湖北武汉市青山热电联产电厂3台600mw项目可行性研究报告.doc

湖北武汉青山热电联产电厂3台600MW项目可行性研究报告目 录2电力系统22.1电力系统概况22.1.1湖北省电网现况22.1.2武汉市电网概况42.1.3青山区及其电网概况62.2电力发展规划82.2.1电力负荷预测82.2.1.1湖北负荷水平预测82.2.1.2武汉负荷水平预测102.2.1.3负荷特性预测122.2.2电源建设规划及电力电量平衡142.2.2.1湖北电源建设规划142.2.2.2湖北电网电力平衡172.2.2.3湖北电网电量平衡202.2.2.4武汉电网电力平衡222.2.3目标电网规划262.3青山热电厂改造工程建设的必要性及在系统中的作用282.4青山热电厂老厂改造工程建设规模、时间、接入系统方案332电力系统2.1电力系统概况2.1.1湖北省电网现况湖北省电网是华中电力系统的重要组成部分，是华中各省（市）网之间、华中与华东、广东电网之间电力、电量交换的枢纽。随着三峡电站的投产，湖北电网将在华中系统乃至全国联网中处于中枢地位。截至2010年底，湖北省全口径发电装机容量27415MW（含三峡机组），其中水电装机17889MW，约占65.3%，火电装机9526MW，约占34.7%。湖北电网统调装机容量为24224MW（含三峡机组），其中水电装机15914MW，约占65.7%，火电装机8311MW，约占34.3%。2010年湖北省全口径机组发电量128980GWh（含三峡机组），其中水电发电量81370GWh，约占63.1%，火电发电量47610GWh，约占36.9%。湖北统调电厂发电量118068GWh，其中水电发电量75578GWh，约占64%，火电发电量42490GWh，约占36%。2010年湖北省全社会用电量78815GWh，较上年增长12.6%；统调用电量68800GWh，较上年增长14.9%；统调用电最高负荷13230MW，较上年增长14.7%。2010年湖北电网累计净外送电量49860GWh，其中送出电量57750GWh，接受电量7890GWh。湖北电网最高电压等级为500kV，2010年已拥有500kV线路40条，总长度4629km（其中500kV直流线路962km）；拥有220kV线路总长度7634km。湖北电网已有11座500kV换流站、变电所或开关站，分别是宋家坝换流站、斗笠开关站、龙泉和江陵交直流混合变电站、以及凤凰山、玉贤、孝感、双河、磁湖、樊城、兴隆变电所，拥有500kV单相变压器32台（含凤凰山、玉贤变各一台备用变），总容量8068MVA。2010年已有220kV变电所89座，变电总容量18330MVA。目前，湖北电网通过3回500kV联网线与河南电网相连，与湖南、江西、川渝电网分别通过2回500kV线路相连；并通过2回500kV直流线路向华东电网送电，通过1回500kV直流线路向广东电网送电。湖北电网目前存在的主要问题有：a) 近几年用电负荷增长较快，电源建设相对滞后，“十一五”初期仍存在缺电情况。b) 湖北电源中水电比重大，调节性能好的不多，绝大部分为径流式电站，调峰能力有限。c) 500kV电网仍不够坚强，单线单变较多；220kV网络多处卡口，电压水平偏低。2.1.2武汉市电网概况武汉是湖北省省会，华中地区最大的城市，是湖北省政治、经济、文化中心。武汉市下设13个区，其中6个为远城区。武汉全市面积8494.41km2，其中城区面积216.22km2;全市人口837万，其中城区人口600多万。武汉电网是湖北电网乃至华中电网最大的供电枢纽和负荷中心，其用电负荷占湖北省的四分之一强。武汉电网供电区域为武汉市全境，其电力供应主要来自阳逻电厂、青山电厂、汉川电厂及500kV凤凰山和玉贤变电所。武汉电网还向黄石、鄂州、咸宁、黄冈、孝感和荆州等地转供电力。武汉电网现有火电厂装机总容量不到3000MW，主要电厂有：阳逻电厂1200MW，青山电厂974MW，武钢自备电厂400MW，武昌电厂49MW，沌口调峰电厂176.5MW。2010年武汉市统调最大负荷4150MW（比上年增长6.5%）；全社会最大负荷4300MW；全社会用电量21086GWh（比上年增长13.6%）。截至2010年底，武汉市有500kV变电所2座，即凤凰山变和玉贤变，主变3台，总容量2300MVA（不含备用相），拥有500kV线路5条，总长度191km；拥有220kV变电所20座，变电总容量6040MVA（其中用户专用变3座，变电总容量990MVA），拥有220kV线路53条，总长度1229km。目前在武汉的西南面已经建成孝感变玉贤变凤凰山变的鄂东500kV单回路网络，武汉电网已经形成“凤凰山花山阳逻电厂岱家山舵落口玉贤郭徐岭关山凤凰山”的220kV双环网络。武汉电网以长江为界分为两大部分，即江南与江北电网，武汉江南与江北的电力负荷大约各占一半，江南约占1/2弱，江北约占1/2强。随着鄂东500kV双环网的建成投产，武汉的220kV双环网将会以长江为界解环运行，即开断现有的花山阳逻电厂、郭徐岭关山线路，届时，武汉江南与江北现有的220kV双环网将分网运行。武汉市江南电网含武昌区、青山区、武钢和江夏区电网。武汉江南是湖北省府和多座全国性大学所在地，同时云集了工业大型企业，武汉钢铁集团公司（国家特大型企业）、武昌造船厂和青山船舶建造基地、武汉锅炉厂、武汉重型机床厂、武汉石油化工厂等均座落于武汉市江南。武汉电网的装机容量远低于本地的负荷需求，武汉市的用电需要大量从外部送进。武汉电力系统运行中主要存在以下问题：a) 500kV凤凰山变和玉贤变在大负荷方式下已经满载，当鄂东地区开机减少时，500kV变电所主变将过载。b) 电网无功容量不足，对本地电厂依赖较大，目前系统运行电压水平较低。2.1.3青山区及其电网概况青山区位于武汉市东部,既靠近城市中心,又具有相对的独立性。青山区面积46.77km2，人口约为45万。青山区是重工业区，是上世纪五十年代兴起的国家老工业基地，目前仍是湖北省工业用电负荷最高、增长最快的地区之一。青山区区域内有400余户工业企业，其中有国家特大型企业武汉钢铁集团公司，有中国内陆大型船舶建造基地包括青山造船厂、461、471军工造船厂，有湖北省最大的石油化工企业武汉石油化工厂，还有第一冶金建设公司、武汉水泥厂等一大批用电大户，已形成冶金、机械、化工、能源、船舶、建筑、建材七大产业。根据武汉市总体规划，在“十一五”期间，将建设武汉第二座长江公路、铁路两用大桥及武汉火车站，青山区将成为武汉铁路、公路交通枢纽和对外窗口。青山供电区向青山全区和洪山区的建设乡、和平乡、天兴洲乡供电，供电区域181.37km2，目前区域内统调系统发电装机有青山热电厂974MW，武钢自备电厂400MW。青山区电网主要存在以下问题：a) 主网架供电电源单一，供电可靠性不够强。b) 许多线路末端电压达不到要求。2010年湖北220kV及以上电网地理接线图详见图2.1-1。图2.1-1 湖北电网2010年220kV及以上电网现况地理接线图342.2电力发展规划2.2.1电力负荷预测2.2.1.1湖北负荷水平预测根据华中电网有限公司2010年10月出版的华中电网“十一五”规划及2020年远景目标报告中推荐的负荷水平，以及2010年的实际情况，预测湖北电网“十一五”至“十三五”的负荷发展情况如下：预计湖北全社会需电量2010、2015、2020年分别为114000、148000、189500GWh，“十一五”、“十二五”、“十三五”期间年均分别增长7.7 %、5.4 %、5.1 %。预计湖北统调电量2010、2015、2020年分别为98000、131000、172000GWh，“十一五”、“十二五”、“十三五”期间年均分别增长7.3%、6.0 %、5.6 %。预计湖北统调最大负荷2010、2015、2020年分别为19800、26500、34800MW，“十一五”、“十二五”、“十三五”期间年均分别增长8.4 %、6.0 %、5.6 %。详细情况如表2.2-1所示。湖北电网负荷水平预测表表2.2-1单位：MW、GWh、h项目2005 (实际)2006(实际)2007(实际)2008(实际)2009(实际)2010(实际)2011201220132014201520162017201820192020十一五期增长率%十二五期增长率%十三五期增长率%全社会 用电量788158485391354983531058881140001201091265461333281404731480001555011633811716611803601895007.75.45.1统调电量6880073844792588506991306980001038571100641166421236131310001383321460751542501628841720007.36.05.6统调 最大负荷132301434115545168511826619800209892224823584249992650027984295523120732954348008.46.05.6统调最大 负荷年利用小时数52005149509850484999494949484947494649454943494349434943494349432.2.1.2武汉负荷水平预测根据2010年8月完成并通过审查的湖北省“十一五”电网规划设计及2020年目标网架研究报告中推荐的负荷水平，以及武汉电网2010年的实际情况，预测武汉电网“十一五”至“十三五”的负荷增长情况如下：预计武汉全社会最大负荷2010、2015、2020年分别为6600、8970、12200MW，“十一五”、“十二五”、“十三五”期间年均分别增长8.9 %、6.3 %、6.3 %。预计武汉统调最大负荷2010、2015、2020年分别为6480、8820、12000MW，“十一五”、“十二五”、“十三五”期间年均分别增长9.3 %、6.4 %、6.4 %。其中2010、2015、2020年武汉江北统调最大负荷分别为3526、4800、6530MW；武汉江南统调最大负荷分别为3294、4484、6100MW。武汉江北、江南统调最大负荷的同时率约为0.95。武汉负荷预测详细情况如表2.2-2所示。武汉电网负荷水平预测表表2.2-2单位：MW项目2005 (实际)200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020十一五期增长率%十二五期增长率%十三五期增长率%全社会最大负荷430046855104556060586600701874627934843689709539101441078811472122008.96.36.3统调最大负荷41504537496054225927648068927330779782938820938099761060911283120009.36.46.4其中江北22582468269929503225352637503989424345134800510554295774614065309.36.46.4 江南21102307252127563013329435043726396442164484476950725394573661009.36.46.4江北、江南同时率0.950.950.950.950.950.950.950.950.950.950.950.950.950.950.950.952.2.1.3负荷特性预测预计湖北电网的降温和取暖负荷在全部负荷中的比重将保持上升趋势，尽管加强了负荷需求侧的管理力度，季不均衡系数、月不均衡系数、日负荷率和年最大负荷利用小时数仍有下降趋势。参照2010年8月完成并通过审查的湖北省“十一五”电网规划设计及2020年目标网架研究报告中的预测情况，以及上述2.2.1.1节中对湖北电网负荷预测时负荷年利用小时数的计算结果，预计湖北电网负荷特性参数如下表2.2-3所示。湖北电网负荷特性参数预测表2.2-3年份20102020季不均衡系数0.8090.806平均月不均衡系数0.9020.901平均日负荷率0.7750.774最大负荷利用小时数49504930由于湖北地区夏季炎热，冬季阴冷潮湿，因此降温、取暖季节性负荷所占比重大，并且增长潜力可观。预计湖北电网的年负荷曲线仍然为夏冬大，春秋小，且夏季又大于冬季，同时夏冬季负荷与春秋季负荷的差距将会进一步扩大。2010、2020年湖北年负荷曲线预测情况如下表2.2-4所示。湖北电网年负荷曲线预测表表2.2-4 单位：%月份123456789101112平均2010年76.373.370.870.874.983.210099.58675.575.684.580.92020年76.173.270.670.674.983.110099.48575.275.484.180.62.2.2电源建设规划及电力电量平衡2.2.2.1湖北电源建设规划根据前述预测的负荷水平，综合考虑了与外界的电力交换以及本省能源资源开发情况，提出湖北电网统调电源规划装机情况如表2.2-5所示。在规划新增装机时，优先建设调节性能较好的水电工程，同时根据系统调峰需要，建设抽水蓄能电站。拟建的较大型的电站有：白莲河抽水蓄能电站4x300MW机组安排在2007-2008年建成投产，水布垭水电站4x460MW机组安排在2007-2009年建成投产，潘口水电站2x250MW机组安排在2008-2009年建成投产,江坪河水电站500MW机组安排在2015年建成投产。在规划新建大型火电机组的同时，安排了小火电机组退役计划。青山电厂2006年退役1X12+2X25+2X50MW机组，松木坪电厂2006年退役2X25MW机组,黄石电厂2006-2007年退役2X65MW机组，武昌电厂2006-2010年退役2X12+1X25MW机组，沙市电厂2010年退役1X60MW机组。湖北电网统调电源在“十一五”期间共退役小火电机组451MW。沙市电厂2015年再退役1X25+1X55MW机组，幸福电厂2015年退役3X50MW机组。湖北电网统调电源在“十二五”期间共退役小火电机组230MW。阳逻电厂三期、大别山电厂、荆门电厂三期、襄樊电厂二期4个项目共4800MW机组，经过了国家发改委核准，均已开工建设，从2006年起陆续在“十一五”期内建成投产。湖北省火电电源开发项目主要有：鄂州电厂二期（2x600MW）、黄石西塞山电厂二期（2x600MW）、蒲圻电厂二期（2x900MW）、青山热电厂老厂改造工程（1x600MW）、沙市电厂扩建工程（2x300MW）、阳逻电厂四期（2x1000MW）、汉川电厂三期（2x1000MW）、襄樊电厂三期（2x1000MW）、黄冈电厂（2x600MW）、荆沙电厂（4x600MW）、孝感电厂（4x600MW）等。其中鄂州二期、西塞山二期和蒲圻二期已经完成了可行性研究阶段的工作，具备了向国家发改委报送核准项目的基本条件。表2.2-5中列出了湖北电网统调电源“十一五”至“十二五”期间的装机情况。其中2010年装机22412MW，其中水电8463MW，抽水蓄能机组1270MW，燃机177MW，火电12502MW；2015年装机27682MW，其中水电8963MW，抽水蓄能机组1270MW，燃机177MW，火电17272MW。湖北电网统调电源装机容量表表2.2-5 单位：MW项 目2010年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年2015年湖北合计1419316304189592155922509224122301224212248122581227682一)水电579357936713751384638463846384638463846389631、葛洲坝272027202720272027202720272027202720272027202、丹江口9009009009009009009009009009009003、隔河岩121212121212121212121212121212121212121212124、黄龙滩4904904904904904904904904904904905、高坝洲2522522522522522522522522522522526、王甫洲1091091091091091091091091091091097、洞坪1101101101101101101101101101101108、水布垭920138018401840184018401840184018409、老渡口909090909090909010、潘口25050050050050050050050011、姚家坪 24024024024024024024012、江坪河500二）抽水蓄能7070670127012701270127012701270127012701、天堂70707070707070707070702、白莲河60012001200120012001200120012001200三)燃机1771771771771771771771771771771771、汉能沌口电厂176.5176.5176.5176.5176.5176.5176.5176.5176.5176.5176.5四)火电8153102641139912599125991250213102143021490215902172721、青山9748128128128128128128128128128122、阳逻120012001200120012001200120012001200120012003、汉川120012001200120012001200120012001200120012004、黄石3302652002002002002002002002002005、荆门6006006006006006006006006006006006、鄂州6006006006006006006006006006006007、襄樊120012001200120012001200120012001200120012008、武钢4004004004004004004004004004004009、武昌493737373710、松木坪50 11、沙市140140140140140808080808012、幸福150150150150150150150150150150 13、黄石西塞山66066066066066066066066066066066014、蒲圻60060060060060060060060060060060015、阳逻三期120012001200120012001200120012001200120016、荆门三期60012001200120012001200120012001200120017、襄樊二期60012001200120012001200120012001200120018、大别山 1200120012001200120012001200120019、新增火电机组 60018002400340050002.2.2.2湖北电网电力平衡按照前述预测的湖北电网统调负荷增长情况，以及统调电源装机进度，对20072015年丰、枯水期的电力供需进行了平衡计算。详细结果见表2.2-6所示。计算时丰水期备用容量取最大负荷的18%，枯水期备用容量取最大负荷的22%。根据电网规划，湖北省在“十一五”至“十二五”期间要消纳三峡及其地下电站、金沙江、四川和恩施等水电，并接纳华北特高压送入的电力。湖北统调电网接纳外界电力总额，2010年丰、枯水期分别约为4550、3170MW；2015年丰、枯水期分别约为6670、5050MW。当年投产、退役的机组不参加当年的平衡计算。从电源装机表和电力平衡表中可见：湖北省在“十一五”至“十二五”期间，除了消纳三峡、金沙江、四川等水电，接纳华北特高压送入的电力，新建投产3170MW水电机组、1200MW抽水蓄能机组以外，还需要建设一定容量的燃煤火电机组。其中在“十一五”期间投产已经核准并已开工的4800MW容量的火电机组以后，在“十二五”期间需新投产5000MW火电机组，如果负荷增长更快，或外界电力不能如数送抵，则湖北省火电装机新增更多，将可能达6000MW。从电力平衡计算结果可见：a）湖北电网在“十一五”初期缺电力，由于火电电源建设需要一定的周期，届时到负荷高峰时期，可采取将备用电源投入运行等措施，来维持电网运行。b）“十一五”中、后期国务院核准的8X600MW机组将陆续建成投产，此时若规划的外界电力都如期如数送抵，则湖北电网在2010年前后电力有盈余。C）“十二五”期间在负荷按预测的速率增长、外界电力按计划输入的情况下，依照表中进度新增投产5000MW火电机组以后，湖北的电力供需至“十二五”中、后期可大体平衡。湖北电网电力平衡表（统调系统）表2.2-6单位：MW年 份200720082009201020112012201320142015丰枯丰枯丰枯丰枯丰枯丰枯丰枯丰枯丰枯一.需要容量183431612019884174742155418942233642053324767217662625323071278292445729499259243127027481 1.最大负荷155451321316851143231826615526198001683020989178412224818911235842004624999212492650022525 2.备用容量279829073033315132883416356437033778392540054160424544104500467547704956二.外界电力130417252435306339363171454531714965352149653521496535215548404566665052 1.四川、恩施送入电力800 1000 1500 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2.三峡水电站送入电力50417251435226324362371254523712545237125452371254523712545237125452371 3.三峡地下电站送入电力 420350420350420350420350420350 4.金沙江水电站送入电力58352417011531 5.特高压工程送入电力 800 800 800 800 800 800 800 800二.本省系统装机189592155922509224122301224212248122581227682 1.火电装机113991259912599125021310214302149021590217272 其中当年新增已核准机组1200120000 当年还需新增机组600120060010001600 当年退役6500970000230 2.水电装机671375138463846384638463846384638963 其中当年新增机组920800950500 3.抽水蓄能67012701270127012701270127012701270 其中当年新增600600 4.燃机177177177177177177177177177三.机组利用容量156591409518287164752080718779215651928021565192802216519880233652108023965216802473522450 1.火电利用容量101991019911399113991259912599125021250212502125021310213102143021430214902149021567215672 2.水电利用容量521436506042422967624733761753327617533276175332761753327617533276175332 3.抽水蓄能机组利用容量707067067012701270127012701270127012701270127012701270127012701270 4.燃机利用容量177177177177177177177177177177177177177177177177177177四.电力盈亏-1380-300838206331893008274619191763103687833050114514-198131222.2.2.3湖北电网电量平衡按照前述预测的湖北电网统调电量增长情况，以及统调电源装机进度安排，对20102015年的电量供需进行了平衡计算。详细结果见表2.2-7所示。根据电网规划，湖北省在“十一五”至“十二五”期间要接纳三峡及其地下电站、金沙江、四川和恩施、以及华北特高压送入的电量。接纳外界电量总额，2010年约为19300GWh；2015年约为28400GWh。当年投产、退役的机组不参加当年的平衡计算。从电量平衡表中可见：a）湖北电网在“十一五”初期缺电力，此时火电机组的年均利用小时数较高。b）“十一五”中、后期国务院核准的8X600MW机组陆续建成投产，此时如果外界电量按计划送抵，则湖北电网火电机组的年均利用小时数较低，最低的2010年约为3580小时。C）“十二五”期间在电量按预测的速率增长、外界电量按计划输入的情况下，依照表中进度新增投产5000MW火电机组以后，至“十二五”中、后期，湖北电网火电机组的年均利用小时数约为4500小时。湖北电网电量平衡表（统调系统）表2.2-7单位：GWh、h项目2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年2015年一.本省需要电量79258850699130698000103857110064116642123613131000二.外界送入电量79101233013920193001967019670196702264828364 1.四川、恩施送入电量184023003450460046004600460046004600 2.三峡水电站送入电量607084308870131001310013100131001310013100 3.三峡地下电站送入电量370370370370370 4.金沙江水电站送入电量 29788694 5.特高压工程送入电量16001600160016001600160016001600三.非燃煤机组发电量235092703830088338883388833888338883388833888 1.水电机组可发电量231722685230052338523385233852338523385233852 2.抽水蓄能机组需电量-17-168-318-318-318-318-318-318-318 3.燃机发电量354354354354354354354354354四.需燃煤机组发电量478394570147298448125029956506630846707768748五.燃煤机组计算容量（MW）101991139912599125021250213102143021490215672六.燃煤机组年均利用小时数（h）4691400937543584402343134411450143872.2.2.4武汉电网电力平衡青山电厂位于武汉江南地区，武汉及其江南电网的负荷密集，最大负荷出现在夏季。因此对武汉及其江南地区2007-2015年夏季大负荷运行方式下的电力供需情况，进行了平衡计算。武汉地区装机情况详见表2