广州大学城分布式能源站工程可行性建议书（甲级设计院）.pdf

广州大学城分布式能源站工程可行性研究报告广州大学城分布式能源站工程可行性研究报告广州大学城分布式能源站工程可行性研究报告广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普目 录1 概 述.11.1 项目概况及编制依据.11.2 研究范围.31.3 城市概况.31.4 项目建设的必要性.51.5 主要技术设计原则和指导思想.81.6 简要工作过程.92 热负荷.102.1 供热现状.102.2 供热规划.102.3 热负荷需求及其特点.112.4 热负荷调查与核实.142.5 设计热负荷.153 电力系统.163.1 广州电力系统现状.163.2 能源站近区电网现状.163.3 电力需求预测及特性分析.163.4 电力供需平衡分析.183.5 接入系统方案.193.6 对能源站电气主接线及机组要求.214 燃料供应.214.1 广东LNG项目简介.224.2 天然气燃料供应的可靠性.234.3 LNG 品质.244.4 电厂容量及LNG耗用量.25-1-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普5 机组选型及供热方案.265.1 机组选型思路.265.2 大学城负荷特点及对主机选型要求.275.3 机组选型分析.275.4 联合循环机组配置和供热方案.326 建厂条件.386.1 厂址概述.386.2 交通运输.496.3 循环水水源.506.4 淡水水源.507 工程设想.517.1 全厂总体规划及厂区总平面规划布置.517.2 燃料运输.547.3 燃烧系统.547.4 热力系统.557.5 主厂房布置.557.6 循环水供、排水系统.577.7 化学水处理系统.617.8 电气部分.717.9 热力控制.737.10 土建部分.767.1 1 淡水供应系统.777.1 2 消防系统.788 环境保护.798.1 设计采用的环保标准.798.2 能源站及周围环境概况.79-2-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普8.3 烟气污染防治措施.798.4 废污水处理措施.808.5 噪声防治.818.6 水土保持.828.7 绿 化.838.8 当地环保部门对能源站建设的意见.838.9 结 论.839 劳动安全与工业卫生.839.1 噪声防治.839.2 防雷及接地.849.3 消防措施.849.4 防毒、防爆.849.5 降温和防热.859.6 其他安全卫生措施.851 0 节约和合理利用能源.8510.1 节能措施.8510.2 节水措施.8611 热力网.861 2 劳动组织与定员.861 3 工程项目实施的条件与轮廓进度.8713.1 工程项目实施的条件.8713.2 工程实施的轮廓进度.891 4 投资估算与财务评价.9014.1 投资估算.9014.2 财务评价.98-3-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普1 5结 论.10315.1 主要结论.10315.2 主要技术经济指标.10415.3 存在的问题及建议.1051 6项目建设模式及招标方式和范围.10616.1 项目特点及项目公司组建情况.10616.2 控制项目投资的要求.10716.3 建设模式的选择.10716.4 招标机构和招标方式.10817 附件.108附件1：广州大学城建设指挥部办公室会议纪要穗学指办纪L 2 0 0 5 1 0 1号 文 广州大学城能源项目专题工作会议纪要(2 0 0 5.0 4.1 3)附件2：广州市发展计划委员会 穗计社 2 0 0 3 6 0号 文 关于广州地区高校新区区域能源站项目的复函(2 0 0 3.8.1 8)附件3：广州市煤气公司煤函 2 0 0 4 1 1号 文 关于向大学城能源站供应天然气的复函(2 0 0 4.4.7)附件4：广州市煤气公司 关于天然气压力和温度规格说明的复(2 0 0 5 5 9)附件5：广州大学城建设指挥部办公室会议纪要穗学指办纪 2 0 0 5 1 0 9号 广州大学城能站建设专题工作会议纪要附件6：广州大学城建设指挥部办公室穗学指办函 2 0 0 5 2 4 9号 关于能源站深化可研相关问题说明的函附件7：省政府工作会议纪要 2 005 3号 关于广州大学城分布式能源站建设问题会议纪要附件8：广东省环境保护局粤环函 2 004 9 2 5号 关于广州大学城分布式能源站工程项目环境影响报告表审批意见的函附件9：广东省水利厅粤水农E 2 004 1 03号 关于广州大学城分布式能源站工程水土保持方案的批复附件1 0：广东电网公司广电规 2 005 1 9 5号 文 关于广州大学城分布式能源站接入系统设计(电力系统一次部分)审查意见的复函-4-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普附件1 1：广州大学城建设指挥部办公室会议纪要穗学指办函 2 005 3 5 9 号 广州大学城分布式能源站可行性研究报告（修改C）评审会议纪要（2 005.1 2.09）附件1 2：广州大学城建设指挥办传真 关于广州大学城能源站可研报告（修改D）天然气价格取值的通知（2 006 2 2 5）-5-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普1概 述1.1 项目概况及编制依据1.1.1 项目概况广州大学城座落于广州市番禹区新造小谷围岛及其南岸地区，远期规划面积为43平方公里，届时区域内总人口将达30余万，分两期建成。其中小谷围岛内规划面积18平方公里，为大学城一期工程，含十所大学及中央商务区，拟建建筑面积约800万平方米，可容 纳14万高校学生，总人口约25万。广州大学城采用集中供冷供热和区域直供电的分布式能源供应系统系统。广州大学城为广州地区大学新校区，是广东省和广州市的重点建设工程，该项目已通过原国家计委的审批，小谷围岛大学园区期建设已竣工验收，岛内二期工程的各项建筑工程和公用设施建设均在紧张的进行。集中供冷系统、集中供热系统和分布式能源站项目作为大学城的主要配套公共基础设施为大学城总体规划的一个重要组成部分。其中：集中供冷系统设（不属本次可研范围）计 冷 量11万冷吨，包括四个制冷站及其供冷管网系统；其 中3个制冷站布置于小谷围岛内，采用电制冷方案，1个制冷站布置于能源站内，采用蒸汽吸收制冷（热水+蒸汽）和电制冷串联方案。集中供热系统（不属本次可研范围）为大学城各大学校区及中央商务区约18-24万人提供生活热水；广州大学城分布式能源站的功能是满足大学城区的各种能源需求，包括为大学城用户提供电力；向区域供冷站提供电力和制冷用热媒水及蒸汽，向集中热水制备站提供生产生活热水的高温热媒水和加热用蒸汽热源等。并为原市头电厂的部分热用户提供工业供热热源。根据广州大学城一期和二期规划，能源站最终规划容量为300MW级，设置4x78 MW燃气-蒸汽联合循环机组，分二期建成，本 期 先 建2套联合循环热电冷联供机组，二期工程根据热电负荷的增长情况，在一期基础上再扩建相应的机组，必要的公用设施土建构筑物一次建成，设备分期安装。能源站一期工程计划2006年6月开工，2006年12月上旬第一台机投产，2006年12月下旬第二台机投产。-1-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普1.1.2 编制依据根据广州大学城建设指挥部办公室会议纪要穗学办纪2005 101号”文 关 于 广州大学城能源项目专题工作会议纪要的要求，进行广州大学城能源站工程的可行性研究深化工作。主要编制依据文件如下：广州大学城建设指挥部办公室“穗学办函2005 249号”文 关于能源站深化可研相关问题说明的函。广州大学城分布式能源站可行性研究报告（修C版）广州大学城分布式能源站项目建议书（2003.07）广州大学城区域能源规划研究（2003.08）关于广州地区高校新校区区域能源站项目的复函（广州市发展计划委员会文件穗 计 社2003 60号）广 州 大 学 城（小谷围岛）集中生活热水工程规划（修改稿，天津市建筑设计院,2003.09）广州大学城集中生活热水管网工程（第一卷初步设计说明）（天津市建筑设计院,2004.01）广州大学城区域供冷过渡期方案设计（华南理工大建筑设计研究院2003.11）关于能源站规划问题说明的函（广州大学建设指挥部办公室穗学指办2004154 号）广州大学城建设指挥部办公室会议纪要穗学指办函2005 359号 广州大学城分布式能源站可行性研究报告（修 改C）评审会议纪要（2005.12.09）广州大学城建设指挥部办公室会议纪要穗学指办函2005 367号 广州大学城能源站可研修改专题会议纪要（2005.12.21）委托方提供的必要设计输入资料和有关的会议纪要。有关现行的标准、规程、规定，如：工程建设标准强制性条文电力工程部分（2000版）火力发电厂设计技术规程（DL5000-2000）热电联产项目可行性研究技术规定（中 国 北 京2001年1月）燃气-蒸汽联合电厂设计规定（DL/T5174-2003）-2-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普 电力设备典型消防规程（D5027-93）城镇燃气设计规范（GB50028-93Q002年版）建筑设计防火规范（GBJ16-87 2001年版）有关施工、安装、调试及验收的国家标准国家及当地执行的环境保护面的地方性法规等。1.2 研究范围由于本项目的特殊性，没有进行初步可行性研究，本可行性研究是在委托方指定的永大市头电厂附近新厂址上进一步落实能源站的建设基本条件（建设场地、交通运输、燃料、冷却水水源、淡水水源等）；同时提出与电厂生产有关的各生产系统的原则性设想，并初步确定热电联产的发电机组型式、环境保护措施以及本企业与附近企业的关系协调;在上述研究的基础上提出本工程的投资估算及经济评价。同时考虑涵盖第 冷冻站、集中热力站在内的能源站总体布置规划。对于接入系统设计、环境影响评价报告、地质灾害性评价报告、配 套LNG输气管网等项目的可行性研究专题报告由业主另外委托有资质的单位进行设计，不在本可行性研究报告范围。1.3 城市概况1.3.1 广州市概况广州市位于广东省中部，珠江三角洲北端，是广东省政治、经济、文化、交通中心,是我国南方重要的对外贸易、文化交流口岸，也是华南地区人流、物流、资本流、信息流交汇的多功能综合性中心城市。广州市辖十个行政区和两个县级市，根据城市发展规划，将形成了“南拓、东进、北优、西联”的城市空间发展格局，城市规模空前扩大。2004年末，全市总人口 737.67万人万人，2004年广州市生产总值（GDP）4115.81亿元，按可比价格计算，比上年增长15.0%。工业经济迅猛发展，能源需求增长迅速，当前电力供应已不能满足需求，能源利用引起的环境污染和生态问题十分严峻。因而在新的发展阶段，广州市的能源结构亟待调整，将以煤为主的能源结构逐步调整为使用清洁能源能源 天然气为主；同时趁着澳洲LNG引进、西电入粤以及广东电网-3-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普扩建的良好时机，必须及时调整广州电力、供热、供冷等能源结构和布局，采用清洁能源,缩减电力供应缺口，如西电东送、西气东输、广东LNG 一体化引进等措施。1.3.2 广州电力系统现状广州电网已覆盖市区、增城和从化两个县级市。至2004年底，广州电网内220kV及以下发电装机总容量达529.49万 k W,其中220kV电源装机容量297万 kW；UOkV及以下电源装机容量232.49万kW（含企业自发自用小煤电30.2万 kW）。见表1.3-1。表1.3-1 2004年广州电网电源装机容量及发电量汇总表单位：万kW、亿kWh装机容量发电量发电设备年利用小时220千伏及以下电源529.49303.138457251.220千伏297.0186.22926270a.黄埔电厂110.070.53176412b.瑞明电厂25.017.79677119c.恒运C电厂42.017.41544147d.珠江电厂120.080.485467072.110千伏及以下232.49116.90925029a.小煤电105.077.08157341b.柴油机100.6631.80003159C.燃机13.845.02003627d.流溪河4.21.34773209e.小水电8.71.59001828其 它0.090.07007778注：含 7 个企业自发自用电，装机容量30.2万 k W,发电量20.2亿kWh。广州电网最高运行电压等级500kV,增城、北郊2 座变电站位于500kV珠江三角洲主环网。广州电网通过天广500kV直流线路与广西电力系统互联，逆变电压220kV。增城变和北郊变向东莞、佛山等市送电；珠江电厂也向东莞和佛山送电；郭塘、田心、从化-4-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普站接受韶关电力。至2004年底,广州电网有换流站1座,500kV,容 量180万kW；500kV变电站2座，500kV降压变压器总容量3750MVA,500kV线路总长度534km;有220kV变电站23座，220kV降压变压器总容量9480 MVA,220kV线路总长度1555.033km;有110kV变电 站143座，llOkV降压变压器总容量12460MVA,llOkV线路总长度2470.02 km。2004年220kV及以下电源发电量303.14亿k W h,其 中220kV电源发电量186.23亿kWh,UOkV及以下电源发电量116.91亿kWh。2004年广州电网全社会用电量384.64亿kW h,比上年增长14.83%,全社会用电最高负荷7232MW,比上年增长15.77%。2004年广州电网供电量为346.1亿kW h,比上年增长14.2%,供电最高负荷665.0万kW,比上年增长14.03%。老市区是广州电网最大负荷中心，2004年该区供电量占广州市供电量63.0%；其次是番禺区，占17.3%；第三是增城市占9.3%；花都区和从化市所占比例不大，分别为6.7%和2.6%。1.3.3广州电网存在的主要问题广州电网存在的主要问题是电源结构不合理。广州电网小煤电多，柴油机多，有待优化调整。小煤电和柴油机组容量占广州电网220kV及以下电源总装机容量的38.8%。柴油机组寿命短，到时必须退役，受国际油价格的影响很大，安全可靠性低。小煤电热经济性差，煤耗高，浪费能源，严重污染环境；2003年2月已通过评审的 广州市城市生态可持续发展规划也指出，“我市生态系统处于亚健康状况，能源结构、水环境等都离生态城市有一定的距离”。忽视能源、环境与经济结构调整之间的互动，已付出了巨大的经济和社会效益代价。另外，广州电网还存在：220kV电网结构薄弱、部分变电站不能满足N-1安全标准及单台主变问题、部分线路不能满足N-1安全标准及变电站单电源问题等等。1.4项目建设的必要性1.4.1 广州大学城能源需求的特点1.4.1.1 电力需求特点根据大学城能源规划研究，能源站主要面向大学城一期（小谷围岛地区），建设面积-5-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普1 8 平方公里，根据发展规划，该地区建成后可容纳1 4 万高校学生，规划人口约2 5 万左右。根据人均电量法和用地负荷密度法预测，消耗的能源主要是电力，预测容量约2 0 0-3 2 0 M W,由于岛内无连续生产的大工业用户，所以电网负荷峰谷差较大，白天（8:0 0-1 3:0 0,1 9:0 0-2 2:0 0）为教学、科 研 时 间,电 量 消 耗 大,属 峰 段;2 3:0 0-次 日 7:0 0点，电量消耗较小，为谷段；其余为平段。三段负荷比例大概为3：2：l o大学城最大的能耗是空调制冷，初步估计占总能耗的5 0%以上，约 为 1 1 万冷吨，空调负荷存在着三个不均衡：首先是季节不均衡，制冷时间基本上在每年的5至 1 0 月 份（1 1月份也有一部分时间需要制冷）；其次是昼夜不均衡，除少数商业网点和会所之外，教室、研究所等大部分建筑制冷时间集中在白天，而宿舍的制冷时间则集中在夜晚；另外一个特点 是 暑 假（7-8 月）期间处于制冷负荷低谷。根据大学城集中供冷系统和集中生活热水系统总体规划，小谷围岛大学城制冷电负荷需求量为9 2.1 5 3 M W,其中蓄冰约2 0-3 0%,制冷站年耗电量约2亿千瓦时。1.4.1.2热负荷需求特点能源站的热负荷主要为大学城各校区和中央商务区提供生活热水供应系统和集中制冷热负荷。热负荷的需求极不均衡。热水主要提供给学生宿舍和教师公寓以及有需求的公用和商用建筑。最大小时需水量出现在2 2：0 0,由于热水需求时段的极端不均匀，典型日最大用水时段的小时热水负荷大于能源系统相应的小时余热生产能力，而在每日7 5%的时间内能源系统的小时余热生产能力大于相应时间内的热负荷需求，因此应采用即热加蓄热式（热水储罐）的热水供给与生产方式。关于集中热力站的有关研究见 广州大学城（小谷围岛）集中生活热水工程规划（修改稿，天津市建筑设计院,2 0 0 3.0 9）热负荷的季节性峰谷差也比较大。制冷热负荷在冬季为零，而热水负荷在冬季为最大。详细热负荷数据见热负荷章节。1.4.2 广州大学城分布式能源站建设的必要性广州大学城项目是广东省和广州市贯彻“科教兴粤”战略部署的重点项目，根据大学城的能源需求特点，若由市网直接供电将进一步加大广州市网的供电负荷和峰谷差。根据大学城能源规划研究，为广州大学城项目配套建设1座燃气一蒸汽联合循环的分布式能源-6-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普站，其必要性主要体现在：(1)在满足大学城集中供冷和集中供热的基础上，为大学城的用户提供电力供应，以缓解广州电网的供电压力，改善广州电网的电源结构和调峰性能。a)满足大学城集中供热的需要根据大学城的高起点规划，对环境保护和学校的整体美观要求较高，不允许在大学城中设许多的小锅炉，根据大学城总体规划，大学城各校区和中央商务区将采用集中生活热水供应系统。根据广州市供热规划，大学城附近近仅有永大集团市头发电厂可提供部分热负荷以外，无其他热源，且容量十分有限，不能满足整个大学城的热负荷需求。b)满足大学城电负荷的需要，减轻广州市网的供电压力广东省电力短缺，尤其珠三角地区，电力供需矛盾突出，急需新增电源。能源站的电力除满足集中制冷站的电负荷需求外，还为大学城其他电力用户提供电力供应，减轻广州电网的供电压力。能源站的建设将有助于与大学城区域集中供冷系统形成良好的匹配，既提高能源的综合利用效率，同时又能为集中供冷提供良好的能源，降低制冷成本，提高制冷效果。c)改善电网结构和供电可靠性的需要能源站独立运行将不仅减少广州市电网日益严重的峰谷差达10余万千瓦，同时还能在每年7-8月向电网供电，降低市电网的季节峰谷差，提高整个供电系统的稳定性。(2)改善环境的需要珠三角地区对环保要求高，需要清洁能源，燃煤电厂对大气环境影响较大，天然气发电符合环保要求，是能源发展方向。(3)符合国家产业政策的发展要求发改委要求新建电厂优先考虑靠近负荷中心的、有利于减轻电网建设和输送压力的项目，有利于电网运行安全、多方向、分散接入系统的项目。国家发改委、科技部、商务部联合发文，2004年度“当前优先发展的高技术产业化重点领域指南”中明确指出重点优先发展天然气资源在能源领域的综合利用和燃气轮机发电技术。-7-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普1.5主要技术设计原则和指导思想(1)设计指导思想：广州大学城建设项目为广东省重点建设项目，要按照“四个一流 (一流的规划、一流的设计、一流的建设、一流的质量)的标准，因此能源站的设计，将与之相适应，创建节地、节水、节能、优质、高效、低耗、安全、经济，环保型工程。主要体现在以下儿个方面：充分考虑技术方案的可行性、运行可靠性和调节的灵活性，技术先进性、项目的经济性；能源的梯级利用和转换效率应达到先进水平；规划方案有利于分期实施，以适应目前制冷负荷的不确定性，灵活、方便地满足将来负荷不断增加的需求；强调大学城较高的环保要求，满足国家及广东省的有关环境保护方面的强制性标准和法律、法规的要求；在满足生产和施工安装的前提下，尽量节约用地；充分利用附近现有有利条件，尽量减少初投资，缩短建设工期；在满足安全可靠的条件下，尽量选用技术先进、效率高的联合循环发电机组。(2)主要技术设计原则：能源站机组容量的选择原则为在满足大学城的大部分能源需求的前提下，尽量提高能源的综合利用效率。大学城内集中制冷站的电负荷采用10kV供电，同时，网电将作为能源站的事故备用电源。能源站以U O kV电压等级与系统相连，U O kV出线两回，接 至 岛 内U O kV谷围站(根据业主要求)。另发电机以10kV电压等级向大学城第一制冷站及能源站用户配电,其他三个制冷站由岛内U O kV谷围站供电。本 期 工 程U O kV配电装置采用单母线接线方式，扩 建 后UO kV配电装置采用单母线分段接线方式。采用新厂新办法，提高控制水平，减少运行管理和检修人员，不设中心修配厂，但要考虑机炉检修间、备品备件库等。机组大修考虑外委。在满足大学城能源基本需求的前提下，在较低的负荷需求时，从经济性考虑，可以只运行1台机组。-8-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普1.6简要工作过程广东省电力设计研究院接到任务委托书后，根据业主的不同要求，先后于2004年 4月完成可行性研究报告，2004年 7 月完成出版可行性研究报告（修改A）。2004年8 月27日，广州市发展计划委员会组织有关专家对本项目可行性研究报告（修改A）进行了评审。现根据专家评审意见及能源公司的要求，对可研报告的相关部分进行了修改，压缩了投资估算，并根据政策性文件，对供电成本做了进一步的分析，完成并出版可行性研究报告（修改B）,作为可研报批稿，项目核准报告于2005年 9 月获省发改委批复。2004年 10月，广州市规划局提出能源站江边厂址与大学城南岸二期规划矛盾，必须考虑其他的厂址。由于厂址改变，建厂条件改变，加上热水系统及制冷系统的外部供热需求及出线条件、冷却水条件、主机选型等条件均有变化，根据2005年 3 月2 4 日，广州市大学城建设指挥部领导协调会议精神要求及业主委托，我们对大学城分布式能源站项目进行可研深化和补充，形成可行性研究报告（修改C）。2005年 12月9 日，广州市发展计划委员会组织有关专家对本项目可行性研究报告（修改C）进行了评审。现根据专家评审意见及能源公司的要求，对可研报告（修改C）的相关部分进行修改、补充和完善，完成C 版可研报告的收口工作，形成本次可行性研究报告（修改D）即（可研审查收口版）作为可研报告的最终版，重新向广东省发改委申请报批。-9-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普2热负荷2.1 供热现状由于广州大学城是一个新建的大学校区，在其附近仅有永大集团市头发电厂可提供部分热负荷以外，无其他热源，且容量十分有限，不能满足整个大学城的热负荷需求，只考虑在能源站未建设之前，由市头电厂提供过渡期能源供应。同时大学城的高起点规划，对环境保护和学校的整体美观要求较高，不允许在大学城中设许多的小锅炉。广州市永大集团市头发电厂与大学城隔水相望，河 宽600米，市头发电厂是一座资源综合利用的自备发电厂，有5台中温中压锅炉，总蒸发量为340t/h,有3台中温中压凝汽式发电机组，总装机容量为55M W,具有年发电能力3.7亿千瓦时，除满足本集团公司的电力需要外，每年向广州电网输电3亿千瓦时，同时具有向周围的热用户提供约2.48x106吉焦热量的能力。由于设备服役期满，而且燃煤机组，污染严重，不能作为大学城的永久热源，现只考虑在大学城分布式能源站投运之前作为临时过渡期热源。另外，根据市发改委意见，将能源站附近的部分热负荷也纳入能源站的供热范围，以提高能源站的热经济性。2.2 供热规划广州大学城分布式能源站燃气蒸汽联合循环热电冷联产工程是结合广州大学城总体规划、集中供冷规划、集中供热规划及其供热现状，为满足大学城校区及中央商务区等区域内集中供电、供冷、供热的基本需求而建设的。按规划要求，在能源站建成后，小谷围岛大学城的能源需求80%由能源站供应。大学城区域的热负荷类型按其性质可分为季节性热负荷和常年性热负荷两大类。季节性热负荷有制冷蒸汽热负荷，常年性热负荷有生活热水热负荷。均为民用热负荷。本期工程电厂的供热能力是针对到2007年，集中制冷站二期工程投产，生活热水负荷达到规模容量的热负荷特点及要求，根据委托方提供的热负荷参数来确定的。第一制冷站采用能源站的蒸汽（或热水）溟化锂吸收制冷+电制冷串联方案，第二至第四制冷站采用电制冷,集中热力站采用能源站余热锅炉尾部高温热媒水来制备生活用热水，不足部分由抽汽补充。根 据2005年12月9日专家评审意见，为了充分提高能源站余热利用率，将能源站-1 0-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普附近的服装洗水热负荷纳入能源站本期供热范围，该负荷为常年性热负荷，为工业热负荷。由于能源站附近的工业液压和工业干燥等热负荷超出能源站一期的供热能力，该负荷将纳入能源站二期规划热负荷。2.3 热负荷需求及其特点大学城热负荷主要是生活热水负荷、空调制冷热负荷及和服装洗水用热负荷，主要民用热负荷。其主要负荷特点及预测数据如下：2.3.1 生活热水热负荷及特点根据大学城集中供热规划，集中供热系统的功能是为大学城各大学校区及中央商务区 约1 8-2 4万人提供生活热水。根据委托方提供的热水热源需求资料，要求热水的生产模式按分时段连续生产；蒸汽 参 数 为0.5 M P a(a)的饱和蒸汽，蒸汽需求量为除去烟气可加热的热水之外的所需热源，必须保证烟气生产的热水量稳定。根据委托方提供的资料，大学城热力站各月不同时段热水热负荷需求曲线(柱状图)见图2.2-1ooooooO05050532211图2.2-1不同时段热水热负荷(q/fs胆裆条转小 0 0：0 0-8：0 0热水热负荷(G J/h)8：0 0 1 8：0 0热水热负荷(G J/h)1 8：0 0-2 4：0 0热水热负荷(G J/h)巴I哎。I哎6为8呼份E9月皿95为8巴从图中分析可以看出，生活热水热负荷特点为：1)生活热水热负荷的季节性差别较大，最大需求出现在冬季，最小热负荷为夏季的7、8月暑假。-1 1-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普2）生活热负荷日夜间负荷也极不均衡。每天最大小时需水量出现在22：OOo由于热水需求时段的极端不均匀，热水制备站的制水模式为分时段均衡生产：即 在 18：00-24：0 0 时段热负荷较高（称高热负荷时段），在 24：00-18：0 0 制水热负荷较小（称低热负荷 口 寸 段）。生活热水最高热负荷出现在每年的1 月份的高负荷时段，为 242 G J/h,生活热水最小热负荷出现在每年的7-8月份的暑假期间，为22.3 GJ/ho2.3.2 制冷热负荷及特点第一制冷站制冷用蒸汽量随着负荷的变化，对蒸汽的需求量是不同的。根据委托方提供的资料，制冷供热蒸汽参数要求为：0.5MPa（a）的饱和蒸汽。回水温度为6 0 C,回水率暂按90%考虑。在能源站设备抽汽口处的蒸汽参数为0.60MPa（a）,254锅炉尾部高温热媒水，在春秋季作为生活热水的热源有富余时也用于空调制冷供到制冷站的热水参数初步确定按供水130C,回水温度80C考虑，能源站高温热媒水参数为锅炉出口水温1 3 3 C,回水温度77。根据委托方提供的资料，各月不同时段制冷热负荷需求曲线见图2.2-2,从图中分析，可以看出，制冷热负荷特点为：1）空调制冷热负荷随季节性变化较大，每年制冷季为4 月 15日至11月 15日，非制冷季无制冷热负荷。2）制冷热负荷日负荷率变化也特别大，空调制冷的最大热负荷出现在夏季非暑假工作日的下午34 点钟，为 146.5 GJ/h,制冷最小热负荷出现在非暑假节假日的晚上零点至次日早晨的8 点钟，为 8.10GJ/h。2.3.3 服装洗水热负荷及特点服装洗水热负荷所需的蒸汽为0.8-1.OMPa的饱和蒸汽，需求量是每小时12吨，每天 24小时连续供应。-1 2-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普图2.2-2不同时段制冷热负荷1 2 0.0 01 0 0.0 08 0.0 06 0.0 04 0.0 02 0.0 0O.00G/r8胆格辕轼命 0 0：0 0-8：0 0制冷热负荷(G J/h)8：0 0-1 8：0 0制冷热负荷(G J/h)1 8：0 0-2 4：0 0制冷热负荷(G J/h)7 8 9 O1X2份6月2 3 4 52.3.4 总热负荷总热负荷为热水热负荷、制冷热负荷和服装洗水热负荷的的叠加，各月不同时段总热负荷需求曲线见图2.2-3,总的月平均热负荷需求及年平均热负荷需求曲线见图224。图2.2-3不同时段总热负荷OOOOOOOO5050505332211(q/fs萍小埔奥小 0 0:0 0-8:0 0总热负荷(G J/h)8:0 0 T 8:0 0总热负荷(G J/h)1 8:0 0-2 4:0 0总热负荷(G J/h)-1 3-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报警图2.2-4 总的平均热负荷2 5 0-(q、f8胆唱辕蜃时0 02oooO505月平均热负荷(G J/h)年平均热负荷(G J/h)56721X11 O98份月2.3.5 供热能力及负荷调节范围要求1)单套机组最大供热能力要求考虑1台机组事故停运时，另一台机组最大供热能力至少满足6 0%的最大热负荷。根据分析，最大热负荷出现在1 1 月 份 的 1 8：0 0-2 4：0 0 时段，为 3 1 0 G J/h o 最小热负荷出现在暑假夜间的0:0 0-8:0 0 时段，为 6 6 G J/h o2)由于大学城日负荷曲线变化大，机组需调峰运行，部分机组两班制运行，部分机组变负荷运行。3)由于该项目为分布式能源站区域直供的热电冷联供项目，负荷特点为季节负荷峰谷差较大，日负荷峰谷差较大，且存在寒暑假期等特点，所以，能源站的设计和燃气轮发电机组的配置必须考虑负荷调节的灵活性和调节的经济性。要求机组满足在最大和最小负荷区间安全稳定运行。2.4 热负荷调查与核实大学城热负荷是根据热水制备站和第一制冷站的设计单位天津市建筑设计院提供的热负荷资料来设计能源站的供热方案，热负荷的调查和核实由天津市建筑设计院完成。另外，根据业主提供的服装洗水热负荷，目前仍由永大市头电厂供热，在市头电厂停运后，-1 4-广州大学城分布式能源站工程可行性研究报普可由能源站一期机组供热。2.5设计热负荷设计热负荷按生活热水负荷、空调制冷热负荷和服装洗水热负荷的分时段叠加考虑，同时考虑热网效率0.96和管道效率0.98o能源站设计热负荷：最大热负荷为310G J/h,最 小热负荷为66G J/h,平均热负荷为146GJ/ho余热利用原则：总热负荷优先由锅炉尾部高温热媒水提供，不足部分由抽汽补充。-1 5-广东天联工程有限公司广州大学城分布式能源站工程可行性研究报告（修改D）3电力系统3.1 广州电力系统现状广州电力系统现状见132.1节。3.2 能源站近区电网现状广州大学城的地域范围包括番禺区北部小谷围岛和小谷围岛以南的新造镇、南村镇部分地区，总面积43.3km2,其中小谷围岛18km2。能源站在市头电厂旁边，紧靠市头电厂。在小谷围岛西北面有运行的220kV赤沙变电站，容量2X150+180MVA；西南面规划中有220kV迎宾站，将于2006年投产，容量2x240MVA；东北面有黄埔区的110kV长洲变电站（T 接），容量2X40MVA。在能源站东面有llOkV新造变电站（有母线），容量2x40MVA；西面有UOkV南村站（有母线），容量2x50MVA。大学城内110 kV 谷围站（位于小谷围岛内西边），2004年投入运行，主变容量2X63MVA,两台主变分别T 接（电缆线XLPE-800）于赤新线（架空线）和赤长线（架空线，赤棠线）。紧靠能源站的市头电厂，装机容量（2x12+2.5万kW）,通过1回 HOkV线路，接至新造站，该线路通过能源站，将影响能源站基建，需迁移。能源站投产前近区电网情况见图F2261K-A02C-X01o3.3 电力需求预测及特性分析3.3.1 电力需求预测根 据 广州大学城（小谷围岛地区）电力工程总体设计预测，小谷围岛最终电力负荷32.7万 kW,其中五个组团（教学区和生活区）为20.92万 kW；中心组团及村庄等为11.78万kW。推荐小谷围岛最终负荷32.0万 k W,年最大负荷利用小时4600小时。规划建设变电站3 座：110 kV小谷围站；110 kV小谷围2 站；220 kV大学城站（10 kV 向小谷围岛供电）。广州大学城电力工程总体设计未预测出逐年电力负荷，为分析能源站供需情况和变电站建设进度，本设计对负荷预测进行补充和调整。按人均用电指标预测用电量。2004年大学城按预定目标开学，用电负荷约3 万 k W,预计2005年为6.5万 k W,预测 2007年为12万 kW,2010年为19.5万 kW。电力需求预测结果见表3.3-1。16-广东天联工程有限公司广州大学城分布式能源站工程可行性研究报告（修改D）表3.3-1 广州大学城电力需求预测结果表年 份2004200520062007200820092010岛 内 人 口（万人）371114182225用电量（亿kWh）2.63.54.45.76.97.9最 高 负 荷（万kW）6.89.111.614.918.220.7推荐值最 高 负 荷（力kW）3.06.59.512.015.018.019.5用 电 量（亿kWh）2.63.54.55.57.08.03.3.2电力负荷特性分析电力负荷曲线主要包括日负荷曲线和年负荷曲线，其特性的指标分别为日负荷率、最小日负荷率；月负荷率、季负荷率。有关单位对电力负荷特性指标作了一定工作。本报告为了从预测电量计算出大学城用电最高负荷，对年最大负荷利用小时进一步地进行分析。（1）大学城用电性质大学城是教学科研场所，用电分类属于第三产业用电和生活用电，基本不含第二产业用电，主要用户是制冷设备和照明，用电年负荷曲线和日负荷曲线变化大，其特性指标差。日负荷率、月负荷率、季负荷率都低。因此，大学城年最大负荷利用小时不可能高。（2）大学城制冷设备利用小时大学城共有四个制冷站，每 年1、2月份制冷设备停运，其余月份制冷设备白天制冷，夜间储冰。制冷工况用电负荷大于储冰工况，年最大负荷发生于9月份白天制冷运行工况。根据制冷站年最大负荷、年耗电量，可以推算出制冷设备利用小时。制冷设备是大学城最大用户，制冷设备利用小时在4000左右。（3）广州市区部分区年最大负荷利用小时2004年番禺区和海珠区年最大负荷利用小时分别为4831小时、4172小时。观察对比上述分析之后，大学城用电年最大负荷利用小时取3800小时-1 7-广东天联工程有限公司广州大学城分布式能源站工程 可行性研究报告（修改D）3.4电力供需平衡分析3.4.1 供需平衡原则根据电力需求预测结果和能源站建设运行情况进行大学城电力平衡，平衡时主要考虑下列原则：（1）取夏天高峰负荷进行电力平衡；（2）能源站机组检修安排在冬天，机组事故，大学城电力不足由电网提供，电力平衡时不考虑备用容量；（3）能源站机组（两套，每套容量拟改为7.8万kW）发电总出力与供热、环境温度有关,电力平衡时取发电总出力见表3.3.2的3）项，扣除4%的厂用电和热力站少量用电。3.4.2 电力平衡分析20042010年大学城电力平衡结果见表3 4 1。表3.4-1（20042010年大学城电力平衡表（夏天高峰负荷）单位:万kW年 份20042005200620072008200920101）大学城最高负荷3.06.59.512.015.018.019.142）能源站装机容量15.615.615.615.615.63）能源站总出力（考虑温度及抽汽供热）13.7413.7413.7413.7413.744）能源站总出力扣厂用（厂用电4%及热力站1300kw）12.9912.9912.9912.9912.99电力盈亏-3.0-6.51.70.8-3.8-6.8-8.262004年大学城用电负荷约3万k W,由110kV谷围站供电；2004年大学城用电负荷3万k W,由UOkV谷围站供电；2005年预计大学城用电负荷6.5