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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
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
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。
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：
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。
第十九届中国土木工程詹天佑奖获奖名单
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42 珠海翠湖香山国际花园地块五（一期、二期）
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