鄭州市熱源現(xiàn)狀及熱源、熱網(wǎng)規(guī)劃方案

關(guān)艷紅， 楊 臻

(鄭州市規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)研究院，河南鄭州450052)

1 概述

依據(jù)《鄭州都市區(qū)總體規(guī)劃(2012—2030)》，鄭州市在市域范圍內(nèi)構(gòu)建“一主、一城、三區(qū)、四組團(tuán)、26個(gè)新市鎮(zhèn)”的多中心、組團(tuán)式空間結(jié)構(gòu)。

一主：主城區(qū)(繞城高速、京港澳高速和黃河圍合區(qū)域)，包括老城組團(tuán)、惠濟(jì)組團(tuán)、高新城組團(tuán)、須水-馬寨組團(tuán)、城南組團(tuán)、經(jīng)開區(qū)組團(tuán)與鄭東組團(tuán)。

一城：以鄭州航空港經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)為主體的航空城，包括空港核心區(qū)、航空城北組團(tuán)、東組團(tuán)與南組團(tuán)。

三區(qū)：東部、南部、西部3個(gè)新城區(qū)。東部新城區(qū)包括白沙組團(tuán)、九龍組團(tuán)、綠博組團(tuán)、中牟組團(tuán)、大孟組團(tuán)與官渡組團(tuán)。南部新城區(qū)包括龍湖組團(tuán)、南城組團(tuán)、曲梁組團(tuán)與薛店組團(tuán)。西部新城區(qū)包括滎陽組團(tuán)、上街組團(tuán)與宜居健康城組團(tuán)。

四組團(tuán)：新鄭、新密、登封、鞏義4個(gè)外圍組團(tuán)。

新市鎮(zhèn)：黃店、姚家、廣武等分布于都市區(qū)內(nèi)部的26個(gè)新市鎮(zhèn)。

《鄭州都市區(qū)集中供熱工程專項(xiàng)規(guī)劃(2015—2030)》與《鄭州都市區(qū)總體規(guī)劃(2012—2030)》的規(guī)劃范圍保持一致，規(guī)劃期限至2030年。由于26個(gè)新市鎮(zhèn)的供熱負(fù)荷比較小而且分散，在集中供熱專項(xiàng)規(guī)劃中優(yōu)先考慮利用距離較近的熱電廠供熱，若不具備熱電廠供熱條件則采取自建燃?xì)鈪^(qū)域鍋爐房解決。本文對除26個(gè)新市鎮(zhèn)以外區(qū)域的熱源現(xiàn)狀(至2015年)及熱源、熱網(wǎng)規(guī)劃方案(至2030年)進(jìn)行探討，將鄭州都市區(qū)中的“一主、一城、三區(qū)”稱為都市核心區(qū)。文中供熱負(fù)荷僅指供暖熱負(fù)荷，不包括生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷(本文以生產(chǎn)工藝供汽負(fù)荷表征生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷)；供熱能力僅指熱源承擔(dān)供暖熱負(fù)荷能力，不包括承擔(dān)生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷能力。

2 熱源現(xiàn)狀

2.1 都市核心區(qū)

① 主城區(qū)

集中熱源：主城區(qū)內(nèi)現(xiàn)有鄭州熱電廠(燃煤熱電廠)、泰祥熱電廠(燃煤熱電廠)2 座熱電廠，主城區(qū)以外的鄭東熱電廠(燃煤熱電廠，位于東部新城區(qū))、裕中熱電廠(燃煤熱電廠，位于南部新城區(qū))、國電滎陽熱電廠(燃煤熱電廠，位于西部新城區(qū))也主要向主城區(qū)供熱。主城區(qū)內(nèi)現(xiàn)有區(qū)域鍋爐房共11 座，部分燃煤區(qū)域鍋爐房已于近年完成煤改氣。

除上述集中熱源外，主城區(qū)內(nèi)的小型燃煤鍋爐房已實(shí)施煤改氣，一些辦公樓、酒店等公共建筑以及部分未實(shí)現(xiàn)集中供熱的居民住宅，采用大型熱泵機(jī)組、電散熱器、家用分體式空氣源熱泵機(jī)組供熱，少量公共建筑采用電鍋爐供熱。根據(jù)鄭州市燃?xì)夤竟嫉臄?shù)據(jù)，至2011年底，鄭州市有燃?xì)夤┡療崴疇t供熱用戶逾6×104戶，估算供熱面積約700×104m2。

② 航空城

航空城以燃煤區(qū)域鍋爐房供熱為主，現(xiàn)有港北區(qū)域鍋爐房(燃煤鍋爐房)、港南區(qū)域鍋爐房(燃?xì)忮仩t房)2座集中熱源，主要為機(jī)場等重要區(qū)域?qū)嵤┘泄?。除集中供熱用戶外，其他公共建筑采用小型天然氣鍋爐供熱，居民用戶大多采用家用燃煤爐供熱。

③ 新城區(qū)

東部新城區(qū)現(xiàn)有鄭東熱電廠1座集中熱源，主要向主城區(qū)東部供熱，并承擔(dān)東部新城區(qū)部分區(qū)域供熱負(fù)荷。除集中供熱用戶外，其他公共建筑采用小型天然氣鍋爐供熱，居民用戶大多采用家用燃煤爐供熱。

南部新城區(qū)現(xiàn)有裕中熱電廠1座集中熱源，負(fù)責(zé)向主城區(qū)南部供熱，不對南部新城區(qū)供熱。公共建筑采用小型天然氣鍋爐供熱，居民用戶大多采用家用燃煤爐供熱。

西部新城區(qū)現(xiàn)有壇山區(qū)域鍋爐房(燃煤鍋爐房)、永安熱電廠(燃煤熱電廠)、國電滎陽熱電廠、滎錦垃圾發(fā)電廠4座集中熱源。壇山區(qū)域鍋爐房作為滎陽組團(tuán)主熱源，現(xiàn)已基本滿負(fù)荷運(yùn)行。永安熱電廠隸屬于中國長城鋁業(yè)公司，主要為公司提供生產(chǎn)工藝用汽，并向周邊生活區(qū)居民住宅供熱。國電滎陽熱電廠主要向主城區(qū)供熱，并兼顧周邊居民用戶供熱及生產(chǎn)工藝用汽需求。滎錦垃圾發(fā)電廠利用垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)生的余熱為周邊產(chǎn)業(yè)園提供生產(chǎn)工藝用汽。

④ 集中熱源情況匯總

都市核心區(qū)集中熱源供熱能力、生產(chǎn)工藝供汽能力見表1。由表1可知，目前都市核心區(qū)集中熱源供熱能力為4 998 MW，生產(chǎn)工藝供汽能力為1 280 t/h。

表1 都市核心區(qū)集中熱源供熱能力、生產(chǎn)工藝供汽能力

續(xù)表1

2.2 外圍組團(tuán)

新鄭組團(tuán)現(xiàn)有和力區(qū)域鍋爐房(燃煤鍋爐房)1座集中熱源，主要為新鄭組團(tuán)供熱，已基本滿負(fù)荷運(yùn)行。組團(tuán)內(nèi)的新鄭西亞斯學(xué)院采用污水源熱泵向校區(qū)范圍內(nèi)供熱。

新密組團(tuán)現(xiàn)有新密區(qū)域鍋爐房(燃煤鍋爐房)1座集中熱源為新密組團(tuán)供熱，城區(qū)內(nèi)已覆蓋熱網(wǎng)，由于現(xiàn)狀用戶較少，供熱普及率仍有提升空間。

登封組團(tuán)內(nèi)現(xiàn)有登封熱電廠(燃煤熱電廠)、華潤熱電廠(燃煤熱電廠)2座集中熱源。其中登封熱電廠主要負(fù)責(zé)登封組團(tuán)的中心城區(qū)、旅游新城居民用戶供熱，并對周邊工業(yè)用戶提供生產(chǎn)工藝用汽。華潤熱電廠目前僅向周邊工業(yè)用戶提供生產(chǎn)工藝用汽。

鞏義組團(tuán)現(xiàn)有豫聯(lián)熱電廠(燃煤熱電廠)、鞏電熱電廠(燃煤熱電廠)2座集中熱源。豫聯(lián)熱電廠主要承擔(dān)鞏義組團(tuán)中心城區(qū)居民用戶供熱和為產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)提供生產(chǎn)工藝用汽。鞏電熱電廠現(xiàn)狀無居民用戶供熱及提供生產(chǎn)工藝用汽。除集中供熱用戶外，其他公共建筑采用小型天然氣鍋爐供熱，居民用戶大多采用家用燃煤爐供熱。

外圍組團(tuán)集中熱源供熱能力、生產(chǎn)工藝供汽能力見表2。由表2可知，外圍組團(tuán)集中熱源供熱能力為704 MW，生產(chǎn)工藝供汽能力為290 t/h。

表2 外圍組團(tuán)集中熱源供熱能力、生產(chǎn)工藝供汽能力

3 規(guī)劃思路

① 發(fā)展新能源和清潔能源供熱。響應(yīng)國家節(jié)能減排要求，研究發(fā)展新能源特別是清潔能源供熱的可行性，完善供熱能源結(jié)構(gòu)，結(jié)合鄭州市的實(shí)際情況，在適宜區(qū)域優(yōu)先采用新能源特別是清潔能源供熱。

② 合理配置熱源。在都市區(qū)整體層面進(jìn)行供熱規(guī)劃，不拘泥于行政區(qū)劃，合理調(diào)配不同區(qū)域的熱源，以共建共享的原則構(gòu)建供熱體系，最大限度地挖掘現(xiàn)有熱源潛能，在集中供熱薄弱地區(qū)新建熱源，充分發(fā)揮集中供熱優(yōu)勢。

③ 構(gòu)建安全可靠的供熱系統(tǒng)。結(jié)合集中熱源規(guī)劃，建設(shè)長輸熱網(wǎng)，將外部熱源引入用熱核心區(qū)域，完善城市熱網(wǎng)，打造多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱格局，建立互聯(lián)互通、區(qū)域共享的供熱系統(tǒng)。

4 熱源規(guī)劃

4.1 都市核心區(qū)

① 總體規(guī)劃

至2030年，都市核心區(qū)供熱負(fù)荷(供熱普及率60%條件下)為16 566 MW，生產(chǎn)工藝供汽負(fù)荷為1 276 t/h。

保留主城區(qū)的政七街、棗莊、東明路、二馬路、經(jīng)開區(qū)、南郊、正和7座現(xiàn)狀區(qū)域鍋爐房。擴(kuò)建北郊、鄭東新區(qū)、壇山、港北、港南區(qū)域鍋爐房，新增燃?xì)忮仩t。在新城區(qū)新建金水北區(qū)、管城新區(qū)、二七新城、中原新區(qū)、毛莊、官渡、東北、東南、龍湖9 座燃?xì)鈪^(qū)域鍋爐房。

停止使用現(xiàn)狀鄭州熱電廠。對泰祥熱電廠、鄭東熱電廠、裕中熱電廠、國電滎陽熱電廠進(jìn)行改造挖潛。新建新力賈峪熱電廠、東南熱電廠2座熱電廠，新建西部、東部垃圾發(fā)電廠。

在集中供熱的基礎(chǔ)上，不足供熱負(fù)荷以分散供熱方式以及由外圍組團(tuán)通過長輸熱網(wǎng)輸送熱量的方式加以補(bǔ)充，以滿足遠(yuǎn)期供熱需求。至2030年，都市核心區(qū)總供熱能力可達(dá)到16 721 MW，生產(chǎn)工藝供汽能力可達(dá)到1 383 t/h。

② 主要集中熱源

區(qū)域鍋爐房。規(guī)劃保留主城區(qū)的政七街、棗莊、東明路、二馬路、經(jīng)開區(qū)、南郊、正和7座現(xiàn)狀區(qū)域鍋爐房，供熱能力不變，并實(shí)施煤改氣。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，對北郊、鄭東新區(qū)、壇山、港北、港南5座區(qū)域鍋爐房(其中北郊區(qū)域鍋爐房、鄭東新區(qū)鍋爐房位于主城區(qū))進(jìn)行煤改氣及擴(kuò)建，強(qiáng)化供熱調(diào)峰能力，其中港南區(qū)域鍋爐房為燃?xì)忮仩t房，不必進(jìn)行煤改氣。根據(jù)熱電廠的供熱范圍劃分及供熱規(guī)模，在新城區(qū)集中供熱能力不足的區(qū)域，規(guī)劃建設(shè)金水北區(qū)、管城新區(qū)、二七新城、中原新區(qū)、毛莊、官渡、東北、東南、龍湖燃?xì)鈪^(qū)域鍋爐房。上述區(qū)域鍋爐房的總供熱能力為3 471 MW，供熱面積約8 114×104m2，生產(chǎn)工藝供汽能力為80 t/h。

泰祥熱電廠。泰祥熱電廠是主城區(qū)西部的重要熱源，于2016年進(jìn)行改造，改造后供熱能力提升至400 MW，供熱面積為920×104m2，生產(chǎn)工藝供汽能力為160 t/h。

鄭東熱電廠。規(guī)劃建設(shè)二期熱電機(jī)組，改造一期熱電機(jī)組，改擴(kuò)建后總供熱能力達(dá)到1 303 MW，承擔(dān)主城區(qū)供熱負(fù)荷592 MW，供熱面積約1 364×104m2。承擔(dān)東部新城區(qū)供熱負(fù)荷711 MW，供熱面積約1 638×104m2。

國電滎陽熱電廠。改造后供熱能力為1 400 MW，分別承擔(dān)主城區(qū)、西部新城區(qū)供熱負(fù)荷各700 MW，供熱面積約1 612×104m2。生產(chǎn)工藝供汽能力為73 t/h。

裕中熱電廠。改造后供熱能力為2 100 MW，生產(chǎn)工藝供汽能力為300 t/h。承擔(dān)主城區(qū)供熱負(fù)荷1 145 MW，供熱面積約2 638×104m2。承擔(dān)南部新城區(qū)供熱負(fù)荷955 MW，供熱面積約2 200×104m2。

新力賈峪熱電廠。新力賈峪熱電廠前身為位于主城區(qū)的鄭州熱電廠，由于對城市環(huán)境影響較大，且不具備擴(kuò)建條件，規(guī)劃異地遷建至主城區(qū)西南部。建成后總供熱能力達(dá)到1 678 MW，承擔(dān)主城區(qū)供熱負(fù)荷1 498 MW，供熱面積約3 450×104m2。承擔(dān)西部新城區(qū)供熱負(fù)荷180 MW，供熱面積約415×104m2。生產(chǎn)工藝供汽能力為300 t/h。

東南熱電廠。東部新城區(qū)目前僅有鄭東熱電廠1 座集中熱源，且主要承擔(dān)主城區(qū)供熱負(fù)荷，難以滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求?？紤]到附近航空城北部區(qū)域的用熱需求及發(fā)展，規(guī)劃在東部新城區(qū)建設(shè)東南熱電廠，建成后供熱能力可達(dá)到1 280 MW。承擔(dān)東部新城區(qū)熱負(fù)荷660 MW，供熱面積約1 520×104m2。承擔(dān)航空城熱負(fù)荷620 MW，供熱面積約1 428×104m2。生產(chǎn)工藝供汽能力為240 t/h。

垃圾發(fā)電廠。規(guī)劃在西部新城區(qū)、東部新城區(qū)各建設(shè)1 座垃圾發(fā)電廠，垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)生的余熱可用于供熱，兩座發(fā)電廠垃圾處理能力均為4 000 t/d，供熱能力均為224 MW，可滿足西部新城區(qū)、東部新城區(qū)各500×104m2的供熱面積。

③ 分散式熱源

在以集中供熱為基礎(chǔ)的前提下，都市核心區(qū)因地制宜采用分散供熱方式作為集中供熱的有益補(bǔ)充。具體應(yīng)用形式包括天然氣分布式能源站(冷熱電聯(lián)供)、污水源熱泵、中壓燃?xì)鉄崴仩t房。

天然氣分布式能源站。在產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)、大型商業(yè)設(shè)施等條件具備的區(qū)域，規(guī)劃建設(shè)天然氣分布式能源站15座，總供熱能力1 664 MW，生產(chǎn)工藝供汽能力為230 t/h。

污水源熱泵供熱。采用城市污水廠處理后的中水作為污水源熱泵低溫?zé)嵩?，根?jù)污水處理廠的位置、規(guī)模、附近建筑情況等，規(guī)劃在20座污水廠周邊布局污水源熱泵供熱站，總供熱能力474 MW。

東部新城區(qū)以居住小區(qū)、企業(yè)、商業(yè)為單位積極建設(shè)中壓燃?xì)鉄崴仩t房，規(guī)劃供熱能力1 600 MW。

4.2 外圍組團(tuán)

① 整體規(guī)劃

至2030年，外圍組團(tuán)供熱負(fù)荷(供熱普及率50%條件下)將達(dá)到2 048 MW，生產(chǎn)工藝供汽負(fù)荷將達(dá)到608 t/h。

新鄭組團(tuán)規(guī)劃建設(shè)新鄭熱電廠，取代現(xiàn)狀和力區(qū)域鍋爐房作為主要熱源，并兼顧周邊區(qū)域用熱需求。在組團(tuán)內(nèi)規(guī)劃建設(shè)南部垃圾發(fā)電廠，垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)生的余熱用于供熱。

新密組團(tuán)繼續(xù)采用現(xiàn)狀新密區(qū)域鍋爐房作為主要熱源，并實(shí)施煤改氣，供熱能力保持不變，新建新密東區(qū)域鍋爐房(燃?xì)忮仩t房)。

登封組團(tuán)現(xiàn)狀有登封熱電廠、華潤熱電廠2 座熱電廠，規(guī)劃在保持現(xiàn)有登封熱電廠供熱能力基礎(chǔ)上，利用華潤熱電廠向登封組團(tuán)供熱。

鞏義組團(tuán)規(guī)劃繼續(xù)使用豫聯(lián)熱電廠進(jìn)行供熱，遠(yuǎn)期對熱電機(jī)組進(jìn)行改造，鞏電熱電廠不再供熱。

至2030年，外圍組團(tuán)集中熱源總供熱能力將達(dá)到3 436 MW，生產(chǎn)工藝供汽能力將達(dá)到658 t/h，不僅能夠滿足外圍組團(tuán)在供熱普及率為50%條件下的供熱負(fù)荷，而且為滿足外圍組團(tuán)熱用戶發(fā)展預(yù)留了空間。此外，還考慮采用長輸熱網(wǎng)將外圍組團(tuán)富裕熱量送至都市核心區(qū)，建立互聯(lián)互通、區(qū)域共享的供熱系統(tǒng)。

② 主要熱源

新鄭熱電廠。新鄭熱電廠建成后供熱能力為1 400 MW，承擔(dān)新鄭組團(tuán)供熱負(fù)荷500 MW，供熱面積約1 152×104m2。承擔(dān)航空城供熱負(fù)荷900 MW，供熱面積約2 073×104m2。生產(chǎn)工藝供汽能力246 t/h。

新密東區(qū)域鍋爐房。規(guī)劃建設(shè)新密東區(qū)域鍋爐房，供熱能力232 MW，供熱面積約535×104m2，生產(chǎn)工藝供汽能力85 t/h。

豫聯(lián)熱電廠。改造一期熱電機(jī)組并規(guī)劃建設(shè)二期熱電機(jī)組后，豫聯(lián)熱電廠供熱能力將達(dá)到784 MW，供熱面積約1 806×104m2，生產(chǎn)工藝供汽能力為224 t/h。

南部垃圾發(fā)電廠。在新鄭組團(tuán)規(guī)劃建設(shè)南部垃圾發(fā)電廠，垃圾處理能力為3 000 t/d。建成后供熱能力為168 MW。

5 管網(wǎng)規(guī)劃

長輸供熱(熱源與供熱區(qū)域距離一般超過20 km)往往存在地形高差大、供熱區(qū)域大等特點(diǎn)，為了降低造價(jià)，管網(wǎng)設(shè)計(jì)參數(shù)具有溫度高、壓力大的特點(diǎn)，而主城區(qū)既有管網(wǎng)使用時(shí)間長，與長輸熱網(wǎng)相比，設(shè)計(jì)壓力與設(shè)計(jì)溫度均比較小。因此，長輸管網(wǎng)與主城區(qū)既有管網(wǎng)(一級管網(wǎng))采用隔壓站連接。

根據(jù)主城區(qū)周邊熱電廠布局情況，規(guī)劃建設(shè)4條區(qū)域間長輸管網(wǎng)，將現(xiàn)狀國電滎陽電廠、新密裕中電廠、新鄭熱電廠、東南熱電廠整合納入都市核心區(qū)供熱系統(tǒng)，逐步實(shí)現(xiàn)多熱源、環(huán)狀熱網(wǎng)的格局。