创新引领“智慧供热” 助力打造“四个高地”

    大调度智慧供热系统

    □李林 李登峰

    河南省委工作会议提出锚定“两个确保”，全面实施以创新驱动、科教兴省、人才强省为首的“十大战略”。如春风为中原大地再次带来新的发展动力。

    省委着眼全省大局、把握发展规律，对郑州提出当好国家队、提升国际化、引领现代化的目标定位。创新即是引领，是牵引发展的源头与核心竞争力。

    一路走来，郑州热力集团有限公司（以下简称“郑州热力”）始终牢牢把握“创新为第一生产力”的根本，实施“智慧供热”，推动供热智慧化蜕变。

    今年8月，第四届中国城镇供热协会学术年会以线上直播的形式成功举办。郑州热力的分时段供热研究成果再次获得好评，事实上，从第一届中国供热学术年会征稿开始至今，郑州热力均展现出了极高的学术水平和技术研究能力：

    作为中国城镇供热协会的会员单位，累计向协会投送论文70余篇，累计被年会收录论文30余篇，10人受邀在年会上登台演讲。以2021年为例，选送29篇论文参与投稿，最终10篇论文被收录，4篇论文荣获“优秀论文奖”、1篇论文荣获“优秀论文金奖”，并连续三年蝉联“优秀组织奖”。

    收获来自耕耘，荣誉始于奋进。

    郑州热力多年坚持科技创新驱动战略，依靠科技改善供热，始终走在行业技术最前沿，最终进入全国供热行业第一梯队。

    十年，郑州热力用创新“画”出了发展的上扬线：市内集中供热面积平均每年新增1000万平方米，增幅10%。2020—2021采暖季实际供热面积首次突破一亿平方米，进入“亿平方米”供热面积城市俱乐部。2021—2022采暖季预计供热面积将突破1.1亿平方米，入网面积预计1.94亿平方米，供热规模居全国第二。

    建设“四个高地”，引领打造更高水平的高质量发展区域增长极，助力郑州在“确保高质量建设现代化河南、确保高水平实现现代化河南”中走在前列，郑州热力奋力前行！

    时不我待开启创新发展引擎

    郑州市集中供热事业正处在时代进程和城市建设大发展中，迎来了多年的飞速发展。

    十年来，郑州市集中供热面积平均每年以10%的速度递增，2021年供热面积更突破1.1亿平方米，入网面积1.8亿平方米，供热规模居全国前列。

    城市供热系统不断建设完善，主城区集中供热全覆盖，形成全国唯一城市供热系统“一城一网”供热格局。四大“引热入郑”长输管网、九座燃气锅炉房共同发力，支撑起郑州市清洁供热发展热源布局。

    另一方面，国家能源环保政策不断收紧，深刻改变了传统的城市热源配置和供热管理模式。供热企业受到热源需求压力和能源环保政策双重影响，又有“大气污染防治”要求、“碳达峰、碳中和”远景目标要求，促使供热部门必须解决好热源与发展之间的矛盾，解决好供热质量提升与节能减排之间的矛盾。

    摊子大了，肩上的担子也重了。传统的粗放式、分散式技术手段和管理模式，已经远远跟不上城镇供热系统的复杂化和供热生产的动态性，一场新的技术变革迫在眉睫。

    “十三五”以来，郑州热力领导班子大胆开拓、长远布局，启动科技创新驱动战略，多个全国领先、行业前沿的新技术新项目开启建设之路，短短数年即结出累累硕果，为企业发展带来源源不断新动能。

    更重要的是，技术创新之风自上而下刮向基层，公司内部迅速形成你争我赶、轰轰烈烈的技术研发氛围，一项项小发明、小创造如雨后春笋般涌现出来，一篇篇论文在专业期刊发表。科技创新和技术革命，助力郑州热力实现跨越式发展，走向全国集中供热事业发展最前沿。可以说，郑州城市供热的发展史，也是一部热力人勇于探索、力争上游的技术创新史。

    双核驱动实现供热智慧蜕变

    2017年，郑州热力集团有限公司与浙江大学握手合作，共同开发郑州市智慧供热系统。站在智慧城市建设的风口，郑州热力智慧供热之船扬帆远航。

    在全球互联网领域蓬勃发展的时代背景下，信息化、数字化、智能化是供热企业创新发展的必然趋势。利用云计算、大数据、区块链、人工智能等新技术，推动供热领域智慧化建设，实现集中供热的精细化运行和智能管理，是供热部门在新城建下低碳发展的主流思路。

    2010年起，郑州热力对所有热源、热网、热力站全面进行自动化设备改造，开发出热网监控系统，实现了热网的实时监测和调节控制。以热网监控系统为起点，公司不断加大信息化建设力度，累计投资超过2亿元，打造多个信息化线上平台：自主研发了集热网监控、管理于一体的热网调度系统，针对用户热线、故障报修、工单处理等功能的客户服务系统，针对新户申请、变更、缴费等功能的经营收费系统。在“互联网+”背景下，郑州热力集团信息化平台建设如火如荼、遍地开花，共同构筑了郑州市智慧供热的雏形。

    随着人工智能时代的临近，郑州热力集团在信息化建设之路上更近一步，先后启动与浙江大学合作的“智慧供热”项目及与阿里巴巴合作的“城市大脑”项目，着手打造智能化、集成化的智慧化供热体系。

    “智慧供热”项目脱胎于“智慧城市”概念，结合郑州热力现有的信息化硬件设施和浙江大学理论成果，致力于建立郑州市供热系统仿真模型，基于负荷预测并通过实时负荷预测和逻辑分析，给出用户能量平衡调控策略，实现供热系统“自感知、自适应、自调节”，构建智慧供热仿真分析与调度控制平台。

    “城市大脑”系统依托在线化、数据化、智能化等新技术能力，以热力智能数据中台为枢纽，基于领导驾驶舱做数据可视化展示，集成智能客服、智能调度、智能营收三大部门核心诉求，打造智能化、一体化、可扩展的热力大脑综合平台。

    集团公司项目组在高技术项目攻坚上展现出非凡的韧劲和创造力，经过多年建设，“智慧供热”和“城市大脑”已初步成型并逐渐融合。

    2019年10月，住建部邀请九位国内权威专家齐聚郑州，听取了项目组对郑州市智慧城市供热系统仿真分析与调度控制平台的验收汇报。专家团一致认为，智慧供热项目基于GIS的供热系统全过程仿真建模及算法，处于行业领先水平，对于推进城市供热系统的智慧化升级具有示范意义。

    新理念新实践开创全新局面

    在2019年的一次供热工作会议上，热电厂电力调峰波动问题被提上议程。在环保形势日益严峻的情况下，热电厂调峰已成为严寒期热源保障的头号威胁。在讨论解决方案时，公司负责人创新性地提出以长输供热管网充当蓄热罐的新理念，成为未来长输管网蓄热技术的开端。

    得益于公司“引热入郑”工程建设布局，郑州市在这一年实现了“煤电清零”。三大热电厂全部自城市外围引入市区供热，同时配套的长输供热管网批量建设，先后建设了四条大管径、长距离的输热管网。

    2020年投运的裕中二期长输管网长33.9公里，管径DN1600,更是全国最大管径的供热管网。一边是电厂供热量的大幅波动，一边是长距离输热管网硬件基础，“长输管网蓄热”将两者完美融合，成为郑州热力创新力、创造力和行动力的集中表现。

    2019年12月，天气逐渐进入严寒，供热系统开始火力全开保障全市供热。调度中心技术人员紧张地翻阅国内外管网蓄热方面的论文，不时激烈讨论。在集团公司蓄热理念提出以后，调度中心蓄热研究团队反复斟酌、充分推演，最终在严寒期来临前拿出一份科学可行的《郑州市长输管网蓄热实施方案》，迅速将长输管网蓄热技术付诸实践。

    经过3个月的蓄热试验，调度中心技术团队和分公司运行人员彻底摸清管网蓄热技术的操作细节和运行效果。实践证明，蓄热操作起到削峰填谷作用，各大电厂调峰波动的状况得到有效改善。

    2020年以来，郑州热力集团在长输管网蓄热技术方面的实践迎来丰硕成果。2020年10月，《长输供热管网蓄热在热电解耦的应用》论文在权威期刊发表。2021年，长输供热管网蓄热技术项目被评为郑州市建设科技示范项目。由此衍生的“分时段供热调节”项目同样大获成功，成为2021年公司技术创新亮点项目。

    同步创新提升核心竞争能力

    创新是第一生产力，此为企业发展永恒不变的真理。

    当前，供热企业仍面临错综复杂的供热形势，供热规模仍在持续扩张，大气污染防治要求常态化，碳达峰碳中和远景目标要求已然落地。唯有手握核心技术，才能在年复一年的供热保卫战中立于不败之地。

    纵观郑州热力发展历程，始终依靠科技创新提升供热系统，始终站在供热技术最前沿，形成企业独特的科技创新氛围，形成企业高速发展的强劲动力。

    在公司层面，集团公司掌舵人大刀阔斧，从公司实际出发，以新技术新项目开新局立新章，在一个个供热困局前不断打开新道路。在全市供热一盘棋的要求下，“五大格局”横空出世，省内率先推行多热源联网运行模式；在大气污染严格管控的时期，“煤改气”项目迅速展开，形成了全市9座燃气锅炉房的热源格局；在市区燃煤电厂纷纷关停的紧要关头，“引热入郑”开天辟地，解了市区热源紧张的燃眉之急；面对热需求超出管网承载能力的状况，吸收式热泵大温差机组、分布式变频技术等项目迅速展开设计调研。

    在职工层面，广大热力职工更是展现企业创新力量的主力军。集团公司一年一度的“五小”创新项目评选记录了热力一线职工立足岗位、敢想敢干、力争上游的海量技术成果。从管道机器人到锅炉房智能VR技术，从管网堵漏技术到换热器保温措施，从供热气温研究到故障影响度判定，从热源考核机制到二次网调节策略，一项项发明创造和创新变革如雨后新叶，萌生于郑州热力供热技术的参天大树之上。

    百舸争流千帆竞，乘风破浪正当时。

    “十四五”开局，郑州热力在创新之路上继续阔步向前！

    郑州热力“数字”档案

    截至“十二五”末，郑州热力集中供热入网总面积9769万平方米，实供总面积5350万平方米。

    到2020年底，集中供热入网总面积达18286万平方米，同比“十二五”末增长87.18%；实供总面积10051万平方米，同比增长87.87%。

    “十三五”期间，累计新建供热管网398.39×2公里，改造老旧供热管网129.68×2公里，建成区集中供热普及率90%以上。