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中国土木工程学会燃气分会会刊

中国市政华北院参与设计的太古供热项目荣获第十九届中国土木工程詹天佑奖

发布时间:2022-01-17 查看次数:6485

太古供热项目(古交兴能电厂至太原供热主管线及中继能源站工程)


一、工程概况


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总平面图


太古供热项目(古交兴能电厂至太原市供热主管线及中继能源站工程)是世界上首个投运的大温差长输供热工程,属山西省重大民生工程,对于全面实现双碳目标、落实节能减排政策、推动清洁供热具有重要意义。


项目横跨太原、古交两地,以古交兴能电厂乏汽余热为热源,敷设4根直径1.4m的主干管网,全长70km(其中电厂至中继能源站长37.8km),高差260m(直连高差180m),建设1座首站、3座中继泵站和1座中继能源站,途经古交市、从隧道穿越西山山区至太原市区中继能源站,6次穿越汾河、3次穿越高速公路、2次穿过引黄管线、横穿8座桥梁、开通3条隧道,囊括了目前供热管线所有高难度敷设方式,供热面积7600万㎡,占太原市区总供热面积的1/3。


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中继能源站全貌


项目于2014年2月获得山西省发改委批准,2014年3月开工建设,2016年11月建成并投入运行,2018年整体工程通过竣工验收,竣工决算51.64亿元。


二、科技创新与新技术应用


太古工程是目前国内外实际投入运营的规模最大、地形最复杂的集中供热项目。供热能力、投入资金、长输距离、穿山长度、管网直径以及地形高差等,都是前所未有的。工程实施面临着诸多难题,项目组在无先例可循、无经验可用条件下,艰苦攻关,创造性地提出大温差长输供热新模式,形成了适合中国国情的新一代城镇清洁供热技术体系,并成功应用于古交兴能电厂至太原长输供热工程中,取得了系列原创性成果:

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1. 独创大温差长输供热新模式及其关键技术体系。研发出一套完整的全面降低热网回水温度方法和关键设备,提出基于低热网回水温度汽轮机组多级串联梯级余热回收工艺,保证了长距离供热的低能耗和经济性,该工程综合供热成本与市区燃煤锅炉相当,而二氧化碳和氮氧化物排放比天然气锅炉减少60%以上。


2. 构建出长距离大高差热网循环水高效安全输送技术体系。太古长输供热工程供热距离长(长输段37.8km)、高差大(直连高差180m),在供热系统中存在局部驼峰高点,为了保证长输热网的安全性与经济性,本工程通过长输热网系统动态水力分析与实验验证,提出了大高差直连条件下的多级热网泵热网输送技术,建立了长输供热管网安全保障和多级泵集群控制关键技术体系,解决了长输热网超压和汽化难题。


3. 开发出长输管道整体与局部热桥成套保温绝热技术。本工程长输管道长37.8km,其中有47%为架空管道。常规热网保温设计下,热网散热损失大,严重影响系统的能效和经济性。为了有效降低长输热网的散热损失,本工程研发出大直径架空用镀锌铝钢板外护聚氨酯保温管,并形成相关行业技术标准。设计了预装配绝热支座、预制保温固定节、隔热管道用膨胀节等关键设备和部件,降低管道支座热桥效应,大大减少长距离输送热损失,达到全程37.8km温降不超过1℃的保温效果。


4. 形成了复杂地形大直径供热管线敷设及中继能源站成套设计及施工技术。首创了大直径供热管道专用隧道支架设计体系,通过模拟多位置、全方位360°应变分析,满足了最大受力7500kN,解决了长距离管道热应变控制难题。开发出一套超长供热管道专用隧道(总长15.7km)穿越山体技术,提出供热隧道主、次固定支架特长径向锚杆施工技术,解决普通潜孔钻机在有限空间、基坑狭窄环境中无法施钻的难题。创新陡坡斜井施工技术,实现11.4km特长供热隧道主洞仅用2年工期全部贯通。研制成功首台用于隧道内供热管道运输及布管的双头轨道车,解决了在狭窄隧道空间里运输、布管和安装大直径供热管道的施工难题。提出高架空钢桁架管道桥(总长1.26km)跨越河谷技术,以及大直径供热管道无补偿直埋敷设技术,解决了大直径热力管道与隧道、管道桥受力传力及管道热应力难题,实现了37.8km大高差复杂地形4×DN1400热力管道安全、经济敷设。形成大型中继能源站流程设计、大型车间热力管道低应力优化设计、大型换热车间管道水力平衡设计等系列优化设计方法,设计建成目前国内已建成的规模最大的中继能源站。


三、项目影响


项目建成后替代燃煤锅炉和太原一电厂,每年可减少标煤耗276万吨,减少二氧化碳排放745万吨,相比于“煤改气”供热,碳排放降低78%,大气污染物排放减少65%,而综合供热成本仅与燃煤锅炉相当(39元/GJ),相比于“煤改气”五年共节约供热成本43亿元,减少天然气消耗28.1亿m3。在不增加百姓经济负担的情况下实现了清洁供热,产生了显著的经济和社会效益。


太古工程受到了全国供热行业瞩目,中央电视台、中国建设报、中国能源报、中国电力报等多家媒体对该项目进行了专题报道。累计接待来自国家能源局、国家发改委、住建部、科技部和环保部等国家部委,以及北方地区全部15个省市的政府部门和热力公司共2354人次;接待来自包括大唐、华能、华电、国电、国家电投等5大发电集团的电厂共300余批次。该项目受到国际供热行业高度关注,丹麦作为世界集中供热技术领先的国家,其驻华使馆、能源署及区域供热委员会组织多家供热企业、设备制造企业组成的交流团队先后两次前来参观并进行了技术交流。


项目获授权专利85项(发明专利21项)。形成省部级工法22件,发表学术论文120篇(SCI论文23篇)。工程先后获得国家优质工程金奖、鲁班奖、中国节能环保专利奖一等奖、中国安装协会科技进步一等奖、电力工程科学技术进步奖一等奖、山西省第十三届太行杯土木建筑工程大奖、中国供热行业能效领跑者等荣誉。建设部评估委员会评价本项目整体达到世界领先水平,其所形成的大温差长输供热模式应该成为我国城镇清洁供热的主流。


在该项目的示范带动下,我国北方多个城市迅速启动了大温差长输供热工程,规模达11.2亿㎡,占目前北方地区城镇供热面积的8%,由此掀起了供热行业的一场革命,全面推广每年可节能1亿吨标煤。 


附全部获奖名单:

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关于颁发第十九届中国土木工程詹天佑奖的决定

中国土木工程詹天佑奖是经科技部批准,住房和城乡建设部认定,在科技部、住房和城乡建设部、交通运输部、水利部、中国国家铁路集团有限公司(原铁道部)等有关部门的共同支持与指导下,以推动土木工程行业科技创新与进步为宗旨的科技奖项,于1999年设立,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、铁道、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。

第十九届中国土木工程詹天佑奖经过推荐申报、资格审查、专业组初评、终审会议评审、詹天佑大奖指导委员会审核以及公示等评选程序,共有42项土木工程领域的杰出代表性工程获奖。特此决定对“北京新机场工程(航站楼及换乘中心、停车楼)”等获奖工程及主要承建单位授予中国土木工程詹天佑奖,以资鼓励。
 
这些获奖工程在规划、勘察、设计、施工、科研、管理等技术方面具有突出的创新性和较高的科技含量,积极贯彻执行创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,在同类工程建设中具有领先水平,经济和社会效益显著。希望获奖单位和广大科技工作者进一步增强自主创新意识,积极贯彻落实“双碳”目标,为推动行业高质量发展、建设世界科技强国做出更大贡献。

中国土木工程学会
北京詹天佑土木工程科学技术发展基金会
二〇二二年一月

第十九届中国土木工程詹天佑奖获奖名单



1 北京新机场工程(航站楼及换乘中心、停车楼)
2 中国•红岛国际会议展览中心工程
3 腾讯北京总部大楼
4 大望京 2#地超高层建筑群
5 CEC·咸阳第 8.6 代薄膜晶体管液晶显示器件(TFT-LCD)项目
6 中国西部国际博览城(一期)项目
7 青连铁路青岛西站站房及相关工程
8 上海浦东国际机场卫星厅及捷运系统工程
9 太古供热项目(古交兴能电厂至太原供热主管线及中继能源站工程)
获奖单位:
太原市热力集团有限责任公司
山西省工业设备安装集团有限公司
中国市政工程华北设计研究总院有限公司
中铁十二局集团有限公司
清华大学
中铁六局集团有限公司
山西山安蓝天节能科技股份有限公司

中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司

北京华源泰盟节能设备有限公司

唐山兴邦管道工程设备有限公司

10 青岛新机场航站楼及综合交通中心工程
11 上证所金桥技术中心基地项目
12 成都露天音乐公园
13 海峡文化艺术中心
14 柳州市官塘大桥工程
15 石家庄至济南铁路客运专线济南黄河公铁两用桥
16 重庆江津几江长江大桥
17 新建北京至沈阳铁路客运专线辽宁段
18 山西中南部铁路通道
19 兰渝铁路西秦岭隧道工程
20 新建向莆铁路青云山隧道
21 贵阳龙洞堡机场地下综合交通枢纽隧道工程
22 贵阳至瓮安高速公路
23 济南东南二环延长线工程
24 巴基斯坦 PKM 项目(苏库尔至木尔坦段)
25 广东清远抽水蓄能电站
26 江西省峡江水利枢纽工程
27 国家能源集团宿迁2×660MW 机组工程
28 武汉港阳逻港区集装箱码头工程
29 西安市地铁 4 号线工程
30 苏州市轨道交通 2 号线及延伸线工程
31 广州市轨道交通 14 号线一期工程
32 宁波市轨道交通 3 号线一期工程
33 黄浦江上游水源地工程
34 横琴第三通道
35 天津滨海国际机场扩建配套交通中心工程
36 福州城市森林步道
37 斯里兰卡机场高速公路(CKE)工程
38 广州市资源热力电厂项目(第三、第四、第五、第六资源热力电厂)
39 成都“金沙公交枢纽综合体”产业融合 TOD创新试点项目
40 港华金坛盐穴储气库项目
41 南京丁家庄二期A28 地块保障性住房

42 珠海翠湖香山国际花园地块五(一期、二期)


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杂志编委

 问:

倪维斗(清华大学)

岑可法(浙江大学)

李猷嘉(中国市政工程华北设计研究总院有限公司)

江 亿(清华大学)

徐建中(中国科学院工程热物理所)

李建勋(中国市政工程华北设计研究总院有限公司)

主任委员:

李颜强(中国市政工程华北设计研究总院有限公司)

副主任委员:

彭世尼(重庆大学)

姜东琪(《煤气与热力》杂志社有限公司)

井 帅(北京市煤气热力工程设计院有限公司)

李连星(中交城市能源研究设计院有限公司)

 员:

Donglai XIE(加拿大)(Environmental Defense Fund

Jessica SUNCanada LMG Design & Drafting Inc.

白冬军(北京市建设工程质量第四检测所)

曹 晖(上海飞奥燃气设备有限公司)

车 明(北京市燃气集团研究院)

车立新(北京北燃实业集团有限公司)

陈 季(成都燃气集团股份有限公司)

陈 立(重庆燃气集团股份有限公司)

陈国勇(华润燃气控股有限公司)

杜 娟(贵州燃气热力设计有限责任公司)

杜建梅(中国市政工程华北设计研究总院有限公司)

段洁仪(北京北控能源投资有限公司)

凡思军(杭州联发管业科技有限公司)

福 鹏(北京市煤气热力工程设计院有限公司)

傅书训(佛燃能源集团股份有限公司)

高 鹏(中交城市能源研究设计院有限公司)

高文学(中国市政工程华北设计研究总院有限公司城市燃气热力研究院)

葛金先(湖南瑞华市政工程设计有限公司)

龚 勋(华润燃气控股有限公司)

谷红民(河北瑞星燃气设备股份有限公司)

谷亚军(河北华热工程设计有限公司)

管延文(华中科技大学)

郭瑞东(玫德集团有限公司)

郭卫东(家合鑫阳智慧能源科技(保定)有限责任公司)

郝蕴华(北京市公用工程设计监理有限公司)

胡茂杰(滨海投资有限公司)

胡芸华(成都千嘉科技股份有限公司)

黄培健(上海叁零肆零科技有限公司)

姜忠基(甘肃中石油昆仑燃气有限公司)

蒋 浩(中国市政工程华北设计研究总院有限公司)

蒋厚贵(华润燃气控股有限公司)

蒋祥龙(中国市政工程中南设计研究总院有限公司)

焦文玲(哈尔滨工业大学)

金永浩(长春燃气热力设计研究院有限责任公司)

李 沅(武汉能源规划设计有限公司)

李长缨(《城市燃气》杂志社有限公司)

李海塬(天津泰达燃气有限责任公司)

李金陆(华润燃气控股有限公司)

李诗华(上海真兰仪表科技股份有限公司)

李树旺(中国工业气体工业协会液化天然气分会)

李晓峰(海南民生管道燃气有限公司)

李亚军(华南理工大学)

李永威(北京市燃气集团有限责任公司高压管网分公司)

梁 立(中国燃气控股有限公司)

梁晓瑜(中国计量大学)

梁永祥(长春燃气股份有限公司)

廖 原(欧好光电控制技术(上海)股份有限公司)

廖荣平(中国市政工程华北设计研究总院有限公司)

林松月(北京松田程科技有限公司)

凌革力(湖南新奥清洁能源有限公司)

刘 斌(哈尔滨中庆燃气有限责任公司)

刘 军(上海能源建设工程设计研究有限公司)

刘 璐(北京优奈特燃气工程技术有限公司)

刘 欣(青岛开源热力设计研究院有限公司)

刘建辉(深圳市燃气集团股份有限公司)

刘联胜(河北工业大学)

刘敏鸿(华润燃气(郑州)市政设计研究院有限公司)

刘清泉(北京北燃特种设备检验检测有限公司)

刘新领(淄博绿博燃气有限公司)

罗东晓(佛燃能源集团股份有限公司)

马季林(天津能源投资集团有限公司)

潘一玲(北京市城市规划设计研究院)

蒲 诚(天津迅尔科技股份有限公司)

秦朝葵(同济大学)

仇 梁(金卡智能集团股份有限公司)

权亚强(成都秦川物联网科技股份有限公司)

商博军(昆仑能源控股有限公司)

申 粤(杭州市城乡建设设计院股份有限公司)

沈 蓓(中国燃气控股有限公司)

石爱国(杭州先锋电子技术股份有限公司)

孙柏君(湖南汉德史特仪表有限公司)

孙明烨(北京市煤气热力工程设计院有限公司)

孙颖楷(广东万和新电气股份有限公司)

唐建峰(中国石油大学(华东)

唐绍刚(天津华迈燃气装备股份有限公司)

陶红兵(重庆新大福机械有限责任公司)

田 堃(新奥能源控股有限公司)

田贯三(山东建筑大学)

田红梅(陕西省燃气设计院有限公司)

童清福(武汉市天然气有限公司)

王 博(北京理工大学)

王 峰(中国市政工程西北设计研究院有限公司)

王 海(中国燃气控股有限公司)

王 淮(中国市政工程华北设计研究总院有限公司)

王 黎(青岛能源华润燃气有限公司)

王 芃(哈尔滨工业大学)

王 艳(南京市燃气工程设计院有限公司)

王道顺(天津市庆成科技发展有限公司)

王海超(大连理工大学)

王建国(北京市煤气热力工程设计院有限公司)

王文化(淄博绿能燃气工程有限公司)

王文想(深圳市燃气集团股份有限公司)

王湘宁(中交城市能源研究设计院有限公司)

王昭俊(哈尔滨工业大学)

王忠平(杭州市能源集团有限公司)

魏守有(太原天然气有限公司)

吴佩英(中机国际工程设计研究院有限责任公司)

吴清星(伊瑞斯阀门(中国)有限公司)

吴诗勇(华东理工大学)

徐 鹏(北京建筑大学)

徐松强(嘉兴市燃气集团股份有限公司)

徐永生(天津城建大学)

许 征(青岛能源设计研究院有限公司)

严荣杰(宁波杰克龙精工有限公司)

严益剑(杭州市燃气集团有限公司)

杨 健(中国城市建设研究院有限公司)

杨 平(华润燃气(集团)有限公司)

杨军华(武汉城市天然气高压管网有限公司)

杨开武(西安秦华燃气集团有限公司)

杨良仲(中国市政工程华北设计研究总院有限公司)

杨小伟(陕西首创天成工程技术有限公司)

杨永峰(安阳益和热力集团有限公司)

姚 昕(乌鲁木齐金源燃气设计研究院有限公司)

姚安林(西南石油大学)

殷兴景(浙江苍南仪表集团股份有限公司)

应援农(香港中华煤气有限公司)

于玉良(北京优奈特能源工程技术有限公司)

袁 冶(深圳市燃气工程设计有限公司)

张广民(新奥能源控股有限公司)

张姝丽(深圳市燃气集团股份有限公司)

张增刚(山东一通工程技术服务有限公司)

张志刚(天津城建大学)

赵国强(中国市政工程华北设计研究总院有限公司)

赵玺灵(清华大学建筑节能研究中心)

郑 安力(特瑞斯能源装备股份有限公司)

郑宏伟(国家管网集团西气东输公司南京计量测试中心)

周夏汀(浙江城建煤气热电设计院股份有限公司)

周志刚(哈尔滨工业大学)

朱 娜(华中科技大学)

朱 能(天津大学)

秘书长:

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一、《煤气与热力》杂志基本情况

《煤气与热力》杂志(月刊)创刊于1978年,由中华人民共和国住房和城乡建设部主管、中国市政工程华北设计研究总院、建设部沈阳煤气热力研究设计院和北京市煤气热力工程设计院有限公司主办,为中国土工程学会燃气分会会刊。本刊为城市燃气及城市供热方面的技术性、学术性刊物,主要刊登技术论文、工程实例、设计经验、生产总结专题综述以及有关信息。

本刊为中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊)...

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