刚荣获詹天佑奖，是目前世界上已投运规模最大的长输供热工程
开栏语
建设过程有多难？过汾河、穿桥梁、钻隧道…… 太古供热工程的特点及难点是什么呢？答案是：供热输送距离远超常规，有效降低长输热网供热成本、复杂地形下的超大供热规模，散热损失的控制以及前所未有的控制是工程面临的巨大挑战。供热管线距离长、高差大，易造成局部超压、汽化和水击，保障管网安全运行是工程面临的又一大挑战。工程囊括了供热领域所有高难度敷设方式，地质条件极为复杂，建设实施面临诸多难题。 现任太原热力集团总调度室主任石光辉是太古供热项目的主要技术负责人。他拿选路由举例说，这个项目不像是在市区可以在路上挖沟敷设管道那样简单，项目在刚开始选路由时，就跑了几十趟。“热源从古交的兴能电厂如何敷设到市区，最初有三个思路，一是从汾河一库下来到汾河二库，沿着汾河进入太原市区；二是沿着316省道和104省道，但这两个地方都需要翻山，爬得过高会不太好处理；三是一个破天荒的思路，既然高速公路能打隧道，那么供热也可以打隧道。后来定的方案就是在太古高速公路旁边打隧道，然后将管道从隧道里敷设过来。”石光辉介绍，这么复杂的工程，在全国供热行业里还是第一次。 在项目设计和建设的整个过程中，还攻克了众多难题难关，解决了无数个难以想象的难题。管线6次穿越汾河，多处劈山架管，开通3座穿山隧道，横穿8座桥梁，建设一条大型钢结构管架桥。隧道施工中还穿越了煤层区等特殊地质区域，尤其是施工中攻克了涌水、瓦斯、塌方、岩爆、大变形等诸多不利因素，后期在隧道狭窄空间内的交叉作业和高精度安装焊接都前所未有，创了供热项目的历史纪录，被称为史上最难建设的供热工程，引起了国内外供热同行的高度关注。 如此规模的项目，按照正常的定额工期，需要四年以上，仅隧道工程部分，同条件的隧道，贯穿通车用了四年的时间。而此项目建设的供热隧道只用了两年的时间，且供热隧道内主次固定支架及滑动导向支架的工程量远超其它隧道内的工程量，这还不包括供热管线的安装。这样浩大的项目，仅用两年半的建设周期就竣工投运，在国内外供热史上绝无仅有。尽管两年多来抢赶工期，但各级管理层严把质量关，工程的质量一流。
没有先例参照怎么办？太原热力人大胆实践勇于创新 由于时间紧、任务重、要求严，国内国际又没有先例可以参照，必须大胆实践，勇于创新。太原市热力集团有限责任公司敢于担当，积极攻关，取得了多项技术创新成果。 第一，全面采用了大温差技术。突破了常规换热器的换热温度极限，实现了一次网回水温度低于二次网水温，使长输管线的供回水温差达到100℃以上。不但有效降低了管网初期投资，而且达到了节能减排目标，较好地缓解了供热需求矛盾，保证了热网系统的经济、高效运行。“大温差技术，通俗的解释是，有人开车去送货，按照常规技术，到目的地后卸货只能卸一半，有了大温差技术，把剩下的一半也能卸完，它的输热能力在一样的管线、一样的流量下比以前能大60%以上。”石光辉介绍。 第二，运用了多级中继循环泵联动输热技术。由于该项目地形高差大，电厂地面高度1030米，中继能源站地面高度850米，输送地形高差180米。为了解决这一问题，建设中运用了多级中继循环泵输送技术，使管网运行压力控制在安全运行范围内，保障了热网安全。 第三，采用了电厂乏汽余热利用技术。利用太原市的低温回水回到电厂依次回收各机组乏汽余热，把电厂传统运行时排放到大气中的废热回收利用。这一技术的采用，使余热供热技术实现了重大突破，既大幅降低了供热成本，又有效增大了供热面积，也实现了近零碳排放。 第四，运用了先进的自动控制系统。由于该项目规模大、距离长，为了保证系统运行过程不超压，管线沿途的中继能源站及各个泵站与电厂的首站之间，通过自控装置达到同步起停、同时调速、联动运行，实行了多级泵站联调联控。同时，管网隧道内全部实施了无人值守的自动监控，热网的自控水平达到国内一流。 第五，研发了一系列长输供热管网减热损技术。由于该项目供热距离长，为了减少热网输送热损，保证电厂供水温度到能源站温降不会很大，研发了镀锌铝钢板外护聚氨酯保温管、预装配绝热支座等一系列减热损设备，实现全程（电厂至中继能源站37.8公里）温降不超过1℃。
运行过程有多严？调度室报警声牵动一个系统的心 90后女孩姬克丹是太原热力集团总调度的一名调度值长，2016年她入职不久后，正好赶上太古供热项目10月底首期项目的竣工投运。启动当天的情景，她至今记忆犹新。作为其中的一员，她既高兴又担心，高兴的是，太古长输供热系统，首次将大高差、大温差、长距离、多级泵组联调联控、超大型热网等多项技术难点集于一身，实现了供热行业由“绿皮火车”到“京沪高铁”的飞跃。担心的是，在前所未有的情况下，如果遇到突发事情，该如何应对。 有一次，一级网回水压力急剧下降，报警声不绝于耳，运行人员第一时间判断，可能是一级网发生大规模泄漏。“这可是我们第一次遇到失压突发状况，眼看一级网回水压力瞬间由0.25MPa（兆帕）降到0.14MPa，已经接近停泵极限，我们的心都提到了嗓子眼。如果停运，系统会造成大面积停热，不停运，系统可能会造成不可恢复的损坏，导致更长时间的停运。为解决这个难题，需要快速精准地判断和操作，一旦发生失误，可能造成无法挽回的损失。按照保安全前提下的保供热原则，我们当机立断，开始了一系列复杂的操作。”姬克丹说，当时在值的多名同事恨不得自己有三头六臂，启补水、通知下游各家单位查漏点。 过了10分钟，终于接到下游打来的一个电话，说经核实是某地下室热力站爆管。下游紧张查找的同时，降频率、注意回温、注意压力、通风、泄水……一条条急促的指令、报警声、电话声，响彻整个调度中心。 经过漫长的40分钟，漏点完成了隔离，系统压力终于稳住。经过对系统进行流量及温度调整，系统终于恢复到爆管前的状态。
供热面积有多大？太原市区约三分之一供热归它管 近年来，省城城市建设规模不断拓展，持续增加的供热需求十分迫切。为全面落实太原市集中供热全覆盖方案，最紧迫的问题是加快集中供热热源建设。集中供热太古项目的建成，不但及时顺应了这一形势的要求，而且有效满足了广大市民的供热需求。经测算，项目建成投运后，每年可节约标煤93.1万吨，节电5700万度，节水2964万吨，减少二氧化碳排放244万吨，减少二氧化硫排放3798吨，减少氮氧化物排放1052吨，减少粉尘排放2104吨，节能和环保效益非常显著，为省城太原建成蓝天碧水之城，实现率先跨越发展，创造了良好条件。 在太原热力集团总调度的显示大屏上，山西晚报记者看到各供热分公司的供热面积和热力站情况。“第一分公司、第二分公司、第四分公司、城西分公司、太古分公司……这些都是太古热网的区域，太原市区约三分之一面积的供暖由它输送。”姬克丹说。 太古供热项目的输送面积有多大呢？记者了解到，自2016年成功投运以来，已安全平稳运行5个采暖季，各项性能指标均达到预期效果。在2016年采暖季，实现首期供热3500万平方米的目标。2017-2018采暖季，太古热网供热面积进一步扩大，供热面积达到5000万平方米。2018-2019采暖季，随着古交兴能电厂三期机组的投产，太古项目供热面积已达6500万平方米，加之向古交市区输送的800万平方米供热能力，供热系统基本达到满负荷运行，目前全网采用泵阀联控的方式实现了计算机控制的全网平衡调节。20212022采暖季，供热面积达到当初设计的目标7600万平方米。 太古供热项目已成为北方地区低碳清洁供热的样板，带动北方多个地区应用大温差长输供热技术。该工程是中国供热史上的里程碑，将为保障民生、推动我国能源革命和双碳目标的实现做出巨大贡献。山西晚报 记者 徐麦丽
链接 中国土木工程詹天佑奖，又被称为建筑业的科技创新工程奖，由中国土木工程学会和北京詹天佑土木工程科学技术发展基金会颁发，是涵盖建筑、桥梁、隧道、轨道交通、公路、水利、港口、市政等土木工程各领域的重要奖项，也是中国土木工程领域工程建设项目科技创新的最高荣誉奖。
