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济南中央商务区区域供冷、供热初步方案济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司2016年8月04项目概况中央商务区供热、供冷总体方案CBD区域供冷方案CBD区域供热方案CBD机房占地及设备选型各能源站电负荷分析项目投资估算运行费用及能源消耗区域供热、供冷收费CBD周边区域供010204项目概况建成地块建筑面积占总建筑面积比例 文化设施2000001.93%商业地块152000014.69%规划地块 办公326000031.51%商业零售7050006.81%服务式公寓8700008.41%住宅161000015.56%文化设施1000000.97%市政设施800000.77%地下空间 地下商业3000002.90%地下停车170000016.43%总计10345000100.00%济南中央商务区规划范围：北起工业南路，南至经十路，东起奥体西路，西至华阳路。总面积约3.2平方公里。规划新增建筑面积为862.5万平方米，供热及制冷需求的建筑面积为692.5万平方米，其中居住+公寓248万平方米，剩余444.5万平方米为公建（山、泉、湖、河、城五大建筑面积约125万平方米）。1、项目概况根据中央商务区各地块用地性质，采用指标法对各地块的采暖热负荷进行统计计算。中央商务区规划新增采暖及制冷面积约662.5万平米，供热负荷309.05MW，制冷负荷355.6MW。其中，集中供冷面积约192万平米，制冷负荷约153.7MW。2、冷、热负荷用地建筑类型建筑面积热指标热负荷冷指标冷负荷（万㎡）（W/㎡）（MW）（W/㎡）（MW）规划地块 办公3265016380260.8商业零售70.55035.258056.4服务式公寓873530.45 住宅1613556.35 文化设施10505808市政设施8504806.4小计662.5 294.05 331.6地下地下商业3050158024空间地下停车170 小计200 15 24总计862,5 309.05 355.6各类建筑热负荷及冷负荷在充分遵循上位规划的基础上做局部调整。根据十三五规划，华电章丘将进行二期扩建，扩建规模为2X600MW供热机组，2015年华电章丘的长输管网一期工程已经与城区供热管网实现贯通，因此章丘电厂将有足够的供热能力来满足城区的集中供热需求。该片区的集中供热仍然遵循上位规划，而制冷按供热管道的输送能力及章丘电厂机组余热进行核算，建议余热制冷面积调整为192万平方米，比例由13%调整为22%。3、各种能源利用方式比例序号地块编号容积率建筑面积(万平米）冷指标（W/m2)冷负荷（MW)备注11-29915.068012.05CBD核心区超高层22-341221.848017.4732-5013.532.578026.0643-069.017.598014.0754-011128.568022.8561-061010.39808.31CBD非核心区71-166.58.07806.4682-0297.80806.2492-046.05.22804.18102-146.06.00804.80112-206.55.00804.00122-2855.00804.00132-3588.00806.40142-4596.87805.50153-1154.52803.62163-12109.65807.72合计192.15153.714、CBD集中供冷负荷集中供冷建筑冷负荷统计表核心区是指“山、河、湖、泉、城”等5座超高层建筑，建筑面积约130万平米；非核心区是指除核心区外约62万商务办公建筑。5、建筑负荷特点CBD集中供冷范围的建筑以商业办公为主。采用空调负荷模拟软件，对CBD区域内建筑负荷进行模拟，冬季采暖期为11月15-3月15共120天，供冷期为6月1-10月1日共120天，写字楼的功能暂取80%办公楼，10%商场，10%酒店。010204中央商务区供热、供冷总体方案1、利用电厂发电余热，实现热、电、冷三联供。华电章丘电厂有2*145MW+2*300MW机组，冬季高背压改造，利用长输管网将凝汽器余热输送至主城区；夏季仅为发电工况，尚未实现供冷。本工程的实施将实现电厂的热、电、冷三联通，提高能源利用效率2、利用低谷电实现蓄冷、蓄热。电网的峰谷差是现代电网的一大特点，蓄能系统具有转移电网高峰用电量、平衡电网峰谷差的功能，提高了电网的安全运行性能；大幅度降低空调系统运行电费，降低经营成本，减小空调系统容量，减少投资。1、资源利用1、电厂输送高温水至CBD，建设热水型溴冷机①相对于蒸汽驱动的吸收机，制冷效率降低一半，仅为0.7。②需要设置冷却塔，从而带来以下问题：总装机约七万吨，总占地面积约15000㎡；影响建筑物美观、产生热岛、污水飘逝、噪声污染、军团菌污染等问题；冷却塔置于楼顶，建筑的承载、管网、结构设计及建筑造价增大。冷却塔排放的冷凝热将周围环境温度升高4～6℃，设备效率降低，初投资增加约40%。、2、集中供冷方式的介绍2、离心机中央空调①单栋建筑设置离心机+冷却塔，离心机置于地下，冷却塔置于楼顶。②需要设置冷却塔，从而带来以下问题：总装机三万多吨，考虑单独设置，总占地面积约10000㎡影响建筑物美观、产生热岛、污水飘逝、噪声污染、军团菌污染等问题；冷却塔置于楼顶，建筑的承载、管网、结构设计及建筑造价增大。冷却塔排放的冷凝热将周围环境温度升高2~3℃，设备效率降低，初投资增加约20%。③空调负荷高峰时恰恰是尖峰电价时，不利用电网调节。④集中程度低，投资高，后期维护及管理费用高。⑤单供冷，无法做到冷热同供。2、集中供冷方式的介绍3、风冷空调（热泵）①单栋建筑设置风冷空调（热泵）机组，放置于楼顶。②按照单栋26万㎡计算，单层面积约2600㎡，总占地约1700㎡。若设备放置于楼顶，刨去电梯设备等占地，基本布满，且影响建筑物美观；若楼顶单独设置设备层，层高加高。③压缩机等震动部件位于顶楼，建筑的动载荷、静载荷、结构设计及建筑造价增大。④产生噪声污染、热岛。冷却塔排放的冷凝热将周围环境温度升高2~3℃，设备效率降低，初投资增加约20%。⑤冷凝温度较离心中央空调系统提高7～8℃，制冷效率降低约15%。⑥可做到冷热同供。⑦空调、采暖负荷高峰时恰恰是尖峰电价时，不利用电网调节。⑧集中程度低，投资高，后期维护及管理费用高。2、集中供冷方式的介绍4、电厂侧建设蒸汽溴化锂机组，输送冷水至CBD结合离心机、螺杆机、冰蓄冷进行集中供冷。①蒸汽溴化锂机组制冷效率高。②没有冷却塔，占地小，CBD侧更加美观，没有污染，没有热岛，没有污水飘逝③离心机、螺杆机的冷凝热通过长输管网输送到电厂。④充分利用谷电和电厂余热，符合国家能源政策，降低能源成本⑤可做到冷热同供。。2、集中供冷方式的介绍010204CBD区域供冷方案0102041、CBD区域供冷、供热方案电厂侧CBD侧在电厂侧增加吸收式机组，在CBD区侧增加螺杆蓄能机组、离心冷水机组，CBD范围内不再设置冷却塔，冷凝负荷全部由电厂侧冷却塔消耗。CBD夏季供冷由吸收式机组、螺杆蓄冷机组、离心直供冷水机组共同完成，电厂余热、谷电利用率在78%以上。CBD冬季供热由螺杆蓄热机组回收一次网余热，电厂余热、谷电利用率100%，同时新增供热面积438万㎡（包含CBD）1CBD供冷面积200万㎡，其中核心商务区面积138万㎡（规划130万，按总面积200万考虑；建筑高度400m），非核心商务区面积62万㎡。2、冷负荷指标80W/㎡，热负荷指标50W/㎡。3、长输管网CBD侧管径DN1000，最大输送能力5000t/h。4、电厂侧蒸汽压力0.37MPa，冬季一次热网回水温度53℃。5、电厂侧至CBD侧长输管网温升2℃。6、基础电价0.764元/度，谷电电价0.36元/度。7、空调季120天，采暖季135天8、建筑物各负荷时段见下表：2、设计参数区域负荷时段时间负荷面积万㎡建筑物类型核心区正常时段7:00~17:00138全部延时时段17:00~23:0030酒店及部分商场、办公楼夜间谷电时段23:00~7:0020酒店非核心区正常时段7:00~17:0062全部延时时段17:00~23:0015酒店及部分商场、办公楼夜间谷电时段23:00~7:0010酒店02043、系统流程（1）核心区与非核心区应空调制冷参数不同，需分区供热（2）在华电章丘电厂设吸收式双效一体机，在电厂蒸汽的驱动下，制取冷水输送至CBD区域。白天冷水出口参数5℃\23.3℃,晚上冷水出口参数5℃\46.3℃。（按CBD最大制冷负荷考虑）（3）白天制冷工况下，长输管网冷水输送至CBD后为7℃，分区域供热。（4）离心式制冷机组设置在规划能源站内，利用电驱动，制取7℃\12.5℃的冷水参与CBD非核心区部分用户的制冷（5）晚上蓄冷工况，长输管网循环水水全部进入螺杆机制冷机房，利用低谷电完成蓄冷，为第二天CBD核心区的制冷储备冷量。02044、制冷首站（1）电厂制冷首站采用蒸汽驱动型溴化锂冷水机组，制冷机组的供回水温度为白天5℃/23.3℃，谷时段：5℃/43.6℃。冷凝侧负荷通过电厂冷却塔排放到大气当中。（2）主要设备选型夜间谷电时段吸收机负荷最大，按照此工况选型：供回水温差38.6℃，制冷量224MW，制冷COP为1.34，蒸汽消耗量239t/h，冷却水量3.37万m³/h，计算台数31台，同时预留一台备用机，共计32台。（3）章丘电厂能源首站的位置应结合厂区内的规划进行选址，同时首站位置应尽可能的靠近汽轮机抽汽位置，以减少蒸汽输送过程的能量损失，根据CBD项目的工程概况对能源首站的平面进行初步布置，机房占地面积约6000m202045、CBD区域供冷方案（1）在1-11地块规划离心机房1座，内设置5台常规离心机和5台故障离心机、配套冰蓄冷池及配套设施。（2）在1-29、2-34、2-50、3-06和4-01地块超高层楼下建设螺杆机房，机房内制冷设备主要为螺杆机组、冰蓄冷池及配套设施。1-11地块离心机站房5台常用+5台备用1-29地块螺杆机站房；螺杆机+冰蓄冷3-06地块螺杆机站房；螺杆机+冰蓄冷2-34地块螺杆机站房；螺杆机+冰蓄冷2-50地块螺杆机站房；螺杆机+冰蓄冷4-01地块螺杆机站房；螺杆机+冰蓄冷序号地块编号站房面积（m2）机组数量螺杆机（台）蓄冷池尺寸（m×m）11-296100845×4322-3480001260×4532-50120001789×4543-067000952.5×4354-01103001581×456合计434006102045、CBD区域供冷方案3、调节方案：正常时段（7:00～17:00），利用长输管网的冷水与螺杆机冰蓄冷装置承担核心区供冷负荷，提供冷量分别为20W/m2和60W/m2；非核心区由长输管网的冷水与离心机直供来承担，承担冷量分别为22W/㎡和58W/㎡。延时时段（17:00~23:00），核心区由吸收机提供20W/㎡冷量、螺杆蓄冰提供60W/㎡冷量；非核心区由吸收机提供80W/㎡冷量，离心机停用。谷电时段（23:00~7:00），整个CBD需要供冷的建筑都由冰蓄冷来承担,即提供80W/㎡；同时利用低谷电进行蓄冷。各设备运行时间及提供冷负荷如下：螺杆蓄冰机组谷电时段运行8h，提供的冷量满足CBD整个区域的56.4%。离心机组白天工作时段运行10h，提供的冷量满足CBD整个区域的18%。吸收机组全天24h运行，提供的冷量满足CBD整个区域的25.6%。02045、CBD区域供冷方案4、管网运行方案：正常工况——制冷季高峰期(7:00-17:00)（1）长输管网7℃冷水经茂陵二号路进入CBD区域，通过茂陵二号路—天辰路—茂陵三号路—规划一号路分配给核心区5座超高层下螺杆机站房和部分非核心区用户。回水全部进入离心机站房（2）回水全部进入离心机站房后，利用电的驱动，制取7℃\12.5℃的冷水，承担非核心区约40万的制冷面积（主要为天辰路以北非核心区的制冷用户）。02045、CBD区域供冷方案4、管网运行方案：正常工况——制冷季高峰期(