进出水温度
50℃/85℃
一次网热水流量
5610m3/h
蒸汽压力
0.3MPaG(进热泵压力)
抽汽蒸汽温度
256℃
额定耗用蒸汽量
192t/h
蒸汽凝水温度
142℃
循环水进出口温度
32℃/24.3℃
循环水流量
10000m3/h
从循环水提取的冷凝热量
101.5MW
热泵总用电量
180KW
单套热泵尺寸
9700*8000*5400
2.3 技术方案二（串联方案）
本方案采用吸收式热泵与原系统热网加热器串联，全部热网水通过吸收式热泵进行第一级加热。
将一台汽轮机的全部循环水通过热泵，通过循环水控制，使用循环水进热泵温度达到28℃，出口19.2℃回凝汽器。利用电厂可提供的汽轮机五抽0.3MPaG采暖抽汽，考虑到管道及阀门阻力损失，进入热泵蒸汽压力按0.3MPaG设计，根据厂方要求，蒸汽疏水直接回除氧器，凝水温度按142℃设计。吸收式热泵将热网回水从50℃加热到76.2℃，再通过调峰加热器加热使热水温度进一步提高，当本机组抽汽全部用尽时，热网出水口温度可达到105.1℃.

吸收式热泵主要工艺技术参数本方案采用7*33MW的吸收式热泵设备，热泵主要技术参数如下：
表2.4 热泵设备主要技术参数表
热泵总供热能力
231MW
热水进出水温度
50℃/76.2℃
一次网热水流量
7500m3/h
蒸汽压力
0.3MPaG(进热泵压力)
抽汽蒸汽温度
256℃
额定耗用蒸汽量
192t/h
蒸汽凝水温度
142℃
循环水进出口温度
28℃/19.2℃
循环水流量
10000m3/h
从循环水提取的冷凝热量
101.5MW
热泵总用电量
180KW
单套热泵尺寸
9700*8000*5400
2.4 供热系统热平衡分析
热泵与热电联产耦合供暖热平衡，凝汽器端差取5.6℃，机械效率和发电机效率合取0.987，则串联方案的额定抽汽量热平衡图计算如下;

根据以上热平衡图，可得如下表所示的经济型指标：
表2.5 串联热泵与热电联产耦合供暖热经济性指标
热泵抽汽放热量
126875KW
循环水余热量
101500KW
热泵对外供热量
228375KW
联产抽汽对外供热量
252517KW
总对外供热量
480892KW
机组发电量
220307KW
热量利用率
99.85%
能量利用率
90.95%
能源利用率
3616.7KJ/KWH

由以上数据和图可以看出，锅炉加热到主蒸汽和再热蒸汽的热量除发电外，其余全部被利用。考虑锅炉效率和管道效率后，能源利用率仍然能达到90.95%.采用热量法进行计算发电热耗仅为3616.7kJ/kwh。
并联方案的能源利用率仍然可以达到90.95%，由于并联方案在热泵内热网水提升温度达到35℃，需要提高背压运行，对机组发电量有所影响，使得发电比例略有损失。
2.5 原有设备利用
2.5.1 原系统热网加热器继续利用
需要利用原系统热网加热器将7500t/h热水从76.2℃加热到105.1℃，需要消耗0.3MPaG过热蒸汽358t/h。若必须将出水温度提高到110℃，则需要补充额外蒸汽。
2.5.2 循环水泵
由于进入吸收式热泵的循环水流量没有变化，目前循环水泵的扬程是按客服冷却塔的高差进行设计的，采用吸收式热泵后，冷却水不上塔或者部分上塔，循环水泵只需要克服热泵内部阻力和管道延程阻力损失，由于热泵内阻力和管道延程阻力损失不超过冷却塔高差（10米），因此原系统循环水泵完全可以满足热泵循环水使用，因此不需要新增循环水泵。
2.5.3热网循环泵
由于原系统供热循环泵输送的采暖水流量没有变化，吸收式热泵内部热水阻力很小，因此完全可以利用原系统热网循环泵提供原系统的供热，因此不需要新增热网循环泵。
2.5.4 热网补水系统
热泵系统仅仅为现有热网提供热量，热泵系统本身不存在补水问题，因而仅需要原热网补水即可，无需新增。
2.6 新增供热系统设备
2.6.1蒸汽疏水泵
吸收式热泵利用蒸汽放热，蒸汽变成142℃疏水，通过疏水泵将蒸汽凝水送至除氧器。凝水泵流量192t/h，水泵扬程53米，电机功率75KW。
2.6.2 热泵疏水箱
由于热泵机组较多，单台汽轮机发电机组增设7台热泵机组，疏水需要先在疏水箱中暂存，再输送至除氧器。
考虑8号机组总疏水流量为192t/h，可增设20t容量疏水箱一个。
表2.6 新增主要设备一览表
序号
设备名称
设备描述
单位
数量
备注
1
蒸汽疏水泵
流量：141m3/h 扬程：53米
台
2

2
蒸汽疏水箱
20t
台
1

2.7 施工方案
循环水热泵站地址的选择要便于取水、回水，便于供热，便于和原热电联产热网首站连接。由于华能杨柳青热电有限公司的施工是在现有300MW机组厂房及场地的基础上开展的，因此除了空间位置距离远近的因素外，还需要考虑和原来的各种管线、结构是否冲突。
根据前面的系统设计，本研究针对华能天津杨柳青热电有限公司的实际情况给出相应的施工方案。通过前期与厂领导及工程技术人员的讨论及调研，热泵机组设置安装在厂区汽机房8号机组西墙与凉水塔之间的空地，这里可提供1000多平米的占地面积，能够满足热泵用地要求。热泵布置上除要求留有抽管及热网首站距离较近，并且紧靠凉水塔，取回水方便，和热网首站连接便利。建筑方面，热泵厂房轻结构简易厂房，并采用半地下布置，以利于凉水塔通风。
施工方案中从冷却塔附近或汽轮机凝汽器至冷却塔管道中间取其循环水，去税后通过浅埋管引导热泵站，在热泵系统中释放出热量后，回水沿直接通过管道排往水塔池。
在热泵站中加热前后的热网水从热泵站出来后沿原来热网首站的管道架空支架布置，在原厂区热网水供回水口处与原厂热网连接。
加热热泵发生器的蒸汽也从汽轮机的抽汽管道抽汽，管道架空，凝结后的疏水也通过架空管道送回机组除氧器。
热泵厂房布置在如图5位置，在四期冷却水塔旁边，方便热泵循环水的供回水，同事距离供热管道较近。考虑今后要在冬天停两台水塔，热泵图图6布置所示，实线所示热泵为本次施工热泵，虚线所示为今后停掉另外一台冷却水塔的热泵布置。由于吸收式热泵是静态设备，同时为了加强冷却水夏季的通风，因此热泵厂房设计为半地下结构，上面为顶棚。

图2.5 热泵站位置示意图

2.8 运行方案
热负荷较低时的运行
热负荷较低时，抽汽尚有富裕，此时，由于汽轮机排汽量大，采用热泵方式运行不能把循环水余热全部提取，因此必然有冷源损失，此时若采用热泵方式运行，则由于在额定背压下运行，额定热量下对机组出力有负面影响，影响程度视负荷情况和背压情况而定。
表2.7是抽汽量200t/h典型工况的低压抽汽等效热降计算结果。

抽汽焓
疏水焓
给水焓
抽汽放热
疏水放热
给水焓升
等效焓降

KJ/Kg
KJ/Kg
KJ/Kg
KJ/Kg
KJ/Kg
KJ/Kg
KJ/Kg
凝汽器
2384.7
140.7
148.5

低加4
2516.8
171.7
220.4
2345.1
70.5
71.9
132.1
低加3
2671.7
242.2
327
2429.5
106.8
106.6
283
低加2
2776.7
349
396.5
2427.7
69.6
69.5
375.6
低加1
3062.8
418.6
661.3
2644.2

264.8
650.9
从上表可以看出，采用热泵方式每节约1kg蒸汽可在汽轮机内多做功650.9kJ。此工况若采用热泵运行，可少用80t/h蒸汽，在供热量不变的情况下，汽轮机多出力1.5MW.
额定抽汽量运行
额定抽汽量550t/h运行时，可以停掉冷却塔，使得整个机组的能源利用最高，是最经济的运行工况。
停塔条件
两个冷却塔建有联络沟渠，7号8号机组冬季凝汽器热负荷足够低时，可禁用一台她，热泵一8好几组为主要冷源，供热热负荷不足时，部分循环水由运行的冷却塔承担。当8号机组总抽汽量达到额定550t/h时，其循环水余热即可完全吸收，循环水不再需要冷却塔。
机组间的热负荷分配
考虑到单台机组与热泵耦合运行在额定抽汽量下达到经济最佳点，所以7号8号机组承担的总热负荷应优先供带有热泵的机组，使得该机组最早达到额定负荷，亦即带有热泵的机组应当承担基础热负荷，才能够将经济性最大化。
全厂热负荷分配
厂内热网供水间可以通过联络管进行热量的调配，供热初期和默契，热负荷不足情况下，可将热负荷集中到热泵机组，以提高经济性。
2.9 热泵与热电联产耦合供暖方案的热泵机组选型设计
2.9.1 热泵机组制造厂家调研
针对华能天津杨柳青热电有限公司相关的热泵系统，调研了吸收式热泵厂家江苏双良空调设备股份有限公司和大连三洋制冷有限公司，这两家公司基本代表了业界的最高水平，下面分别对他们简单的做以下介绍。
1）江苏双良空调设备股份有限公司是江苏双良集团有限公司的控股子公司，同时也是一家外商投资股份有限公司。公司位于富饶的长江三角洲、美丽的江南水乡--江阴，北依长江，南邻沪宁高速公路，交通十分便利。公司注册资本为30,600万元人民币，占地面积8.02万平方米，建筑面积4.2万平方米，是一座花园式的现代化工业园。
　　公司是中国中央空调行业的领导企业之一，公司主要产品有溴化锂吸收式制冷机（蒸汽型、直燃型、热水型）、吸收式热泵、电制冷机、风机盘管、组合式空调器等中央空调主机及末端产品。公司主要为航天、电子、冶金、石油、化工、医药、机械、轻纺等行业以及宾馆、办公楼等民用建筑提供完整的中央空调系统设备。
2）大连三洋制冷有限公司
大连三洋制冷是国内首家中外合资的中央空调企业，产品技术源于世界领先的日本三洋，近百项专利技术的广泛采用，解决了双效溴化锂吸收式制冷机易腐蚀、冷量衰减、使用寿命短的技术难题，一举实现我国溴化锂制冷技术20年的跨越，走在世界的前列。1999年先后引进、联合开发、独立开发G型、HE高效型双效溴化锂吸收式制冷机、SV系列真空锅炉和GHP燃汽热泵产品技术。2001年，在引进日本昭和铁真空锅炉技术基础上，研制开发成功超大型钢板制真空锅炉，并将该项目技术向日本昭和铁输出。2002年，为日本三洋进行烟汽利用直燃机图纸设计。2003年，为日本三洋设计蒸汽3.9kg/cm2.G高效率制冷剂图纸并实验定型。2004年，与日本三洋共同开发出口欧美产品（NK蒸汽双效机、DJ直燃机、TJ蒸汽单效机、LJ低温水机），进行图纸设计开发。以技术领先，引领国内同行业的技术进步，是大连市“先进技术企业”、“高新技术企业”。
2.9.2 热泵机组选型
根据华能天津杨柳青热电有限公司的需求和以上调研的热泵厂家的产品，对相关热泵机组进行了初步选型，如表2.8所示。
表2.8 热泵机组选型表

方案一
方案二
方案简述
并联
串联
产品型号
（双良）
XRI3-32/24.3-3300（50/85）H2M2
XRI3-28/19.2-3300（50/76.2）H2M2
参考价格
（万元）
6400
6400
2.10 公用工程条件
2.10.1 水
本方案主要包括三部分水系统：
A.循环水系统：
冷却水密闭循环后，循环水流量和温差均不发生变化，由于上冷却塔的水量减少或者停塔运行，补水量大幅度降低，循环水水质基本没有变化。
B.疏水回收系统：
热泵利用蒸汽作为驱动热源，蒸汽放热后变成疏水，疏水温度142℃，自流进入疏水箱临时储存，再利用疏水泵将吸收式热泵使用的疏水送入热力除氧器。
2.10.3 蒸汽
根据电厂汽轮机热平衡图，在额定进汽工况下，抽汽量550t/h，抽汽压力可调整为0.35MPa,蒸汽温度256℃，排汽量98.2t/h，热泵用蒸汽192t/h，直接采暖抽汽358t/h。
第3章 项目实施计划及人员配置
根据负荷发展情况和实际运行情况计划投资实施，2013年完成一台水塔热量全部回收，新增热负荷约190万平方米。
项目建议建设计划如下表3.1所示：
表3.1 建设计划表
2011年4月
可行研究报告编制考察
2011年5月
项目立项及初步设计
2011年6月-7月
施工图设计、主设备采购订货
2011年8月-10月
项目土建施工
2011年11月-12月
设备安装及系统工程施工
2012年1月
项目工程完工、单机调试
2012年2月
系统调试、一期项目竣工验收
本工程建设在华能天津杨柳青热电有限公司厂区内，归属热电厂领导，不需新增管理机构，但电厂管理要求增加定员四人。
第4章 节能与环保
4.1 节能原则
1） 采用可靠的工艺和技术，减少热泵供热过程工艺用能。
2） 确定废热能源优先利用原则，最大程度地提高能源回收率。
3） 采用新型高效节能设备，提高能量转换效率。
4） 设备及管道布置尽量紧凑合理，以减少散热损失和压力损失。
4.2 环境保护
4.2.1 编制依据
本项目环保设计文件的编制遵照《中华人民共和国环境保护法》及国家各级机关关于环境保护的规定、通知等文件，在设计中严格执行"三同时"原则并贯彻治理工业“三废”，开展综合利用的精神。
4.2.2 建设项目污染及治理措施
本项目为效益型节能降耗工程，项目研究中一切从环境保护角度考虑问题，对“三废”的产生和处理均有相应措施，确保达标排放。
1） 污水、废渣、废汽
本项目不产生任何的污水、废渣
2） 噪声
本项目噪声主要来自水泵和热泵自带屏蔽泵，设计中严格执行《工业企业噪声控制设计规范》，选用低转速、低噪声设备，由于采用整体机房，噪音非常小。
溴化锂吸收式蒸汽热泵是静态运行设备，产生的噪声很小，热泵本身并不产生噪声。但并不排除新增水泵产生的噪声，以及蒸汽管道内流体流动噪声。
对于设备运行带来的噪声级震动污染，可以通过采用低噪设备、加装减噪及减振设施，减少噪音计震动危害，使其达到国家有关规范及标准的要求。
4.3 环保效益
1） 与直接燃煤供热相比，电厂回收利用循环水余热提供采暖供热，每年节省燃煤消耗，减少二氧化碳排放，减少二氧化硫排放以及氮氧化物的排放，减少粉尘排放固体燃料废弃物排放。
2） 替代燃煤锅炉房，减少城市用地，减轻城区季节运输压力，改善城区景观。
3） 减少了由于厂区内冷却塔散热产生的大量水蒸汽造成的热污染。
天津地区采暖期从当年的11月15日至下一年的3月31日，每年供暖周期为131天。热泵提供基础负荷，整个采暖季运行按2880小时计算，一个采暖季从循环水提取余热量98万GJ，折合标准煤3.35万吨。计算节能减排结果如下表所示。
表4.1 热泵与热电联产耦合供暖减排汇总表
项目
耦合供暖节能减排
节约标煤
3.35
减排CO2(万吨)
6.03
减排SO2(吨)
666.65
4.4 环境影响评价
上述分析研究表明，电厂冷却循环水水源热泵集中供热系统是一种利用供热系统，相对传统供热系统，不进减少了燃煤的小号，而且减少了污染物的排放，是一种更加环保的供热系统。虽然可能存在一些环境危害，但是通过采取合理的技术措施及手段，可以减少其环境危害。总之，电厂循环水余热利用集中供热系统的环境效益远超过其带来的环境隐患。消防、劳动安全与工业卫生。
第5章 消耗、劳动安全与工业卫生
5.1 编制原则
设计过程中的坚持“安全第一，预防为主”的方针，贯彻“生产必须安全，安全为了生产”的设计思想，设计中严格执行国家、地方级行业主管所颁布的安全卫生设计标准及规范。
5.2 编制的衣服
根据本项目涉及的物料性质和所处地理环境等情况，参照《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》（劳动部3号令{1996}）及国家、行业的有关标准和规定，进行劳动安全卫生与消防设计。
5.3 环境因素的影响
5.3.1 自然条件因素影响
本项目占地较小，而所处位置面积宽广，水、电、汽等公用系统距离较近。
本项目可充分利用电厂内较为完善的排涝系统，足以应付洪涝影响。
5.3.2 生产过程中职业危险及防范措施
本项目主要生产介质为不可燃物质，分类属“丙”类。
本项目外部消防设施均依托电厂内的原有消防设施。
本项目产生的噪音符合噪音规定标准。
5.3.2 消防设计
本项目与原换热站性质基本一致，原有建筑物通道与消防通道连接，均可满足检修和消防的需要，设备平面布置间距均符合防火距离要求。
电厂内已设有独立、完整、有效的消防系统，可作为本项目的依托。
第6章 投资估算及经济分析
工程项目包括热泵站厂房、热泵机组的设备安装、管网、工程总投资9121.6万元。
6.1 总投资估算
总投资为估算，其中主要设备及材料依市场价，其他费用按建设部《市政工程投资估算编制办法》。
6.1.1 工程投资估算
A. 估算依据
本项目工程投资估算依据为《市政工程投资估算指标》；
B. 价格依据
本工程投资估算所用材料采用计算基期相关材料价格。
C. 费用部分：
表6.1 项目估算费用明细表
项目
说明
费用（万元）
合计（万元）
工程费

热泵价格
每台30-40MW 吸收式热泵1000万左右
7000

厂房建设费用

200

管网费用

100

其他热网加热器及水泵等费用

100
7400
其他费用

工程监理费
工程费用*1.5%
102

勘察、设计费
工程费用*5%
340

用水、电贴费

150

建设单位管理费
工程费用*1.5%
102

调试及试运行费
（设备购置费+安装工程费）*0.5%
34

开办费

150

工器具购置费

150

招投标及相关费用
工程费用*0.2%
13.6

拆迁补偿费
工程费用*5%，厂内不计
0
1041.6
预备费

基本预备费
工程费用*5%
340

涨价预备费
（建筑工程+设备购置费）*5%
340
680
总费用

9121.6
从以上表格可知工程总投资为9121.6万元，其中：
工程费为7400万元；
其他费用1041万元；
预备费680万元。
6.2 收益技术经济分析
6.2.1 增加供热面积
本方案在不增加汽轮机抽汽的情况下，利用部分采暖抽汽通过吸收式热泵从循环水重提取了95MW热量，按单位面积供热负荷50W/m2计算，可以增加供热面积190万平方米，网源合一模式下，按每平米25元计算，热力公司年增加供热收入4715万元。
6.2.2 增加供热收益
由于热泵提供基础负荷，整个采暖季运行按2880小时计算，一个采暖季从循环水提取与热量98万GJ。网源分开模式下，以28元/GJ计算，电厂每年可以增加供热收益2744万元人民币。
6.2.4 节水收益
由于吸收式热泵从冷凝热中提取循环水与热量，冷却水上塔蒸发补水量减少，减少补水量按1%计算即为100t/h，整个采暖季节水约为31.4万吨。水价按1.4元/吨，排污费折合0.11元/吨计算，年节水费用为47.5万元。
6.2.5 热泵用电费用
本方案七台吸收式热泵，用电功率容量250KW，厂用电电价按0.39元/KWH每年热泵用电费用：250*2880*0.39=28万元
6.2.6 维护管理费用
由于吸收式热泵属于静态换热设备，可实现全自动运行，维护管理工作量小，每年维护管理费用按20万元计。
6.2.7 汽轮机背压升高对发电的影响
在额定抽汽工况下，对7号机组低压缸进行热力计算，其排汽压力对低压缸实际焓降的影响如图所示：

6.0
进

4.0

2.0

0.0

-2.0

-4.0

-6.0

-8.0

-10.0