乡宁县新城区东扩供热管网项目可行性谋划书.doc

乡宁县新城区东扩供热管网工程可行性研究报告
第一章 总论
1.1项目概况
1、项目名称 ：乡宁新城区东扩供热管网工程
2、项目承办单位 ：乡宁县煤气化有限公司
3、项目性质 ：城市公用基础设施
4、本工程供热范围 ：明珠桥以东，樊家坪组团以东，鄂河以北区域等。
5、热源及供热能力： 目前乡宁县热源厂 2×58MW正在建设，建成后额定工况对外供热 116MW，供应 130/70℃的高温热水，同时预留一台锅炉位置。
6、热负荷： 本可行性研究报告供热面积为170万㎡，年供热量为838286GJ。
7、项目建设内容
本次研究范围内热水管网共设 15座水-水热力站，一次网管道长度为5113m，最大管径为 DN700。
8、项目总投资
项目建设总投资为4683.87万元。
1.2编制依据
本可行性研究报告主要依据以下文件进行编制：
1、《乡宁县城市总体规划》（2006～2020年）；
2、《中华人民共和国节约能源法》（1998.1.1）
3、国家发展和改革委员会，《节能中长期专项规划》；
4、《民用建筑节能管理规定》；建设部令第 143号
5、《乡宁县营里组团修建性详细规划》（山西省城乡规划设计研究院2010.06）；
6、《乡宁县圪台头组团修建性详细规划》（山西省城乡规划设计研究院2011）；
7、《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》 JGJ26-95
8、《山西省居住建筑节能设计标准》DBJ41/062-2005
9、《城市热力网设计规范》 CJJ34-2002
10、《城镇直埋供热管道工程技术规程》 CJJ/T81-98
11、项目单位提供的其他资料。
1.3研究范围
本可行性研究报告的研究范围是乡宁城市集中供热项目的方案。其主要内容为：
1、热负荷的确定
2、供热范围、供热介质及参数的确定
3、一级供热管网的走向及敷设方案
4、热力站的规模及站址选择
5、热力网运行调节方式计算机监控系统
6、环境保护、劳动安全与工业卫生、节约能源
7、投资概算
1.4项目实施进度
本项目从 2011年3月到2011年11月，总工期9个月，相应管网和换热站建成并投入运行，其他换热站及二次管网可根据负荷发展需要进行建设。
1.5节能效益
本项目工程全部实施后，每年节约标煤量为2.4万t。
1.6社会效益
本项目工程全部实施后，供热面积为170万㎡；相对于小锅炉房，每年可减少烟尘排放量为209.8t，减少 SO2的排放量为241.22t。
第二章 项目背景及项目建设的必要性
2.1乡宁县概况
2.1.1 乡宁县自然地理概况
1、地理位置
乡宁县位于黄河中游，山西西南，吕梁山南端，临汾市西部地区。地理座标东经110°30′18″—111 °16′57″，北纬 35°41′30″--36°09′07″，县域东依姑射山与尧都区、襄汾县毗连，西隔黄河与陕西省韩城、宜川相望，南跨马首山、云邱山与新绛、稷山、河津为邻，北以高天山、云泰山、清川河为界，与吉县接壤。县域总面积 2029平方公里。
乡宁县区位优势明显，交通条件优越，309、209国道从县域通过，7条县乡公路以县城为中心，呈辐射状散开。正在建设的临吉高速公路、吉河高速从县城附近通过，形成四通八达的交通网络。县城基础设施完备，电力、水资源充足，综合经济实力位于临汾市前列。
2、行政区划
2010年底，全县共辖县城、管头镇、光华镇、台头镇、西坡镇5个城镇，关王庙乡、尉庄乡、西交口乡、双鹤乡、枣岭乡5个乡，182个行政村。总人口22.7万人，其中非农业人口3.5万人。
3、自然条件
（1）气象条件
乡宁县属暖温带大陆性季风气候，四季分明，区域间差异悬殊。年平均气温9.9℃，一月最冷，平均气温-4.6℃,7月最热，平均气温22.1℃，极端最高气温35.0℃，极端最低气温-21.0℃。全年日照平均时数介于2400-2700小时之间；全年太阳总辐射量120-145千卡/厘米2 ；年平均降雨量 570mm ，年平均相对湿度56%，最大积雪深度 18cm，年平均风速 2.4m/s，最大冻土深度 75cm，采暖室外计算温度 –10℃ ，采暖天数（≤8℃的天数）138天。
（2）自然资源
乡宁县矿产资源丰富，矿产资源遍布全境，已探明矿藏有25种，尤以煤、石灰石、铁矿等最为突出，乡宁县是全国重点产煤区之一。农特产丰产翅果、核桃、花椒、苹果等品质优良，享誉全国。
（3）交通运输
乡宁县交通以公路为主，境内有国道209与309线及省道3条共5条干线公路，其中209国道纵贯县域西部地区，沟通本县与运城市及吕梁市；309国道横贯县域东北部，沟通本县与临汾尧都区：省道分别由县城通达稷山、襄汾，并与侯西一侯月铁路、晋韩公路和南同蒲铁路、大运高速相接；目前临吉高速、吉河高速公路正在建设，预计到2012年10月可完工通车。
2.1.2 城市性质及规模，工业及民用建筑情况
1、城市性质
临汾市西部山地园林型小城市，以煤炭工业、农副产品加工业为基础的新型工业基地。
2、城市规模
2010年县城区人口6万人，近期2015年达到7万人，远期2020年达到 8万人。现状建成区面积371.0公顷，近期控制在513.4公顷，到 2020年县城区规划建设总用地为692.5公顷。 2010年，全县地区生产总值（简称 GDP）完成 47.63亿元，同比增长15.9%，财政总收入完成21.4亿元，同比增长19.2%；固定资产投资完成22.8亿元，比上年同期增长30.0%城镇居民人均可支配收入完14469.52元，同比增长13.03%；农民人均纯收入完成4643.72元，同比增长12.5%。
3、工业及民用建筑情况
乡宁县城区目前已建成的民用建筑总建筑面积为242万平方米，规划至2015年人均居住面积32.3平米，人均公共建筑面积10.3平米；至 2020年人均居住面积35平方米，人均公共建筑面积12平方米。至2015年规划总建筑面积298万平方米，供热普及率70%，集中供热面积208.6万平方米；至2020年规划总建筑面积376万平方米，供热普及率85%，集中供热面积319.6万平方米。
2.1.3城市工业及民用建筑供热现状
乡宁县政府驻地位于昌宁镇，是全国重点小城镇，乡宁县的政治、经济、文化、信息、交通和人才中心，以发展煤焦化工业为主的小城镇。近年来乡宁县县委、县政府以“转型发展、跨越发展、先行发展”为目标，以国家资源型经济转型综合改革配套试验区为契机，积极加大煤炭资源整合力度，经济实力不断增强，城镇居民可支配收入不断提高。与此相比，乡宁县的集中供热状况却显得很不相适应，县城区集中供热面积仅为46万平米，尚有50多万平米建筑面积采用分散锅炉房供暖。集中供热率不到50%。与县城建设的发展不相适应，与经济尚不发达的大宁县、永和县相比还有很大差距。
乡宁县现城区是人口相对集中的地区，冬季采暖为集中供热、分散锅炉供热和土暖气小炉灶供热三种。现城区还有分散锅炉 48台，其中容量在 1t/h及以下有 22台、1-2t/h有 15台、3～4t/h有 11台，这些锅炉普遍是手烧炉，存在效率低、污染严重、机械化程度不高、管理状况不佳等问题。
本项目的供热区域的供热现状：配套供热管网尚未建设，供热均为分散锅炉供热和城中村土暖气和小炉灶。
本项目的供热区域是县城未来发展的重要区域，将来是人口相对集中的地区，目前乡宁县体育中心正在建设、新高中正在加紧施工，但尚未配套建设热网。分析乡宁县新城区的供热现状，近期急需解决的问题是尽快建成相配套的管网，以解决冬季采暖问题。
2.1.4乡宁县县城大气、环境的污染状况
根据乡宁县环境保护监测站《乡宁县环境质量监测结果汇总（ 2009年度）》，2010年乡宁县环境质量整体有所改善。其中乡宁县城区环境空气质量二级以上的天数达到360天，大气综合污染指数控制在1.3以下。采用 GB3095-1996《环境空气质量标准》中二级标准，二氧化硫浓度范围为 0.005~0.142mg/m3，年均浓度 0.027mg/m3，低于评价标准的 0.06mg/m3，但相对于2009年年均浓度0.022mg/m3有所增加；二氧化氮浓度范围为 0.006~0.053mg/m3，年均浓度 0.019mg/m3，低于评价标准的 0.08mg/m3，但相对于 2009年年均浓度 0.017mg/m3有所增加；可吸入颗粒物浓度范围为 0.006~0.190mg/m3，年均浓度 0.127mg/m3，略高于评价标准的 0.10mg/m3，超标率 8.22%，但相对于 2009年年均浓度 0.136mg/m3，超标率 15.3%的情况有所降低。
乡宁县地表水整体水质级别为轻污染，主要污染因子为氨氮、生化需氧量； 2010年鄂河监测点的化学需氧量为 51.6mg/L，相比于 2009年的化学需氧量的 58mg/L有所改善，而 2010年度监测的氨氮浓度为 4.29mg/L，则比 2009年的氨氮浓度为 3.839mg/L恶化严重。地下水水质级别为良好；饮用水水源地整体水质级别为良好级。
乡宁县城区域声环境质量属较好级，2010年交通噪声环境监测值平均为 64.5，相比于 2009年交通噪声环境监测值平均为 62.6有所恶化，2010年城市功能区声环境监测值平均为 52.5，相比于 2009年城市功能区声环境监测值平均为 53.9有所改善。
以上监测数值表明，乡宁县大气质量改善必须要控制面源污染（分散小锅炉采暖低空排烟引起的污染称为面源污染），改善大气环境质量应以改变采暖供热方式为主，要使全县供热燃煤逐步由分散、低效、高耗和低空排放向集中、高效、高空排放和低污染转化，其中实现大规模集中供热锅炉房以替代数以百计的分散锅炉和小炉灶，是最有效的手段之一。
2.2城市供热规划情况
2.2.1城市总体布局
为了适应和指导乡宁县城快速有序发展，乡宁县政府于 2004年编制了及《乡宁县县城总体规划（2004-2020）》，该规划已经临汾市人民政府批复。考虑乡宁县的现实基础和未来发展前景，规划乡宁县城市用地形态为“一城两区五组团”的组团式结构，其中的“一城”为乡宁县城区，“两区”为旧城区和新城区，“五组团”为营里组团、圪台头组团、樊家坪组团、南阁组团、和幸福湾组团。由于受地形条件的制约，城市发展方向将选择继续向东扩展作为主要方向，城市从空间上由西南向东北推进，旧城与新城两区以连心桥为界，空间连续，共同构成乡宁县城主城区，各组团之间通过自然山体、河流相互分隔，分别承担不同城市功能。
根据城市职能，规划形成2个大的居住片区，5个居住组团，其人口容量分配如下:
1、旧城区，县城的行政中心，规划居住用地面积为74.3 万㎡，规划居住人口2.6万人。规划以改造为主，并对历史地段进行合理的修缮。
2、新城区，新型综合性中心区，规划居住用地面积为34.0万㎡，规划居住人口1.2万人，规划以新建为主。
3、营里居住组团:规划居住用地面积为28.6万㎡，规划居住人口1.0万人，规划以改造和新建为主。
4、圪台头居住组团:规划居住用地面积20.0万㎡，规划居住人口0.7万人，规划以改造和新建为主。
5、樊家坪居住组团:规划居住用地面积17.2万㎡，规划居住人口0.6万人，规划以改造和新建相结合。
6、南阁居住组团:规划居住用地面积16.4万㎡，规划居住人口0.6万人，规划以旧村改造为主。
7、幸福湾居住组团:规划居住用地面积39.5万㎡，规划居住人口1.3万人，规划以旧村改造为主。
2.2.2城市供热规划
乡宁县现状供热热源主要有以下几种：一是热电联产集中供热；二是分散锅炉房；三是土暖气、小炉灶供热。
热电联产集中供热工程已于2007年投产使用，位于现状主城区以东约3km处，占地3.86ha。锅炉以焦炉煤气为燃料，并有2台1500kW和1台3000kW抽汽凝汽式汽轮发电机组，总装机容量600OkW，3台机组最大抽汽量可达50t/h。供热管网管径DN400，管径长度约4.2km。供热覆盖范围为东至连心桥，西至二中桥，鄂河北岸迎旭西街两旁的主要建筑。热网主管穿越明珠东西街及迎旭西街，共建设换热站8座。该系统设计供热能力约50万平米，实际供热面积约46 万m2。
分散锅炉房主要是目前集中供热未覆盖的区域，小型锅炉房热效率低，能耗高，大气污染严重。据现状供热锅炉调查统计，用于采暖的容量在3-4吨间的锅炉约11台，容量在1-2吨约15台，容量在1吨以下约22台，各类分散锅炉共计招台，总容量合计约86吨。
土暖气、小炉灶主要是城中村居民户，建筑绝大多数为单层和二层农村住宅，居中供热无法覆盖区域。
根据《乡宁县县城集中供热专项规划》，将乡宁县城区分为旧城区、新城区、营里组团、圪台头组团、樊家坪组团、南阁组团和幸福湾组团。
本次工程的供热范围为：营里组团、圪台头组团和樊家坪组团，兼顾连心桥以西新、旧城区的供热主管网管径。
2.3项目建设的必要性
城市集中供热是城市的基础设施之一，集中供热普及率是现代化城市的重要标志，它标志着一座城市的文明化程度。建设现代化的城镇，建设生态型的小区区，必须要创造良好的硬件环境，其中包括城市基础设施的建设和城市大气环境质量等。集中供热是改善城市环境、改善城市大气质量、提高城市现代化水平的重要措施，具有良好的社会效益、环境效益和较好的经济效益，符合国家节能减排的政策要求，是国家产业政策重点支持发展的行业。
目前，随着乡宁县县城区东扩共的建设，迎旭东街和乡宁县新高中的投入使用，针对营里组团和圪台头组团建设的具体情况和用热需求来说，当务之急是加快该区域内热网的建设，尽快取代高污染、高耗能的分散供热小锅炉，解决广大群众日益迫切的用热需求，变分散供热为集中供热，满足城镇居民用户用热需求。集中供热锅炉规模较大，自动化、机械化程度高，燃料燃烧效率高，对社会整体而言节约宝贵的社会资源，效果十分显著，非常符合当前低碳生活的发展要求。
本项目的建设正是为了解决乡宁县城区尚未实施集中供热的各类民用建筑用热问题，具有显著的社会效益、环境效益和一定的经济效益，其必将对乡宁县的经济建设和发展起到积极的推动作用。
按照国家发展和改革委员会的要求，热电联产项目要求“供 1300万平方米采暖面积，同时对 2×300MW供热机组，关停 50%的小火电”，根据乡宁县目前现状，在相当长的时间内难以达到，因此，尽快建设集中供热热源厂及相应的供热管网是解决乡宁县用热需求的最佳选择。本项目的建设符合符合国家节能减排的政策，在全面实施可持续发展战略的大形势下，本项目的迅速实施，显得尤为迫切和非常必要。

第三章 热负荷

3.1县城区规划供热面积
乡宁县县城区现有建筑面积242万平方米，乡宁县城区目前已建成的民用建筑总建筑面积为242万平方米，规划至2015年人均居住面积32.3平米，人均公共建筑面积10.3平米；至 2020年人均居住面积35平方米，人均公共建筑面积12平方米。至2015年规划总建筑面积298万平方米，供热普及率70%，集中供热面积208.6万平方米；至2020年规划总建筑面积376万平方米，供热普及率85%，集中供热面积319.6万平方米。
3.2本项目区域规划供热面积
根据《营里组团修建性详细规划》、《圪台头组团修建性详细规划》和《乡宁县县城供热专项规划》，本项目规划总建筑面积170万平方米，其中居住建筑面积110万平方米，公共建筑面积60万平方米。
3.3热负荷耗热指标
1.计算用气象参数
大气压力　　　　　　　　 959—990mmHg
采暖室外计算温度　　　　　　　 　-12℃
采暖室外平均温度　　　　　　　　 -1.7℃
全年采暖天数 138天
年平均温度　　　　　　　　　　　 8.9℃
极端最低气温　　　　　　　　　　 -22℃
极端最高气温　　　　　　　　　　 38.9℃
2.冬季供热室内温度标准
(1)民用建筑主要房间 　　　 16-20℃
(2)浴室 　　　 25℃
(3)更衣室 　　　 23℃
(4)托儿所、幼儿园、医务室 　　　 20℃
(5)办公室 　　　 16-18℃
(6)食堂 　　　 14℃
(7)洗室、厕所 　　　 12℃
(8)工业厂房（工作区） 　　　 14-16℃
(9)普通库房 　　　 ≥5℃
3.供热工程规划热指针的确定
(1)各类规划建筑面积热指标
根据中华人民共和国行业标准《城市热力网设计规范》（CJJ34-2002）表3.1.2-1和采暖热指标推荐值
采暖热指标推荐值qh(W/m2)
建筑物类型
住宅
居住区综合
学校
办公
医院托幼
旅馆
商店
食堂餐厅
影剧院展览馆
大礼堂体育馆
未采取节能措施
58-64
60-67
60-80
65-80
60-70
65-80
115-140
95-115
115-165
采取节能措施
40-45
45-55
50-70
55-70
50-60
55-70
100-130
80-105
100-150
注：1.表中数值适用于我国东北、华北、西北地区；
2.热指标中已包括约5%的管网热损失。
根据规划区气象条件及建筑节能条件，各类规划建筑热指标如下：
①公用建筑及住宅冬季采暖热指标按45w/m2
②工业建筑及特殊建筑冬季采暖热指标按70 w/m2
③仓储建筑冬季采暖热指标按40w/m2
④生活热水供应热指标按5 w/m2
⑤夏季供冷热指标按100 w/m2
⑥生产工艺热负荷按生产工艺要求确定。
（2）供热规划综合热指标的确定
考虑到工业生产用热负荷均由各工业企业自备热源解决，暂不考虑生活热水热负荷，故本规划主要解决居民生活采暖。
统筹分析规划各类建筑节能措施的施行及建筑质量差别，设定规划公共建筑热指标为70W/㎡，居住建筑热指标为42W/㎡。
根据加权平均数计算：
(70x110+42x60)/170=60 W/ m2
由此，取远期综合建筑热指标60/ m2
远期考虑供应热水预留负荷按供热负荷的5-10%取值，在热力站建设时预留空间。
空调和制冷负荷的发展还处于起步阶段，本规划不予集中考虑。
3.4热源设计容量
根据规划供热面积，乡宁城市集中供热项目热源厂设总容量3×58MW的热水锅炉，并考虑预留发展的空间；其中 2011年先上两台 58MW锅炉供应现状具备集中供热条件热用户，计划到2015年建设第三台 58MW锅炉，供应规划新增的用户，来满足热负荷的发展。
3.5年供热量
采暖全年耗热量
Qha=0.0864* Qavh *N
式中：Qha—采暖全年耗热量，GJ；
Qavh—采暖平均热负荷，Kw；
N—采暖天数
Qha=0.0864x102000x138
由上式可计算得出热源厂全年总供热量为838286GJ。

第四章 热源厂工程方案

乡宁县热源厂设计总容量为 3×58MW的热水锅炉，目前正在建设2×58MW热水锅炉，具体实施时可根据实际负荷的发展情况进行建设锅炉和相应的管网。热力管网按照负荷设计。工程应最大限度提高能源利用率，充分体现环境保护的原则，满足各用户采暖用热的需求。本项目不考虑热源厂工程方案内容。

第五章 热力网工程方案

5.1供热范围、供热介质和参数
5.1.1供热范围的确定
乡宁城市集中供热项目热源厂的供热范围为整个县城区。
5.1.2供热介质的确定
热源厂供热范围内以公共建筑和居住建筑为主要热用户，且均为采暖热负荷，没有生产热负荷，根据《城市热力网设计规范》（CJJ34-2002）第 4.1.1条的规定：“对民用建筑物采暖、通风、空调及生活热水热负荷供热的城市热力网应采用水作供热介质”，采用高温水作供热介质。
5.1.3热水管网介质参数的确定
根据乡宁县热源厂提供的资料，热水管网的供回水设计温度采用 130/70℃。
5.2热力网型式及敷设方式
5.2.1敷设方式
为了城市的美观要求，在城市道路两侧敷设管道必须地下敷设，方式有地沟与直埋两种方式由于地沟占地面积大，投资高，并且保温结构容易破损，维修量大，热水管网已很少采用地沟敷设。供热管道直埋敷设方式以占地少，施工周期短，维修量小，寿命长等诸多优点，现已成为城市热网的主要敷设方式。
热水管道直埋敷设方式有有补偿直埋敷设和无补偿直埋敷设二种方式。管线采用直埋敷设，一次性补偿器按以下原则设置：
(1)根据管线走向及可能一次预热的地段和长度，在预热端的连接处设一次性补偿器。
(2)在管道过马路顶管施工的地方，根据管线具体走向和位置，在不具备自然补偿条件时设补偿器。
(3)在不能预热的地段，尽量利用自然补偿，其次按直埋有补偿设计补偿器。
对适合于有补偿敷设方式的几种补偿器进行比较并予以选择确定。简述如下：
（1）Π型补偿器：用钢管煨制，加工简单、安装方便、方便施工，但需占用较大的空间，不能用于直埋敷设。布置上因占用空间太大难以布置，局部阻力也较大。
（2）波纹补偿器：由波纹管及连接短管组成，结构紧凑，占用空间少，补偿能力大，安装方便，直埋型无需做井。缺点是内压轴向推力较大，价格较高。
（3）套筒补偿器：具有补偿能力大，占地空间小，成本低，流体阻力小的特点。套筒补偿器易泄露，维修工作量大、需做井。
综上所述，各类补偿器均有各自的优缺点，根据敷设方式及分支情况，针对性地选择相应的补偿器可减少投资并可保证管网的安全运行。
本次推荐方案如下：城内少部分直埋管道采用一次性直埋波纹补偿器，个别部位采用套筒补偿器。
管道过城市道路时，当覆土深度达不到设计要求时，采用水泥套管或加水泥盖板等措施加以保护；当覆土深度达到设计要求时，直接埋地敷设。分支处设阀门井，管道低点设放水井，高点设放气井。三通变径及阀门是薄弱部件，采取加固三通、设固定墩或补偿器等措施予以保护，使管件受力小于其失效破坏的最小应力。
5.2.2保温结构
采用直埋敷设的预制直埋保温管要求工作钢管，保温层及保护层必须是三位一体紧密结合的整体性结构。具备此要求的最优保温结构为正规厂家生产的高密度聚乙烯聚氨酯预制直埋保温管。为增强聚氨酯保温层分别为钢管和高密度聚乙烯外壳管之间的抗剪切强度，钢管外表面要进行抛丸处理、外壳管内表面进行电晕处理。
5.2.3热力网型式
由于乡宁县城区狭长，本可行性研究报告决定选择枝状管网的供热方案。
5.3热力管网布置方案
5.3.1管网布置原则
根据整体情况，通过认真研究有关部门提供的调查材料和实地考察，在积极吸收国内外先进供热经验的基础上，按热负荷分布情况和预测发展，进行热力管网布置，其主要原则如下：
热网走向尽量靠近热负荷密集区。
主干管热网布置在迎旭东街北边的人行道。
热网布置力求短直，平行于道路，敷设在人行道或慢车道下，尽可能不跨越或少跨越城市主干道和繁华地段，不影响或不破坏城市整体布局，尽可能不跨越铁路、河渠。

热水管网最大供热半径：5.1km。
5.3.2热水管网走向
热水管网供热范围大，并且要对一期工程以及预留发展统筹考虑，考虑几个方案，管网走向分别如下：
方案一：主干管在热源厂出来分成两路主干管，其中一路从热源厂出来的高温热水主管道沿乡宁县电厂东侧向南至迎旭东街，然后向西敷设至连心桥接旧城区管网；另一路从热源厂出来的高温热水主管道沿乡宁县电厂东侧向南至迎旭东街，然后向东沿迎旭东街敷设至樊家坪组团。管道穿过热负荷密集地带，可以兼顾两侧的热负荷，不但主干管及分支管线均最短，而且占城市道路面积最小，有利于节省投资，减少热损失。
方案二：从热源厂出来的高温热水管道沿乡宁电厂东侧敷设至迎旭东街，然后分成两路和方案一的管道走向一样进行布置。
方案比较：方案一主干管 DN700与DN600长度为1654米，主干管较长，但便于管理；方案二主干管 DN800长度为300米，主干管较短，但不便于管理。从总体布置看，并考虑现状，暂推荐方案一。
5.4热力网与用户连接方式
5.4.1热力网与用户连接方式
由于本工程的供热面积较大，供热范围广，供热距离长，管网运行压力为 1.6MPa，供回水温度为 130/70℃，而用户散热设备及其阀门等管件的承压能力低，一般小于 0.8MPa。为了确保供热系统的安全运行、减少一次热力网的投资以及方便调节、便于管理、减少维修工作量，用户采暖系统与城市集中供热一次管网采用间接连接。一次热力网与用户通过热力站间接连接，将城市一次热力网的 130/70℃高温热水转变成 85/60℃的采暖热水供用户采暖使用，由此形成城市一次热网和用户二次热网相互独立的系统。
5.4.2热力站设置原则及数量
根据目前国内外供热发展趋势，热力站逐渐向小型化发展，采取无人值守方式。采取这种方式不但二次网的投资少，而且热力站占地面积小，并且有利于二次管网的调节。
热力站站址布置在供热小区的热负荷集中区域，二次管网尽量不跨越城市道路，供热能力控制在 15MW以内。
为了便于今后的运行管理和减少运行成本，达到减员增效的目的，同时为能更好的满足采暖热用户的需求，保证供热的质量，节省能源，热力站的主要设备选用全自动设备。全自动热交换机组带有自动控制装置，占地面积小，自动化程度高，能够实现无人值守，机组能够根据室外温度的变化自动调节一级管网的供热量，来满足用户的需热量要求，保持室内温度的基本恒定。
本系统共设水-水热力站15个。热力站采用机组形式。热力站共分3种，其中7MW的11个、 10MW的2个、14MW的 2个。实际实施时，可根据现场条件进行适当合并，增加换热站规模，减少换热站数量，减少投资，便于管理，实现经济运行等。
5.4.3热力站主要设备选择
热力站主要设备是板式热交换机组和全自动软水器。板式热交换机组的主要配置有板式热交换器、循环水泵、补水泵、除污器、电控箱及水温自动调节等控制、检测仪器仪表。二次网定压：采用补水泵定压。
5.5管网附件的设置及选择
热水管网工作压力 PN≤1.6MPa，则其管网设备及附件除部分阀门选择采用耐压 2.5MPa的产品外，其余采用 1.6MPa的产品。根据国家质量技术监督局的有关要求，本工程的所有热力管道属于 GB2类压力管道。设计应按 GB2类压力管道要求严格执行国家有关现行规范要求。
5.5.1管材
当管道公称直径 DN≥250mm时，采用双面埋弧焊螺旋钢管，材质为 Q235-A、B钢。当管道公称直径≤ 200mm时，采用无缝钢管材质为 20号钢。热水管道设计压力为 1.6MPa，根据输送介质、环境使用条件、制管质量和现场组焊等因素，选用国产 Q235-A、B等级钢材，适用温度 0～ 350℃。本工程采用的聚氨脂泡沫塑料预制保温管性能应符合国家现行标准《高密度聚乙烯外护管聚氨脂泡沫塑料预制保温管》（CJ/T114-2000）的规定。管件性能应符合国家现行标准《高密度聚乙烯外护管聚氨脂硬质泡沫塑料预制直埋保温管件》（CJ/T155-2001）的规定。
5.5.2阀门
管网的关断阀门当管径≥DN250时，采用双偏心半球阀，当管径＜DN250时，采用焊接球阀。直埋管网上的阀门与管道连接均采用焊接连接。热力站内的阀门采用蝶阀，当管径≥DN50时，采用法兰连接，当管径＜DN50时采用螺纹连接。管网上的放水阀门采用球阀或闸阀，管网上的放气阀门，采用球阀或截止阀。
5.5.3管网补偿器
直埋热水管网的热补偿，尽量利用地形及道路的变化，采用加长弯头自然补偿，对于长直管段，采用无补偿直埋辐射。
5.5.4管件
管道的弯头、三通、变径管均采用标准成品件，弯头弯曲半径 R=3D，无补偿冷安装弯头弯曲半径 R≥3D，并且壁厚比直管厚 1～2mm，应力水平较高的三通处采取加强措施。
5.5.5预制直埋热水保温管外套管接口做法及检漏措施
预制直埋热水保温管，其外套管接头当管径≥DN450时采用电热熔式带状套筒焊接，当 DN≤400mm时采用热收缩带。预制直埋热水保温管保温层内设报警铜线，用于检测管道是否漏水。
5.6保温厚度及管网热损失
保温计算依据 GB50264-97《工业设备及管道绝热工程设计规范》及直埋管道的特点进行。
热水管道计算保温厚度及散热损失见表 5.1。
表 5.1 热水管道计算保温厚度及散热损失
管道规格
保温厚度（㎜）
散热损失（W/m）
供水管道（130℃）
回水管道（70℃）
供水管道（130℃）
回水管道（70℃）
DN600
60
60
102
82
DN500
60
50
102
82
DN400
60
50

102
82
DN350
60
50
102
82
DN300
60
50
102
82
DN250
60
50
102
82
供水管网热损失0.72MW，回水管网热损失0.6MW，管网总热损失为 1.32MW，额定工况下热水管网总供热量为102MW，管网热损失占总供热量1.3%。
5.7水力计算
5.7.1水力计算
水管网水力计算时，供水温度为 130℃，其密度为 934.6kg/m3，回水温度为 70℃，其密度为 977.7kg/m 3，管道的粗糙度为 0.5mm，局部阻力当量长度比例，干管为 0.2，支干管为 0.3，使用《城市供热手册》中所给的热水管道水力计算表进行水力计算，
管段压力损失见附图
5.7.4水击计算及水击防范措施
在循环水泵突然停止运行和阀门突然关闭，易发生水击现象，对系统设备和管道产生冲击，严重时设备发生破坏及管道胀破。水击所能引起的最大压强由水的密度、流速、水击波、水声传播速度、管径、壁厚等多种因素决定，经计算其值为1.3～2.5MPa。
当发生水击时如不采取措施会对系统产生很大的破坏力。防范水击措施如下：
a. 增加系统关闭和开启时间，尽量减少直接水击；
b. 在系统中装安全阀，发生水击瞬间将部分水放出；
c.为减少对水泵的冲击，在水泵进出管道上装旁通管，旁通管上装止回阀。

第六章 热力网运行调节方式

供热系统采取热源处热水集中调节、热力站及建筑引入口处局部调节和散热器单独调节三者相结合的调节方式。
6.1中央监控调度中心
在热源厂内设中央控制室，对整个热水管网进行监测与控制。热力站内各种运行数据传送至中央控制室内，中央控制室根据整个管网实际情况对每个热力站发出各种指令；并将管网的运行数据传送至热源厂 DCS控制系统。
6.2供热一次网的调节
供热一次网采用质量并调，一次网供回水温度根据下式确定：

上表公式中符号：
tg、th-------网路供回水温度，℃
tn、tw----供暖室内外温度，℃
----------相对热量比，
-----------相对流量比，
-----------相对流量比，=
G------------网路循环水量，t/h
B-----------由实验确定的散热器系统，B=0.14-0.37
---------用户散热器的设计平均计算温度，℃
---------用户设计供回水温差，℃。
n-----------每天工作时效，h/d。
6.3采暖二次网的调节
热力站的调节主要指采暖二次网的调节，采暖二次网根据室外温度进行质调节，采暖热用户进行量调节，整个采暖系统是质量并调。采暖二次网供回水温度根据下式确定：

上表公式中符号：
tg、th-------网路供回水温度，℃
tn、tw-------供暖室内外温度，℃
----------相对热量比，
-----------相对流量比，
-----------相对流量比，=
G------------网路循环水量，t/h
B-----------由实验确定的散热器系统，B=0.14-0.37
---------用户散热器的设计平均计算温度，℃
---------用户设计供回水温差，℃。
n-----------每天工作时效，h/d。
第七章 计算机监控系统

7.1计算机监控系统的作用
计算机监控系统是保证供热热源及热网的安全、可靠及经济运行的重要手段，通过对整个供热网络的监测及自动控制，可以实现全系统的生产运行统一调度和管理，是提高管理水平，以充分节约能源的重要措施。
7.2计算机监控系统的结构类型
根据供热范围与供热热网的分布及供热系统的管理模式，本可行性研究报告推荐采用 SCADA系统（数据采集与监控网络系统）。该系统由一座中央监测及控制管理站（即监控调度中心）、通讯网络和82个现场控制站组成。
7.3监控调度中心的功能
通过数据通信系统采集各个热力站的热工及电气参数、设备运行状态，对主要设备进行远程控制。热工及电气参数、设备运行状态的显示，热工及电气参数实时趋势显示和历史趋势显示，动态模拟流程显示。
历史资料储存。
热工及电气参数、设备运行状态的报表自动生成与打印。
热网数据库建立及安全有效的保护功能；网络优化运行分析与模拟。
系统的报警及处理；紧急事故处理；系统故障分析与记录打印；系统的自诊断与自恢复。供热的计量与贸易交接；供热负荷预测、分析、调度及下达指令。
7.4监控站的功能
监控站位于各个热力站内，由控制器及相关的通讯设备组成，主要用于完成各个热力站的控制和数据采集、数据预处理、数据存储、运行参数的在线修改与设定、系统的自我诊断与恢复、向监控中心实时传递数据及执行监控中心的控制指令。
7.4.1热力站的控制
根据室外温度和采暖热水调节温度曲线确定供水温度。通过调节进入换热器的一级网热水量，保证采暖供水温度。根据最远支路采暖供回水压差控制采暖循环泵的转速，使其供回水压差恒定。根据循环水泵入口的压力确定补水泵的启停。水箱水位过低报警并停采暖系统补水泵，水箱水位过高报警。
7.4.2热力站的监测
记录高温热水、采暖系统总管和各分支供热系统供回水压力，供回水温度，高温热水总流量和热量。监测采暖系统循环泵及补水泵的运行状况，水箱的水位。具备检测参数的显示、储存、打印功能，超限、事故报警，信息向上级传递。
7.5通讯方式及通讯网络
通讯方式采用城市电信部门的固定电话公网，通过自动拨号上网，进行站与监控调度中心的数据传递及监控调度中心对各个热力站进行发布指令和远程控制。
7.6主要硬件设备及软件的配置方案
7.6.1 监控中心主要硬件设备及软件的配置方案
监控中心主要硬件设备：设备及通讯服务器、操作员工作站、工程师工作站、图形工作站、大屏幕投影仪或动态模拟屏、绘图仪、图形拷贝机及打印机等。
监控中心主要软件：管理计算机上装有监控软件、数据通讯及管理软件和用户图形软件等，可定期采集各站的运行数据，监测运行情况，对各个热力站进行控制，同时操作员可经界面完成报表的生成和打印、报警处理等操作。
7.6.2 热力站主要硬件设备及软件的配置方案
热力站主要硬件设备 ：PLC监测控制器、温度及压