分布式能源可行性研究报告

四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告检索号：SD-F057K-A-01

成都石油化学工业园区

天然气分布式能源集中供热项目

可行性研究报告

四川深蓝电力设计研究院

2014年06月23日成都

批准：刘云祥

审核：房沂

校核：敖浩李晔

编制：房沂黄静李晔敖浩陈吉春王大林丁建华

目录

1 总论 (1)

1.1 项目背景 (1)

1.2 研究范围 (3)

1.3 工作简要过程及主要参加人员 (3)

1.4 项目概况 (4)

2 供热方案 (7)

2.1 热负荷 (7)

2.2 供热方案 (8)

3 燃料供应 (8)

3.1 燃料品种及来源 (8)

3.2 燃料性质 (9)

3.3 燃料耗量 (9)

3.4 燃气输送 (9)

4 厂址条件 (10)

4.1 厂址概述 (10)

4.2 交通运输 (11)

4.3 水文及气象 (11)

4.4 地震、地质及岩土工程 (12)

5 工程设想 (13)

5.1 厂区总平面布置 (13)

5.2 装机方案 (15)

5.3 主机技术条件 (18)

5.4 热力系统辅助设备选择 (19)

5.5 燃烧系统及辅助设备选择 (21)

5.6 电气部分 (22)

5.7 化学部分 (26)

5.8 热工自动化部分 (29)

5.9 主要工艺设备布置 (30)

5.10 建筑结构部分 (31)

5.11 供排水系统及冷却设施 (34)

5.12 消防系统 (37)

6 环境保护 (40)

6.1 采用的环境保护标准 (40)

6.2 厂址环境质量现状分析 (41)

6.3 主要污染源和主要污染物 (41)

6.4 绿化与坏境监测 (45)

6.5 环境效益 (45)

6.7 水土保持 (45)

6.8 结论 (46)

7 劳动安全和工业卫生 (46)

7.1 火灾爆炸及防护 (47)

7.2 电气伤害及防护 (48)

7.3 机械伤害及防护 (48)

7.4 其他伤害 (48)

8 职业卫生 (49)

8.1 生产工艺过程中可能产生的职业病危害分析 (49)

8.2 设计中应满足工业卫生要求的环节和场所 (49)

8.3 职业危害防护措施 (49)

9 节能分析 (50)

9.1 设计依据和主要原则 (50)

9.2 项目能源消耗种类和数量 (54)

9.3 项目所在地能源供应状况分析 (54)

9.4 项目能耗指标及分析 (55)

9.5 节能措施和节能效果分析 (55)

10 人力资源配置 (56)

11 项目实施的条件和建设进度及工期 (57)

12 投资估算及财务分析 (58)

12.1 投资估算 (58)

12.2 经济评价主要计算原则及参数 (61)

附图目录

（1）区域位置图SD-F057K-Z-01

（2）厂区总平面布置图 SD-F057K-Z-02 （3）电气主接线图SD-F057K-D-01

（4）原则性热力系统图 SD-F057K-J-01 （5）原则性燃烧系统图 SD-F057K-J-02 （6）锅炉补给水处理系统图 SD-F057K-H-01 （7）水量平衡图 SD-F057K-S-01 （8）循环冷却水供水系统图 SD-F057K-S-02 （9）燃气轮机组及余热锅炉布置图SD-F057K-J-03

（10）燃气锅炉房布置图 SD-F057K-J-04

附件目录

附件1 成都石油化学工业园区管理委员会《关于四川新威能源投资有限公司园区集中供热项目申请报告的回复》（成石管函[2014]20号）；

1 总论

1.1 项目背景

1.1.1 项目的提出

成都石油化学工业园区承接四川石化基地下游产品加工，园区内大多企业需采用蒸汽，如园区内需使用热源的各个企业均自行修建锅炉房，使用天然气为燃料，因各企业自建锅炉房规模小，难以形成规模效益，利用率低。而且天然气价格高，导致蒸汽成本高，加重企业生产成本。

在园区内建立天然气分布式冷热电联产集中供热站，技术成熟，先进可靠，可降低蒸汽成本，有利于解决以上环保、供汽成本问题，与园区企业互惠互利，符合国家相关政策。

为此四川新威能源投资有限公司委托四川深蓝电力设计研究院依据成都石油化学工业园区管理委员会《关于四川新威能源投资有限公司园区集中供热项目申请报告的回复》（成石管函[2014]20号），综合考虑成都石油化学工业园区各企业用热用电现状，进行建厂的可行性研究，提出项目的装机方案和厂区总平面布置方案。

1.1.2 项目建设的必要性

1.1.

2.1 项目属国家能源政策鼓励发展的分布式能源项目

2011年国家发改委发布了《关于发展天然气分布式能源的指导意见》（发改能源[2011]2196号），指导意见指出，天然气分布式能源是指利用天然气为燃料，通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用，综合能源利用效率在70%以上，并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式，是天然气高效利用的重要方式。与传统集中式供能方式相比，天然气分布式能源具有能效高、清洁环保、安全性好、

削峰填谷、经济效益好等优点。

本项目以天然气为燃料，实现热电联供，直接向用户蒸汽，实现能源的梯级利用，综合能源利用效率81.74%；项目厂址与用户均处工业园区内，就近实现了能源供应。属国家能源政策鼓励发展的分布式能源项目。

1.1.

2.2 促进天然气综合利用，降低企业用能费用，提高市场竞争力

分布式能源站有效的促进天然气的利用，通过对一次能源的梯级利用，综合效率高于81.74%，将有效降低工业园区企业用电、热成本，提高市场竞争力。

1.1.

2.3 降低输电网损，提高园区供电的可靠性

分布式能源站的建设减少了大容量远距离高电压输电线的建设，不仅减少了高压输电线的电磁污染，而且减少了高压输电线的线路走廊和相应的土地占用，也减少了对线路下树木的砍伐，有利于提高能源效率，降低系统网损，加强地区供电的可靠性。

1.1.

2.4 可替代分散锅炉，满足工业热负荷的需要并实现节能减排，保护环境

分布式能源站就近、集中提供工业生产蒸汽，不仅能有效地降低能源消耗、在园区内营造良好的投资条件；同时有利于集中处理锅炉产生的烟气，控制排污总量，减少环境污染程度。

分布式能源站工程考虑装设燃气循环加余热利用系统装置，遵循产业经济生态化、生态经济产业化的理念，改变传统的生产方式和消费方式，创新体制机制、合理利用资源、发展生态经济，有助于推动工业文明向生态文明迈进，为转变发展方式、实现科学发展提供示范。

1.1.

2.5 有利于满足区域负荷发展的需要

分布式电源的建设将减轻区域内电网压力，所发电力就地消纳，

满足就近供电的需要。对以水电为主的四川电网，在枯水期将对电网是较为有效的平衡和补充。

1.2 研究范围

本项目可行性研究着重研究供热供电现状和规划；燃料来源与供应；水源、环境保护、水文气象、工程地质等条件，确定机组选型及各工艺系统方案设想，作出投资估算和经济评价。并提交《可行性研究报告及附图》。

1.3 工作简要过程及主要参加人员

2014年6月10日受四川新威能源投资有限公司的委托，四川深蓝电力设计研究院2014年6月11日完成本项目工程组的组建。于2014年6月11日赴位于成都彭州市境内的隆丰镇的成都石油化学工业园区内项目备选厂址进行实地考察和现场踏勘，并与工业园区相关职能部门沟通，初步确定设计原则。

2014年6月20日提交可行性研究报告（送审稿）。

参加本项目可行性研究的主要人员名单详见表1-1。

表1-1 主要人员名单

姓名单位职务或专业

刘云祥四川深蓝电力设计研究院总工程师

房沂四川深蓝电力设计研究院设计总工程师、电气主要设计人黄静四川深蓝电力设计研究院化水专业主要设计人

李晔四川深蓝电力设计研究院热机专业主要设计人

陈吉春四川深蓝电力设计研究院土建专业主要设计人

黄静四川深蓝电力设计研究院供水专业主要设计人

王大林四川深蓝电力设计研究院环保专业主要设计人

丁建华四川深蓝电力设计研究院技经主编

1.4 项目概况

1.4.1 项目所在地概况

厂址位于四川成都彭州市（县级）境内的隆丰镇。在彭州市市区以北约5km，距成都市约36.7km，地理位置为东经103 54 22 ，北纬31 04 04 。

彭州市位于成都平原西北部，地处东经103 51 09 ～104 58 09 ，北纬30 55 49 ～31 85 69 。北部的龙门山脉为天然屏障，南部为沃野千里的成都平原。市境北接茂汶、汶川，东北和东南邻什邡、广汉市，南隔蒲阳河－青白江与郫县、新都县相望，西连都江堰市。彭州市政府驻地天彭镇位于市境南部平原地区，南距省会成都36公里，是全市的政治、经济、文化中心。

厂址地理位置关系详见附图SD-F057K-Z-01。

1.4.2 报告编制依据

（1）成都石油化学工业园区管理委员会《关于四川新威能源投资有限公司园区集中供热项目申请报告的回复》（成石管函[2014]20号）；

（2）四川深蓝电力设计研究院与四川新威能源投资有限公司签订的设计合同；

（3）《关于发展天然气分布式能源的指导意见》（发改能源[2011]2196号）；

（4）《天然气利用政策》；

（5）《分布式发电管理暂行办法》；

（6）《燃气冷热电三联供工程技术规程》（CJJ145-2010）；

（7）《燃气-蒸汽联合循环电厂设计规定》（DL/T5174-2003）；

（8）《火力发电厂可行性研究报告内容深度规定》（DL/T5375-2008）；

（9）《小型火力发电厂设计技术规范》（GB50049-2011）；

（10）项目建设单位提供的有关专题报告、支持性文件、协议以及基础资料。

1.4.3 项目建设规模

项目规划总容量为60MW燃气轮发电机组+115t/h余热锅炉+溴化锂热水制冷机组，分二期建设。

一期建设1×15MW燃气轮发电机组+1×25t/h余热锅炉+1×30t/h天然气燃气锅炉。二期建设2×25MW燃气轮发电机+2×30t/h 余热锅炉，同时发展溴化锂热水制冷机组，供园区内中央空调或其它用冷负荷使用。

本报告按一期建设规模编制，即1×15MW燃气轮发电机组+1×25t/h余热锅炉+1×30t/h天然气燃气锅炉。

1.4.4 主要设计原则

（1）项目总体规划与园区总体规划相协调；总体规划结合自然地形条件按照批准的规划容量对厂区、施工区、供排水设施、供热设施统筹规划；总体规划坚持贯彻节约用地的原则；总平面布置以工艺流程合理为原则，因地制宜布置。

（2）机组年利用小时数为8000小时，日小时数为24小时；

（3）燃料采用天然气，由彭州川港燃气有限公司供应。

（4）项目生活用水和工业用水水源来自园区，由成都石化基地水务有限公司供给。工业水系统采用带玻璃钢逆流式机械通风冷却塔的循环供水系统，工业水回收循环利用。

（5）项目消防水系统自行配备，由工业消防水池，工业消防水泵，稳压设备，消防水管网及消火栓、灭火器组成。

（6）项目排水采用分流制，分为雨水系统，生活污水系统和生

产废水系统。雨水系统收集雨水后排入园区雨水母管或直接排入园区排水系统；生活污水和生产废水汇集后由地埋一体式污水处理装置处理达标后进入复用水池复用，多余的排放至园区的污水处理厂。

（7）项目场地冲洗水及绿化等用水采用复用水，节约水资源。

（8）项目发电扣除厂用电外，其余电量全部经园区110kV变电站接入电网。

（9）锅炉补给水处理系统出水量按30t/h设计，采用钠离子交换系统。

1.4.5 项目主要技术经济指标

表1-2 主要技术经济指标

序号项目名称单位数据备注

1 总投资

1.1 工程静态投资万元7697.35

1.2 单位投资元/kW 5132

1.3 工程动态投资万元7873.38

1.4 单位投资元/kW 5249

2 财务评价指标

2.1 经营期平均含税上网电价元/MWh 720

2.2 天然气价（含税）元/Nm3

3.0

2.3 售蒸汽价（含税）元/GJ 91

2.4 项目财务内部收益率（税前）% 8.11

2.5 项目投资回收期（税前）年9.71

2.6 投资利润率% 7.33

2.7 投资利税率% 16.45

2.8 项目投资财务净现值（税后）万元560.15

2.9 项目资本金财务内部收益率（税后）% 9.96

2.10 投资各方财务内部收益率% 10

2.11 总投资收益率% 7.39

2.12 项目资本金净利润率% 1

3.75

3 总布置指标

3.1 厂区围墙内用地面积hm2 1.65852

3.2 厂区建构筑物用地面积m2 5141.5

3.3 建筑系数% 31

3.4 厂区道路及广场面积m2 588

4.68

3.5 厂区围墙长度m 508.2

表1-2 主要技术经济指标

序号项目名称单位数据备注

3.6 厂区绿化面积m2 2487.78

3.7 厂区绿地率% 15

3.8 拆迁工程量户/人无

4 运行指标

4.1 项目发电额定总功率kW 15000

4.2 项目发电实际出力kW 13732

4.3 年利用小时数h 8000

4.4 年发电量104kWh 10986

4.5 年供电量104kWh 10656

4.6 年供热量104GJ/a 54.13

4.7 年平均热电比% 136.86

4.8 年平均热效率% 81.74

4.9 供热气耗率Nm3/GJ 3

5.62

4.10 发电气耗率Nm3/kWh0.128

4.11 折算发电标煤耗g/kWh 148.38

4.12 折算供热标煤耗kg/GJ 41.22

4.13 全年耗水量104m3/a 32.44

4.14 综合厂用电率% 3

4.15 全厂人员指标人44

5 污染物排放量

5.1 SO2排放量t/a 1.55

5.2 NO X排放量t/a 51.73

5.3 烟尘排放量t/a 5.17

5.4 工业废水排放量104t/a 3.808

2 供热方案

2.1 热负荷

本项目建成后向园区范围内的成都金石达环氧乙烷公司和聚地

公司2家企业供汽。

2.1.1 蒸汽的需求量

成都金石达环氧乙烷公司和聚地公司2家企业蒸汽的需求量、参

数详见表2-1。

表2-1 供汽参数表

蒸汽参数 序

号 企业名称

用汽量 （吨/时）共用小时数（h ）压力MPa 温度℃13.7 24 1.2 189 1 成都金石达环氧乙烷公司

11.4 20 0.58 158 2 聚地公司

4 24 1.2 189 合计

29.1

2.1.2 项目设计热负荷 综合上述2家企业的热负荷现状和发展，同时考虑园区范围内的蒸汽供应距离，本项目的设计热负荷详见表2-2

表2-2 设计热负荷表

用汽参数

用汽量（t/h ） 1.2MPa 192℃ 24

2.2 供热方案

项目建设1台25t/h 余热锅炉+1台30t/h 天然气锅炉，2台锅炉主蒸汽参数均为压力1.2MPa ，温度192℃。1台余热锅炉运行，1台天然气锅炉备用，向上述热用户供汽。

从项目接至各热用户的供热管道沿园区道路敷设，布置在道路的绿化带上，采用低支架方式敷设，管道保温层外表面至地面的净距保持在0.5至1.0m 。供热管道横跨道路时采用高支架方式敷设，管道保温层外表面至地面的净距大于4.5m 。

3 燃料供应

3.1 燃料品种及来源

本项目燃料为天然气，接自园区天然气管网，园区管网的天然气由彭州川港燃气有限公司供应，供气能力700万m 3/d （16800万m 3/a ）。

本项目天然气年耗量3337万m 3/年，

占园区天然气管网供气能力的20%，园区天然气管网完全能够满足项目的天然气燃料需求。

3.2 燃料性质

项目采用彭州市天然气，其特性如表3-1。

表3-1 彭州市天然气成份表

序 号 成 份 单位 数 值

1 甲 烷 % 94.88

2 乙 烷 % 2.16

3 丙 烷 % 0.3

4 氮 气 % 1.76

5 二氧化碳 % 0.68

6 烃类物质 % 0.22

7 相对密度 0.5846

8 高热值 MJ/kg 37.12

3.3 燃料耗量

本项目设1台15MW燃气轮发电机组，按日运行24小时，年运

行8000小时计，其天然气消耗量如下表3-2。

表3-2 天然气消耗量

小时耗量（Nm3/h） 日耗量（Nm3/d） 年耗量（万Nm3/a）

4171.03 100104.70 3336.82

3.4 燃气输送

本项目所用天然气由彭州川港燃气有限公司供应，接引到项目围

墙边。

4 厂址条件

4.1 厂址概述

4.1.2 厂址地理位置

厂址位于四川成都彭州市（县级）境内的隆丰镇。在彭州市市区以北约5km，距成都市约36.7km，地理位置为东经103 54 22 ，北纬31 04 04 。

彭州市位于成都平原西北部，地处东经103 51 09 ～104 58 09 ，北纬30 55 49 ～31 85 69 。北部的龙门山脉为天然屏障，南部为沃野千里的成都平原。市境北接茂汶、汶川，东北和东南邻什邡、广汉市，南隔蒲阳河－青白江与郫县、新都县相望，西连都江堰市。彭州市政府驻地天彭镇位于市境南部平原地区，南距省会成都36公里，是全市的政治、经济、文化中心。

4.1.2 厂址自然条件

彭州市境内地貌轮廓，区域南北长，东西窄，地势西北高东南低，海拔最高处为4812m，最低为489m，由西北向东南呈阶梯状下降。地貌类型分为山地、丘陵（含台地）和平原三大类。大体以谭家场、关口、万年场、红岩场一线为界，以北属“龙门山山地区”，以南属“成都平原区”。山地地处市境西北部，属龙门山脉南段，分玉垒、华蓥和光山三条支脉。海拔4812m的太子城主峰，为彭州市最高海拔及成都市第二高峰；丘陵主要分布于桂花、隆丰、九陇、楠杨、万年和红岩等各镇境内；平原地处市境东南部，为成都平原一部分——湔江冲积扇，海拔489m的三邑镇乌鸦埝为彭州市最低点。

4.1.3 厂址周围环境

厂址位于彭州市（县级）石化基地南偏西并靠近中心区域，厂址

区域内无地震敏感性地层分布，无引起地震次生灾害的地质条件，无基本农田用地，对基本建设没有影响，可以进行合理的土地开发利用，也完全满足规划分布式能源电厂、出线走廊等的布置和使用。厂址东南、西及北分别与“消防站”、“晟源公司C9深加工项目”、“丁辛醇副产物综合利用项目”“80万吨/年乙烯项目”等单位用地相邻。

4.2 交通运输

4.2.1 公路

项目处于四川石化基地，园区旁为大件路，交通非常便利。

4.2.2 大件运输

按该厂的设计规模为15MW及配套燃气、余热锅炉，根据相关资料查得设备最大运输重量约为50~60T左右（主变压器含油重），不同的厂家设备尺寸略有不同，但均可由公路运输完成大件运输工作。其它大件设备如下（参考同类型机组）：

定子尺寸（cm）：425×227×291；重量（T）：26.6

转子尺寸（cm）：621×102×136；重量（T）：12.1

管屏受压件模块尺寸（cm）：11.86×3.78×1.8；重量（T）：34 烟道墙板尺寸（cm）：15.15×4.28×3.22；重量（T）：30

园区旁为大件路，沿途无空中障碍，无大中型桥梁，可满足大件运输要求。

4.3 水文及气象

彭州属四川盆地亚热带湿润气候区的“盆地北部区”。气候温和，雨量充沛，四季分明，无霜期长，日照偏少，高温期与多雨期同季，气候区域差异明显。

年平均气温为15.7℃，最热的七月月平均气温为25.1℃，最冷的一月月平均气温为5.1℃，气温的竿际变幅为1.3℃。

全年无霜期278天。全市多年平均降水量1225.7mm，降水季节分配不均，夏季降水的强度大，秋季绵雨多。灾害性天气主要表现为干旱、暴雨、秋绵雨、低温冷害、大风和冰雹等。

由于纬度和地形地势的影响，彭州境内由东南向西北，气温逐渐降低，日照逐渐递减，无霜期逐渐缩短，而降水量则逐渐增多，明显形成平坝、丘陵、低山区、高山区的气候差异。

4.4 地震、地质及岩土工程

厂址地处成都凹陷第四系沉降中心的北部，湔江冲积扇的中部，老马牧河古河床及蒙阳河的源头。其地势平坦开阔，西北高东南低，高程（黄海高程）703～642米之间，场地自然高差近60米。自然坡降为7.5‰～11‰。第四系松散地层厚度较大，为150～200米，层位比较稳定，稳定岩性单一，从地表向下大致分为：

（1）耕土：粉土、粉质粘土质0.3m～0.6m（河滩地段缺）；

（2）全新统冲积卵石层：含砂、孵石量占53%，厚度1～15m；

（3）上更新统卵石层：含砂及粘土，厚度20m～40m；

（4）下更新统泥砾层：密实，厚度大于100m。

彭州市在地质构造上，跨“东部四川中台拗”和“西部龙门山褶断带”两种地质构造单元。在漫长的地质年代中，境内地质构造经历了长期、复杂、多阶段的发育过程。

厂址区域内无地震敏感性地层分布，无引起地震次生灾害的地质条件，根据国家质量技术监督局《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），该地区地震动峰值加速度在0.10g～0.15g之间，相当于地震基本烈度Ⅶ度。

5 工程设想

5.1 厂区总平面布置

项目位于规划的工业园区内，由业主提供经规划部门同意的厂址红线规划图，厂址红线内面积为4.76376hm2，所划定厂址为矩形平面，东西宽约为172.60m，南北长约276.00m，总面积为4.76376hm2，拟建场地区域平坦开阔，已进行平整。

根据厂址条件，本期工程规划在红线范围的北部区域布置，该区域东西宽约为172.60m，南北长约112.00m，面积为1.93312hm2。

厂区总平面布置详见图SD-F057K-Z-02。

5.1.1 总平面布置原则

总平面布置应满足工艺流程合理、方便运行管理，在布置中按功能相近布置原则将建、（构）筑物分组团布置。

针对本工程须考虑扩建的特点，主设备区布置在厂区的南侧位置；为使屋内、外配电装置的输电线路进出线应方便，避免线路交叉，将配电及控制楼、燃气轮机变压器布置在厂区的东南侧；由于天然气调压站本身的特殊性，应将其与其它辅助生产建筑分开布置，由于业主方提供的天然气来气方向在站区东侧，并须满足安全距离，故将天然气调压站布置在站区东北侧；根据相关规范、规程要求，燃机电厂厂区应布置至少两个出口，基于这些要求进行如下总体布置。

5.1.2 总平面布置

能源站布置的主要建、构筑物包括：由“燃气轮机”、“余热锅炉”及“燃气锅炉房”共同形成的主生产区、配电室及控制室、循环水冷却塔、综合水泵房、化水处理车间、生产办公楼等。

本工程主工艺区根据场地情况初步拟定将燃机分别按西头东尾

布置，燃气锅炉房布置在其西侧。主厂区之东隔路相望的是与之配套的“主变压器”、“配电及集中控制楼”等电气设施。主工艺区方位确定后，其余建构（筑）物则按工艺流程分组团进行布置，其布置如下：厂区主出入口西侧布置循环水系统，主要布置有“循环水冷却塔”、“储水池”、”消防事故水池”各1座，以及与之配套的“综合水泵房”。

循环水系统再往南为化学水处理系统，其间主要布置有“化水处理车间”、“软水箱”等化水处理设施。

厂区主出入口布置的是“生产办公楼”及其相关附属设施，组合成厂前区。

5.1.2 厂区竖向布置

厂址系四川石化基地现已平整的一块场地，由于暂无站区场地标高，设计拟将建筑物四周场地排水排至站内道路，由道路雨水管网统一排至石化基地雨水管网系统。

5.1.3 厂区交通

主要进厂公路与厂区北面园区规划道路连接后引至厂前区，“主要进出口”进厂道路长约22.0m，宽12.00m。“次要进出口”与厂区西面园区规划道路连接后引至站区，长约25.0m，宽9.00m。

在厂区内沿燃机区、配电区、循环水系统区、化学水处理区、厂前区等四周布置环行道路，其它个别系统之间布置人行通道及消防道路，厂前区布置广场及主要绿化。

5.1.4 厂区总平面主要技术经济指标

厂区总平面主要技术经济指标详见表5-1。

表5-1 厂区总平面主要技术经济指标序号项目单位指标备注