云端装上“眼”和“手” 隔空可调“冷”与“暖”
河南日报客户端记者 李林
2023年3月22日《河南日报》10版
伴随郑州市建设国家中心城市步伐的加快，城市建成区面积与城市人口都在持续增长中，作为城市基础配套的重要组成之一，传统粗放式、分散式的技术手段和管理模式，已经不能适应城市供热系统的复杂化和供热生产的动态性，一场由大数据、AI、区块链、物联网等“扮演”主角的“智慧供热”变革正在上演。
最新数据显示：2023年郑州集中供热面积1.19亿平方米，入网面积2.13亿平方米，供热管网超过3400公里，热力站达3300余座。
为应对供热面积不断增加与国家“双碳”目标要求，作为我省最大的供热企业，郑州热力集团有限公司从2010年便开始着眼于从科技创新中“深挖”生产力，是我国最早一批步入“智慧供热”探索之路的企业。
大屏生出“千里眼” 探索全网调度智慧化
走进郑州热力集团调度大厅，映入眼帘的是一块可视化智慧大屏。热源监测分屏实时展示着全市12座热源的供热量、水流量、水温和管道压力。遍布城市各个方位的区域热源，通过智慧平台实时感应和传输热源监控数据，每分钟刷新一次，帮助热力调度一眼看“全”整个城市热源输热状态。
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在热用户监测界面，滚动播放着全市3300余座小区热力站的供暖量、循环水量、采暖温度、阀门开度等数据列表，采集监控全市各区热用户供热质量。
在智能分析板块，智慧系统将监控监测数据自动生成图表，是热力工人科学分析辅助决策的好帮手。
在供热管网模型图分屏，智慧系统模拟供热运行路线，绘制出一张郑州路网和供热管网的导航地图，不仅显示了从热源到用户的水流状态，还能根据水温高低在各小区地理位置上生成从蓝到红的色块，用最直观的颜色区分各采暖小区的冷热状态。
据不完全统计，一张“智慧供热”监控可视化大屏中，可实时汇集各类供热数据达数万条，通过大屏可实施全网调。据悉，郑州热力集团“智慧供热”项目目前居国内行业前列，率先在供热面积过亿的热力公司开展“智慧供热”探索，成功研制了国内自主知识产权的供热系统智慧调度控制平台，显著提升郑州热力供热调度管理水平。据悉，该项目2019年9月顺利通过住建部科技示范项目验收，达到行业领先水平。
但这些还仅仅是郑州热力集团供热信息化、智慧化的冰山一角。
早在2010年，郑州热力集团就开始加大信息化建设力度，分别对热源、热网、热力站进行全面自动化设备改造，实现了热网的实时监测和调节控制。目前郑州全市3座热电联产、7座隔压站、9座燃气锅炉房实现监控监测全覆盖，3300余座热力站监控监测覆盖率达98%。郑州热力已织就了一张成熟完备的供热信息化、自动化网络，打牢了供热智慧化、智能化坚定的软硬件基础。
隔空伸出“一双手” 探索全网供热智慧化
郑州市供热发展近40年以来，热源越来越多，从最初的几座小锅炉，发展到“3+7+9”热源体系；供热面积从零开始，发展到如今迈上亿平方米的台阶。热源供热管网随路辐射，如今早已四通八达，形成极其复杂的输热网路。
最初的供热规划设计都是按照理论公式手动计算出来，如今的供热系统动态性和复杂度远远超出人脑的运算水平。
面对形势发展带来的严峻挑战，该如何应对？在郑州热力集团“智慧供热”的总棋盘中，有两步重要的“落子”可圈可点。
2017年，郑州热力集团开始建设智慧调度平台，将“模拟仿真系统”引入供热领域。
这个“模拟仿真系统”有什么能耐？对“智慧供热”的作用何在？据了解，该系统可依据郑州城市地图，绘制出包含热源、热力站、阀门、管道的管网仿真模型，模拟推演实际供热生产运行。比如，在智慧模拟软件上输入未来天气预报等初始条件，机器会自动运算出全市热源需求、管网压力、用户水温的结果，这大大提升了供热系统的操作可控性，可前置供热能源供给、温度调节等多项准备，使供热“临时抱佛脚”，变为“不打无准备之仗”，提高了供热的精准度与前瞻性。
统计显示，2018—2022年连续五年采暖期，“智慧供热”模拟仿真系统为郑州市1亿多平方米供热面积供热方案计算提供主要技术手段，其多工况方案离线仿真计算结果对最终决策提供了重要参考和指导。郑州热力于2018年完成郑州市集中供热管网的模拟仿真。通过在仿真软件内设定运行工况边界条件，模拟供热系统的运行状态，计算全网的温度、压力、压降、比摩阻分布等，仿真计算结果与实际供热运行结果基本一致。
自动供热调控是“智慧供热”的重点和难点，在郑州市这样上亿规模的“一城一网”供热系统应用智能调控，郑州热力成为全国首个吃螃蟹的供热企业。
传统的供热调节要靠热力公司的工人到各个小区手动开关阀门来实现。但郑州热力集团通过智慧监控系统，先张开“千里眼”实时观察郑州市内3300余座无人值守的小区热力站中的各项数据的变化情况，遇到需要紧急调节任务时，不必再使用人工，而是直接通过智能调控平台远程调控小区热力站的电动阀门，就好比隔空伸出“一双手”，一键全能全效调节到位。
目前，郑州热力集团还在积极探索“智慧供热”的终端直达居民住户家中。2021年试点安装了340余套居民住户室温采集设备，液晶主屏可直接显示温度湿度，供热部门可通过远程平台，随时查看居民家室温情况，根据室温反馈及时确认调节效果，以做到更精细、更有的放矢的调节。经过一个采暖季的运行，试点小区单耗降幅达33.6%。
智能机器人“上线” 探索全流程服务智慧化
另外，郑州市热力管网突破3400公里，热力管网配套的5000余个热力井盖遍布全市，需进行日常巡检维护，人工现场巡检作业耗时长、效率低。为切实提高井盖治理管理能力、保障人民出行安全，在引热入郑零次网区域，三环主线区域以及航空港供热区域选取了1870余个热力井盖作为试点，通过加装智能井盖异动传感器，实现热力井盖位移的实时报警与精准定位。
“智慧供热”是城市集中供暖发展的必由之路，谁先抢占先机谁就可以尽早破解城市运行保障精准化与节能减排增效化的难题，能够进一步促进城市健康、绿色、优质发展。为此，郑州热力集团在“智慧供热”的探索之路上，还将踔厉前行！
郑州热力基本情况
郑州热力1984年成立，至今已经在郑州发展近40年。随着郑州市国家中心城市建设加快，集中供热实现跨越式发展。2021年，主城区四环内实现集中供热全覆盖，形成了“一城一网”的大联网格局。
热源方面，积极响应环保号召，实施“煤改气”和新的燃气热源建设，实施了5个“煤改气”项目，新建4座燃气热源厂，实现供热能力2854兆瓦（可供6336万平方米），显著增强了全市热源的综合调峰能力。2013年，完成政七街、东明路热源厂两个“煤改气”项目，实现供热能力464兆瓦，是全省首次实施的供热锅炉“煤改气”项目，为推进清洁供热开辟了有效路径；2014年，完成枣庄热源厂“煤改气”项目，实现供热能力290兆瓦，可供面积500万平方米；2016年，完成二马路热源厂“煤改气”项目，4台25吨燃气蒸汽锅炉建成投运，有效解决了火车站区域清洁供热问题；2018年，完成郑东新区热源厂“煤改气”项目，可供面积536万平方米，为全市首个采用回收烟气余热预热锅炉回水方案的燃气热源，年减少天然气耗量约280万立方米，消除锅炉冒白烟等问题。
同时，结合各区域供热需求新建燃气热源厂。2015年建成北郊热源厂、2020年二期扩建工程完工，填补了惠济区的热源空白；2015年年底建成港北热源厂，及时解决了新郑机场T2航站楼的供热问题，2020年二期扩建工程完工，实现供热能力290兆瓦，是航空港北区的主热源；2020年，按照郑州市政府关停郑东热电的相关要求，郑州热力临危受命，仅用76天建成投运商都路热源厂，最大限度保障东部城区居民正常用热；2021年，高新区燃气锅炉房5台58兆瓦燃气热水锅炉建成并开始运行，实现供热能力290兆瓦，连同高新隔压站共同替代泰祥热电厂，保证高新区居民正常用热。
通过“煤改气”和新建燃气热源，不仅有效替代了供热区域内燃煤锅炉等，大大减少了二氧化碳、粉尘等污染物的排放，还通过进一步提升供热能力积极保障更多的用户入网用热，成功实现了全市集中供热能源结构的转型升级。
另外，不断加快“引热入郑”项目建设。新密裕中电厂一期“引热入郑”项目管径DN1200全长20公里配套热网于2014年11月建成投运，新增供热能力1100万平方米，成为南部城区主热源；国电荥阳“引热入郑”项目管径DN1400全长24公里配套热网于2015年11月建成投运，新增供热能力1400万平方米，有效缓解西北部城区、高新区的供需矛盾；豫能电厂“引热入郑”项目管径DN1400全长14公里配套热网于2019年投入供热运行，新增供热能力1550万平方米；裕中二期“引热入郑”项目管径DN1600全长33.9×2公里配套热网于2020年11月投运，可新增供热能力2600万平方米，全力支援东南部城区，实现全市热源均衡布局；今年3月2日，华润登封电厂引热入郑长输管网工程正式开工，该项目建成后，可增加集中供热面积4667万平方米，进一步缓解市区热源缺口问题，全面强化热源保障，不断满足郑州日益增长的供热需求，切实提升群众获得感、幸福感、安全感。
值得一提的是，郑州热力在新能源项目中不断探索与实践，在集中供热管网暂时覆盖不到的区域，已尝试实施3个分散式清洁供热项目。玉兰谷模块燃气锅炉项目：位于江山路与绿源路交叉口东北角，入网面积约25万平方米，供热面积约12万平方米，该项目获得第六届“蓝天杯”清洁能源供热优秀工程奖；铁道中央花园项目：位于陇海路与一马路交叉口东南角，入网面积约8万平方米，供热面积约3万平方米，2020年12月17日开始运行；建业运河上院项目：位于天河路与绿源路交叉口向西300米，入网面积约15万平方米，供热面积约7万平方米，该项目由12台空气源热泵系统加3台1MW燃气辅助进行供热，二者结合可以灵活调节，启停快，节约能源，于2020年12月29日开始运行。
