大温差长输技术发展过程其实还是非常难的。太古长输作为国内第一个长输工程,现在已经运行第4个采暖季,今年是第5个采暖季了,已充分验证了它的正确性。


项目概况,从节能环保角度讲,太原市在2000年的时候做了一个绿色供热全覆盖方案,当时最核心的难题在于热源不太足,在2013年付林老师组织编写了太原市清洁供热方案。

从2013~2020年,这个方案主要的规划理念是以远郊热电联产为主,里面最核心的是把工业余热占的比例往高提,作为一个太原市的主力热源。

这是当时2013年项目立项的背景,跟以前差异最大的是以余热回收,在2000年之前太原市市长也提过要把古交热电厂的热引到太原市,但基于当时没有这种成熟的大温差技术,经专家考量后,发现与天然气相比经济性并不是非常好。后来在2013年有了余热回收概念和大温差概念,在付老师牵头组织下,才提高了这个项目落地的可能性。

长输项目总平面图和它的一张系统图,这张总平面图可以看出,地形地貌是异常复杂的。

这一张图是第一次架设供电线路,配电工程其实对于我们难度还是比较大的。图是 建设以后的变电站。

第二个是做的热网安全输送措施。

第三个是复杂地形热网的敷设,好几个都是供热行业之前没有实施过的。

全程温降这块,按照供热行业规范的话,应该是5度。这块对所有的节点都进行了非常好的控制。

对隧道里面的保温材料选择当时也对比了不少方式。 

热力公司原来之前所有的项目都是阶段负责制,这个项目比较大,为了效率比较高,所以成了项目责任制。

工程管理环节,第一个是因为工程大之后分了三十几个标段,这里面人也比较多,所以第一个就是整个施工的安全风险控制,还有为了做好工程质量这块和保温环节这块,对技术要求比较高。第三个,供热质量要高于我们现有的一个供热质量。还有从整个工程实施,建设工地控制比较严,第二就是因为花的钱费用比较高,所以对这一块我们把控也非常严格。

在实施过程中碰到的难题非常多,这第一个是供热隧道,因为隧道灌通以后留给土建安装时间比较短,量还非常大,这里面大量交叉作业、交叉施工。第二,因为路是沿着山修的,路宽只有12米,刚刚够管槽宽,路拐来拐去的,对精度控制要求非常高,从材料订货,弯管订货,到下管对口、最后焊接、电预热都要求非常高,第三是钢桁架桥工期也比较短,第四就是能源站,从来没有干过这么大的工业厂房,电在实施过程中也从来没有干过这么大的配电工程。

供热区域这块,从2016年到2017到2018年,供热面积在逐渐增大。

11家单位的供热面积变化情况,在第一采暖季将近2700万平方米,到了第三采暖季,面积是6315万平方米。

到上一个采暖季有了751个换热站。

这一张图是大温差逐年改造情况,在整个太古一级网范围内,2016采暖季改造比例是个28.9%,对应的回水温度是40.25度。2017年采暖季改造比例是50.73%,对应的回水温度是39.18度。2018年是 56.87,对应的回水温度37度多,2019-2020年计划是比例更高一点,65.46度,对应的回水温度是35.37度,这里除了改造比例,有些换热器机组效率不如刚刚投入时候高。

这也是付老师最担心的,我们都在最严寒期,气温最低时候、供热负荷最高时候测,测了之后发现第四年可能要比第三年第二年稍微高一点点,但是平均还在一度左右。

节能减排情况,因为节能减排各个地方不太一样,它有它的标准算法,对于整个工程的来说,主要替代了太原市第一热电厂,所以对于太原市区节煤量非常大。

这是整个太古长输的效益情况,因为乏汽余热比例比较高,可能是在70%以上,然后测算供热能耗,每吉焦是个6.21kgce/GJ,与我们常规供热电量比,供热能降低50%以上,输热耗电,输每吉焦热的话耗电只有1.8度电。

因为当时上太古长输之后,供热面积比较大,管理费用比较广,我们在当时招标的时候就把智慧供热平台提了出来,这两年一直在实施。

主要大概分为8个模块。

现在正在做在线水力分析,然后负荷预测和协同作业,还有我们今年正在筹划建一个数据中心,把所有的数据都能打通。

运行管理这块,跟以前供热工程不大一样的地方,第一个就是完善的测试和试验机制,我们一般在每年的10月份会组织系列测试,有空载测试,冷态联动试运行、热态试运行,主要就是为了在供热之前把所有的故障排查出来,把它处理掉。第二个,主要是因为供热能力大以后,下游涉及11家供热单位,统一协调管理难度也比较大,我们应该从第二采暖季开始推,第三采暖季把热网平衡都上了之后才能非常平稳的运转。第三个是运行制度保障体系,这里面主要就是各种经验的总结和数据的分析。

安全管理制度,因为长输管线跨的地域比较多,跨得比较长,从管理这块讲,既有设施设备的安全,又有人员的安全,其中一个最重要的就是一级网,我们使用过程中碰到故障比较多,一级网的突发爆管,因为突然间爆了管的话,水跑的比较多,全网响应必须得非常快才行。

每一年系统运行时间轴,9月份开始注水,10月初进行空载测试,10月中旬要进行一个冷态联动试用期,然后10月底提前7天进行热态试运行,在停热之后在3月底4月初的要进行停热升压。

付老师带领我们取得的成果,这里主要是有工法17件,专利48项,论文是125篇。

2018年底,由住房城乡建设部组织、中国城镇供热协会承办的项目评估会上,4个院士同意这个项目通过评估,向全国推广。