集中供热系统热力站规模及优化

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1、集中供热系统热力站规模的优化黑龙江省暖通空调专家委员会摘要：本文针对带有热力站的间接连接的供热系统，建立理想化的热网模型。针对一定供热规模的热力管网，提出多种一级网和二级网不同敷设的热网对比方案，以费用年值法对100万m2供热面积为例进行经济优化，并通过相同规模的热网工程实例经技术分析比较后对理想模型进行了修正。在此基础上提出了管网形状修正系数的概念。在建筑密度从0.5到1.6的范围内对热力站供热规模进行了优化，得出不同供热规模情况下最优的热力站供热规模。关键词：热力站一级网二级网费用年值管网形状修正系数建筑密度1问题

2、的提出近年来，随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，我国集中供热工程的规模不断扩大，目前的集中供热工程中，通过热力站间接连接的供热系统占有相当大的比例。热力站供热规模的确定是集中供热工程设计中一个非常常见的也是非常重要的问题。一般说来，对于一定规模的供热系统，当单个热力站的供热规模较大时，热力站的数量减少，一级网的规模减小，相应的减少了热力站和一级网的初投资。同时由于二级网的规模扩大，增大了二级网的初投资，而且由于二级网的供回水温差小，相应的运行费用增加。相反，如果热力站的供热规模偏小，就会出现换热站和一级网的投资增

3、加、二级网的投资减少运行费用减少的情况。由于热力站的规模大小直接影响到工程的总投资和运行费用，因此如何选择热力站供热规模使其在经济上最合理，已经成了目前的一个热点问题。由于热网的形式千差万别，有些文献是以纯理论模型为依据进行优化，还有的则是完全以实际的工程为例进行分析。上述的研究结果显然都有一定的局限，本文是课题组在理论模型基础上结合实际多项工程统计数据进行修正后得出的结果，显然更具有实际意义。2．目标函数的建立和管网模型的确定2．1目标函数的建立本文中热力站最佳供热规模的优化主要是经济上费用最低，采用年计算费用法作为

4、经济评价的目标函数。其公式形式为：(1)式中——按动态法计算的年计算费用(万元/年);K——开始正常投产时的总投资额(万元);C——年运行费(万元/年);——利率或采用部门的标准内部收益率，本文取8%;m——生产期(按国家有关规定选取)。总投资费K用包括热源、热网（含检查井）和热力站三部分，热源部分投资计算时采用建设部颁发的城市供热热源投资估算指标（HGZ47-104-99）进行估算；热网投资采用建设部颁发的全国市政工程投资估算指标（HGZ47-102-96）进行估算。由于指标中的材料价格是按照北京市的1983年的价格

5、编制，使用时要按规定调整到不同地区的现行材料价格标准。年运行费用C包括燃料费、水费、电费、折旧费、大修理费、工资及福利费、材料费和其他费等八项。2.1.1燃料费燃料费是总成本中最主要的部分。燃料费＝燃料消耗量×燃料价格燃料消耗量(1)式中：——燃料消耗量(t)；——总供热量(GJ)，含热损失在内；——燃料的低位发热值(kJ/kg)；——热源的热效率(%)；按不同热源的形式取定；——热网的热效率(%)，本文取95%。2.1.2水费在热水的生产和输送过程中用于购买所消耗水的费用。单纯的供暖系统水的消耗主要是指系统的补水。水

6、费＝水消耗量×水价闭式热力网补水装置的流量，不应小于供热系统循环流量的2%，事故补水量不应小于供热系统循环流量的4%。2.1.3电费在热水的生产、输送过程中，各种用电设备要消耗电能，电费成本的计算中用电设备主要考虑热源辅机耗电和热网热力站内的设备（主要是水泵）的耗电。电费＝实际耗电量×电价间接连接的一级网循环水泵的扬程应不小于热源、一级网、换热器的阻力损失和；二级网循环水泵扬程应不小于换热器、站内设备、主干线和最不利用户内部系统阻力损失之和。补水泵的扬程按可从水压图上得出，一级网、二级网补水泵流量按循环水量的2%计取。

7、水泵功率(2)式中——水泵功率(kW)；——水泵流量(t/h)；——水泵扬程(Pa)；——水的密度(kg/m3)，按平均温度100℃确定为958.38kg/m3；——水泵效率，取65%。2.1.4材料费材料费是指在热水的生产、输送过程中，维护管理所耗用的材料，备件低值易耗品的费用（燃料、水、电和大修理除外）。一般可参考供热企业的统计值，按总供热量估算。材料费＝总供热量×单位供热量费用指标2.1.5折旧费是指固定资产在使用过程中因磨损而逐年转移到产品成本、商品流通费用中的那部分资金。通过折旧方式计入成本的那部分固定资产价

8、值称为折旧费。基本折旧费＝固定资产原值×基本折旧率其中，固定资产原值＝(0.9～0.95)×工程项目总投资。供热工程项目基本折旧率采用4.8%（按服务期20年，净残值4%计算得出）。2.1.6大修理费大修理费＝固定资产原值×大修理费率。大修理费率目前按2.5%计算。2.1.7工资及福利费生产和管理人员每人每年工资按10000元估算