北京市热力集团有限责任公司通过不断总结节能技术和管理措施应用经验，在能源节约方面成效显著，特别是在热力站能耗管控方面积累了较丰富的实践经验。通过总结多年来热力站能耗控制经验，建立综合运行管控体系和二次管网水力平衡工作是众多节能实践工作中具有代表性、能够有效控制热力站能耗和提高热力输送效率的主要工作和重要手段。

综合运营管控体系的建立是以“效益提升”为驱动，通过全热网经济运行管理、成本经济核算的管理理念指导所属企业精细化运营管理，从而实现供热智能化调节和成本效益最大化。在实施过程中，以每一座热力站、锅炉房为基准核算单位，每日对成本核算进行过程管控对比分析，即“一站一日一核算”全过程全动态的运营管理模式。目前该体系覆盖到北京市域内所辖的3125座热力站和394座锅炉房。

图1 以“大数据”为基础的综合运营管控体系数据仓库架构

通过“一站一日一核算”成本趋势预测模块，根据气象台提供的七日天气预报信息，测算未来一段时间每日计划供热量及供热成本核算变化趋势，提前做好城市热网及各热力站供热运行调节，确保热网工况稳定，管网运行安全，保证热力站供热质量，合理利用供热能源，优化运营成本，提高供热运行管理水平。

热力站热指标反映单位面积下建筑物的热负荷，如果按照统一标准进行调节，会造成许多老旧小区室温不达标，而新建建筑则又出现室温超标情况，造成能源的浪费。北京热力通过对常年积累的数据进行统计分析，得到各热力站的平均热指标。对热指标较高的热力站进行汇总，分析造成热指标偏高的原因，集中投入资金对此类热力站的供热系统进行节能改造。节能改造主要对热力站设备更新改造，提高系统换热系数；二次管线改造，避免因跑冒滴漏等原因造成热耗损失；为老旧小区围护结构增加保温层，提高建筑物的保温系数，降低供热系统的热耗水平，降低供热成本。

二次管网系统运行的好坏、能耗水平的高低、室温能否达标，将直接反映在工单上。根据北京热力的供热经验，投诉室温不达标的客服工单高度集中的小区，往往离热力站近的用户室温过高、开窗散热的情况比较普遍，二次系统在近端散失了过多的热量。

供热品质不高，根本原因不是供热量不足，而是因为水力失调造成的近端过热，远端不热。不做二次管网调节，只单纯提高二次管网流量，以满足远端用户的供热需求，会带来两个后果：热力站循环流量大，耗电多；近端室温过热用户开窗散热，浪费宝贵热能。改善二次管网水力工况，使近端远端都有适当的流量和热量分配，相比于不平衡的二次管网，节约了近端过热浪费的热能、系统循环流量过大多消耗的电能和因为用户加速循环外排的大量软化水，同时提高了室温达标率，实现了节能和降诉的统一。

为解决二次管网水力平衡问题，北京热力多年来使用、试用或研究过市面上绝大部分调节装置，总结出的实施经验包括：二次系统平衡目标以楼栋或单元的流量和热量分配合理为重点，优先选择能耗高、水力失衡严重、影响供热质量和客户满意度的小区进行改造；无设备接电条件的老旧小区，优先采用静态平衡阀和喷射泵。除垂直失调严重的小区优先使用喷射泵外，这两种方式的选择主要取决于经济性，投资回收期不超过三年。有热计量条件且水力失调或热耗高的小区，优先采用电动阀（电磁阀、物联网平衡阀等）方式进行改造。改造后节能效果不应低于约定值，且节能效果与改造费用挂钩，抽查室温不达标的视情况扣除改造费用。

北京热力已实施105个二次管网节能改造项目，供热面积合计1639万㎡，其中静态平衡阀项目71个，实施面积共1184万㎡，喷射泵项目34个，实施面积共455万㎡。静态平衡阀项目平均节热率7.2%，最高31.2%，最低-5.8%。71个项目总共投资3845万元，改造单价折合3.25元/㎡。喷射泵项目平均节热率5.4%，最高25.2%，最低-14.0%。34个项目总共投资3466万元，改造单价折合7.62元/㎡。

此外，通过项目的实施总结出管网水力平衡、水泵高效运行和二次供温控制策略应该是一个整体。目前二次系统平衡目标是以楼栋或单元的流量和热量分配合理为重点，未介入户间的水力平衡，还有进一步的节能空间。由于实施难度大、投入产出比低，可作为远期目标推进。

基于大数据的北方城镇按需精准调控技术是引入人工智能控制系统，通过供热模型的自学习确定热力站供热参数，以最科学合理的温度、压力、流量等参数为用户室内温度的优化控制提供保障。具体功能包括提升供热系统能效并对用户室内温度进行监测；在用户提出投诉之前有预见性地处理户内不热的问题，降低用户投诉；降低供热公司人力成本；根据天气情况的测量和预报、用户用热习惯的自学习、室内温度的测量等预测热力站热负荷的变化情况并反馈到热源厂，对热源厂的供热生产提供指导。

图2 人工智能预测热力站的未来状况示意图

图3 人工智能预测未来的能耗需求

选取实施该项技术的北京市丰台区某小区作介绍。实施前小区供暖期平均室内温度低于20℃的用户占总户数的11.3%，高于23℃的用户占总户数的52.1%，在20℃~23℃之间的用户占总户数的36.6%。该小区供热系统改造主要有两点：一是降低热不平衡度，使用户室内温度的差异降低；二是通过更加精确和智能的控制方式，使用户室内温度不过高，特别在初寒季、末寒季以及中午太阳辐射强烈时。项目实施后热网系统调度响应≤5分钟，楼宇平均温度维持在20℃- 22℃，热力站负荷预测精度偏差≤10%，并可出具热力站短期（1-3 天）以及小时级精准负荷预测曲线，同时以前三个供热期平均能耗为基准，实现供热系统能耗下降7%以上。