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添加时间:2016-04-03

  北方地区冬季清洁取暖典型案例汇编 国家能源局 2019 年 7 月 目录 天津市“煤改电”集中式蓄热电锅炉供暖典型案例 ................ 1 河北省辛集市“煤改电”浅层地源热泵采暖案例 .................... 6 河南省周口市地热供暖连片示范项目 ................................. 10 陕西省咸阳市地热供暖典型案例 ......................................... 18 山西省太原市地热供暖典型案例 ......................................... 27 河北省雄县地热供暖典型案例 ............................................. 34 山东省阳信县生物质清洁供热案例 ..................................... 42 山东省栖霞市城市清洁供热项目 ......................................... 46 河南省新乡市生物质热电联产清洁供暖项目 ..................... 49 宁夏银川市大温差+热泵供热项目 ....................................... 53 山东省济南市领秀城集中燃煤清洁取暖项目 ..................... 56 1 天津市“煤改电”集中式蓄热电锅炉供暖典型案例 一、项目简介 (一)基本情况 郭庄子村位于天津市西青区辛口镇,全村共计 332 户,建筑取暖面积约 19920 平方米。项目于 2017 年 9 月开工建设,11 月完工。改造前村内居民均采用散煤取暖。 (二)资源背景 辛口镇距离中心城区 20 公里,全镇发展定位“建设开放型、花园式、现代化生态城镇”。结合天津市大气污染防治和北方地区冬季清洁取暖工作要求,通过推动集中式电蓄热供暖替代散烧煤供暖,实现农村地区“无煤化”。 二、技术路线 (一)建设方案 根据现行技术和应用领域,天津农村地区“煤改电”方式主要有集中式蓄热电锅炉,分散式直热式电暖气、分散式空气源热泵等供热方式。 方案一:集中式蓄热电锅炉 集中式蓄热式电锅炉可彻底实现散煤清零,减少政府在建设上的再投入;可以整村快速推进,工期短;利用夜间低谷电时段运行蓄热,可有效削峰填谷;供热水管入户,运行安全可靠,温度集中控制调节,受环境影响小;蓄热电锅炉供热可靠性高、不需要用户运维,舒适度好。 2 方案二:分散式直热式电暖气 、 分散式空气源热泵 分散式供暖方式灵活简便,但存在燃煤复燃可能性;削峰填谷作用不明显,需要大规模改造电网,无法快速完成;需要居民自行维护,设备寿命较短。 郭庄子村内平房规范整齐,道路整齐,供热面积适中,用户较为集中,适合建设供热管道敷设水管入户,施工影响因素较少,同时考虑到临近变电站的负荷承受能力,故最终选定方案一。 (二)主要设备 结合建筑保温情况和居民用热需求,项目共建设蓄热式电锅炉站 1 座,配置电锅炉 2 台,设备分别为 1 台 2MW、1 台 1MW,总容量 3MW,蓄热水箱体积:450 立方米,供热管网长度约 11546米,户内末端按户均 2 组暖气片设施配置。 变配电设备方面,采用 10kV 双电源供电方式,新建舱式配电变电站 1 座,配置 2×2000kVA 变压器加 1 台、80kVA 预装式电源站 1 座,总容量 4080kVA。所有供热水泵均满足双电源并配备柴油发电机。 三、建设及运营模式 (一)投资模式 外部电网改造和供热站及二次管网均由镇政府投资,电力下属集体企业采取总承包模式承揽电网改造和供热系统建设。 (二)运营模式 新建配套电网和配电变电站由电力公司集体企业代维,集中式电采暖设备、供热管线由政府委托自来水公司负责运维,村委 3 会负责供热费收取。 四、项目效益 (一)经济效益分析 蓄热式电锅炉分为两套系统进行供暖及蓄热,充分利用夜间(晚 9 点-次日 6 点)9 小时低谷电时段进行加热,白天利用蓄热水箱储存的热能进行释放,达到采暖的效果,可有效削峰填谷。 以郭庄子村单户 60 平米房屋取暖为例,冬季供暖期为 11 月至次年 3 月,合计采暖期天数约 150 天,采暖期执行峰谷电价,即晚 9:00-早 6:00 电价为电 0.3 元/度,其他时段电价为 0.49 元/度,政府补贴 0.25 元/度。 结合供暖季电量电费统计,单采暖季供热站实际运行成本约67 元/平方米,扣除政府补贴后供热站运行成本约 21 元/平方米。若按照天津市标准供热天数 120 天计算,单供暖季供热站实际运行费用约 54 元/平方米,扣除政府补贴后供热站运行成本约 18元/平方米,较城市市政供暖费用(25 元/平方米)有较大幅度的降低。 (二)社会效益分析 对政府来说。一是可彻底实现散煤清零,减少政府在建设上的再投入。蓄热电锅炉集中供热,满足用户全天取暖需求。并且寿命相对较长,可以保证采暖设备长期稳定运行,将财政补贴真正用于民生供暖。二是有利于创新多种经营模式,逐步减少财政负担。若推广集中电锅炉 10 万户,可以节省财政补贴约(2.5-2.29)×10=2.1 亿元。同时,集中电锅炉方便集中管理,可以引进社会 4 企业参与投资运营,采用中长期特许经营、“电采暖+风电交易”等方式,实现政府补贴的逐步减少。 对于用户来说,可以享受跟城市居民一样的舒适安全取暖环境、助推乡村振兴。一是蓄热电锅炉供热可靠性高、不用用户运维,只需缴纳与原用煤取暖相当或略低的 25 元/平米取暖费,即可享受舒适取暖环境,二是取暖更安全,彻底改变了以前夜晚添煤、到处落灰、煤气中毒等问题。 对电网来说,蓄热方式有利于实现停电不停暖、改善电网运行特性。比如,武清 12.4 万户空气源热泵电网峰谷差同比增加35.84%,冬季最大负荷首次超过夏季尖峰负荷,电网运行特性发生历史性改变。而蓄热方式主要在电网低谷时段运行,削峰填谷作用明显,有效提升现有电力设施利用率,显著增强风电等新能源消纳能力。 (三)环保效益 截止 2018 年底,天津地区累计实施“煤改电”共 23 万余户,全年采暖用电量约 8.5 亿千瓦时,相当于减少燃煤消耗约 32 万吨,减少二氧化碳排放 81 万吨。 五、推广建议 (一)合理确定改造方式。一是在农村居民集中居住、区域电网峰谷差与“煤改电”采暖面积比值大于 90 瓦/平米的地区,综合考虑经济供热半径、农村居民住宅分布,建议优先推广蓄热电锅炉,适宜在 3-10 万平米(按照每户 80 平米,约 375-1250 户)建设单独蓄热电锅炉集中供热站。 5 (二)建立健全相关标准。建议政府相关部门组织研究农村蓄热电锅炉集中供热相关标准,明确采暖温度要求、锅炉配置方式、计量收费方案等内容,规范农村集中供热健康发展。 (三)加强房屋节能保温改造。农村地区电采暖负荷较城市地区采暖负荷高,造成推广集中式蓄热供暖模式的初期投资和后期运行成本偏高。通过对房屋进行节能保温改造,降低建设投资和运行成本,可以吸引更多的社会企业参与投资建设,降低政府财政压力。 (四)加强集中式供暖技术研发。集中式供暖设备及配套二次管网等投资占总投资的 85%。建议加强集中式电供暖设备技术研发、实现投资、质量和服务的“一降两升”。 6 河北省辛集市“煤改电”浅层地源热泵采暖案例 2017 年国家发布《关于加快浅层地热能开发利用促进北方采暖地区燃煤减量替代的通知》(发改环资〔2017〕2278 号),浅层地热能作为“可发展、可持续、可推广”可再生能源,得到国家相关政策鼓励和支持。 一、项目简介 该项目位于河北省辛集市农村地区,为当地 5500 户居民提供地源供热/供冷服务,于 2018 年 9 月 30 日开工,2018 年 11 月15 日竣工。 二、技术路线及工艺流程 技术路线:项目采用小型分体式地源热泵,是利用土壤地层温度相对稳定的特性,使用热泵通过深埋于建筑物周围的管路系统在周边土壤中提取热量向室内供暖,是当前浅层地热能应用的主要技术路线之一。 工艺流程:该分体式地源热泵主要由室外机、室内机、管路及控制系统组成,其中将转子式压缩机、蒸发器、膨胀阀、循环水泵置于室外机,安装在建筑外墙上,而将冷凝器、贯流风扇设置于室内机,安装在房间内(如图 1、2、3)。冬季运行时,制冷/热剂与室外地埋管换热器中的水(或乙二醇溶液)在室外机的蒸发器中进行换热,冷凝器制热后通过贯流式风机送出热风;同时该设备夏季还具备制冷功能。 7 图 1 分体式地源热泵供热系统原理图 图 2 室外安装效果图图 3 室内安装效果图 三、主要设备 分体式地源热泵由一台室外机和两台室内机组成,可满足两个房间 60 ㎡采暖。 夏季制冷量:5400W;额定功率:1060W;单台:530W 冬季制热量:5200W;额定功率:1280W;单台:640W 四、经济性 以河北省辛集市“煤改电”项目为例,资金筹措方式为:每户改造费用 13000 元,其中河北省煤改电补贴 7400 元,村民出 8 资 3000 元,差额资金 2600 元由辛集市政府按 3:3:4 比例三年付清。用户实际运行费:冬季 7-10 元/平方米,夏季 3-5 元/平方米,平均每户冬季采暖费自付 700 元/年(法定采暖期内,居民每使用 1 度电给予 0.12 元补贴,每户最高补贴电量 1 万千瓦时、最高补助 1200 元) 五、总体的优缺点分析 该分体式地源热泵采暖具有如下优点: 一是能效较高,运行成本低。该系统 COP 值可以达到 4.6 以上,即通过电能驱动机器运转从地下交换获取相当于所消耗电能的 4.6 倍的热量进行供热采暖,相较于其他“煤改电”技术路线,耗电少,效率高,成本低。 二是无污染排放。浅层地热能源自深层地壳传热递,不受环境、季节影响。在河北地区即使在冬季气温零下十多摄氏度时,浅层地表也可常年保持恒温 15-17℃,避免了空气源热泵常见的冬季结霜隐患,而且该系统是通过热交换完成采暖,只采热不燃烧,是单一的物理过程,实现了真正的零排放、无污染。 三是功能多样。该系统同时具备冬季取暖、制备热水,夏季供冷的功能。 主要缺点: 一是初期投资高。如全面推广靠财政补贴,难以维系。 二是受地质环境影响较大。地源热泵系统主要适用于地表至地底 120 米深度左右无岩石层或岩石层较少、松散地质条件的平原地区,否则打井难度增加,费用大幅增加。 六、项目的适用推广范围 1、从地质条件因素考虑,适合土层深厚松散的平原地区大面积推广。 9 2、适用于各地区市县镇乡的机关、学校、医院、福利院等公共服务建筑冷暖应用。 七、全国其他地区推广此类项目可能存在的问题及意见建议 浅层地源热泵是一种环境友好、安全稳定、建设投资适中的技术路线,具有良好的经济性和实用性。但在全国区域推广时可能会存在以下问题: 1、初期投资高,经济发展缓慢区域需适当加大资金扶持力度。 2、复杂地质条件的山区、丘陵地区施工难度大、投资成本过高。 3、在黄河以南区域冬季不太寒冷的地区,更宜采用空气源热泵等其他形式,成本更低。 10 河南省周口市地热供暖连片示范项目 一、项目概况 1、项目名称:河南周口地区地热供暖连片示范项目 2、大发棋牌项目建设单位:河南万江新能源开发有限公司 3、项目建设地址:周口市东新区、鹿邑县、西华县、太康县、沈丘县、郸城县、淮阳县等 7 个县/区 4、项目性质:新建 5、建设期限:2017 年 7 月至 2021 年 7 月 6、项目特色:项目经国家能源局评审,入选国家“一带一路”中芬能源领域合作名录,是全国四个示范项目之一,也是河南省唯一的中芬能源领域合作项目。 7、建设规模:建设内容包含热源井、供热一级管网、供热站房设备的建设和维护,运营管理年限为 30 年。项目计划总投资 19.8 亿元,规划地热供暖建筑面积 2200 万平方米。现已累计完成投资 2 亿元,建成供热站 7 座,实现地热集中供暖能力 600万㎡,地热供暖连片示范区初具规模,地热供暖先机优势明显。未来三年,将实现地热供暖覆盖面积 2200 万平方米。 二、项目所在地区地热资源情况 项目所在地为河南省周口市,区域内地热资源主要分布在周口凹陷,包括周口市区、郸城、鹿邑,商水、淮阳、项城及沈丘的大部,柘城、太康、西华、上蔡及漯河少部分地区。区内地热资源开发利用深度大部分地区为 400-1500 米,局部 2000 米, 11 开采热储层主要为新近系(明化镇组、馆陶组),局部为新近系、古近系混合开采,千米左右地热井主要开采新近系馆陶组。除局部地段外,大部分地区开采的地热流体属低温地热资源。1000 米深度地温为 42-55℃,1500 米深度地温为 57.4-74.5℃。40℃等温面埋深范围为 626.06-920.11 米,60℃等温面埋深范围为1133.68-1614.73 米。地深 2000 米以内,新生界地热流体每年可开采量为 4234.59 万立方米,考虑热效率折算后的热能为 509 万吉焦,折合标准煤 17.39 万吨。 三、技术路线与工艺流程 技术路线:通过开发地热资源获取地热水,通过梯级利用技术将地热水的热量提取出来用于供热,并将取热后的尾水,还回地下,整个过程只取热不取水,系统封闭运行,水质不发生变化。依据周口地区馆陶组地热资源特征,项目采用“依灌定采、一采两灌”开发模式,利用石油钻井技术、砂岩储层回灌技术和同层回灌技术,使单井涌水量增加 20%-30%,且设计寿命达到 100年,尾水 100%同层回灌至同一热储层,最大程度地开发该地区地热资源,实现对周口地区砂岩储层资源的高效利用。 项目供热系统由板式换热器和热泵机组串联组成,初级由板式换热器直接供热,二级由热泵机组供热。当初冬采暖负荷较小时,可只开启地热水直接供热,随着负荷增大,逐级开启热泵来制热满足所有负荷要求,配套运行控制系统。采用梯级综合利用技术,通过高效换热器和热泵机组对开采出来的水温约 60℃的地下水分级提取热量,将回灌水温度可降到 8℃左右,同时结合串 12 并联技术,提高系统换热效率约 20%,使地热资源得到最大限度利用。地热换热站工艺流程见图 1。 图 1 地热集中供热站房工艺流程图 四、项目主要设备...

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