從“人工調度”到“智慧大腦”:浙江熱網管理系統(tǒng)的破局之路
城市供熱,一頭連著民生溫度,一頭系著能源效率。當“雙碳”目標成為全球共識,傳統(tǒng)熱網依賴人工經驗調度、能耗高、用戶體驗差等痛點愈發(fā)凸顯。作為全國數字經濟先行省,浙江以“智慧”為筆,以“研發(fā)”為墨,在熱網管理系統(tǒng)領域展開了一場技術革新——從多熱源聯(lián)供的智能調度到管道壓力的實時監(jiān)測,從全數字化管理平臺到無人機巡檢技術,浙江正用科技重塑城市供熱的“神經脈絡”,為南方乃至全國的熱網升級提供著可復制的創(chuàng)新樣本。
傳統(tǒng)熱網的三大困局:浙江為何要啃“研發(fā)”硬骨頭?
在浙江啟動熱網管理系統(tǒng)研發(fā)前,傳統(tǒng)供熱模式的弊端已逐漸暴露。首先是“調度之困”:多熱源聯(lián)網聯(lián)供時,不同熱源的熱量輸出、管網壓力難以協(xié)同,常出現“有的熱源超負荷、有的熱源閑置”的失衡現象;其次是“感知之盲”:管道壓力、溫度等關鍵數據依賴人工定期采集,漏點、堵塞等異常問題難以及時發(fā)現,安全隱患長期存在;最后是“用戶之痛”:末端用戶常面臨“近端過暖、遠端過冷”的溫度不均,且無法自主調節(jié)用熱,滿意度偏低。
更關鍵的是,隨著浙江核能供熱、工業(yè)余熱利用等新型供熱模式的推廣,傳統(tǒng)熱網的“兼容性”已難以滿足需求。以2025年浙江海鹽核能供熱示范工程為例,作為南方*核能供熱項目,其覆蓋面積廣、熱源特殊(核能)、用戶類型復雜(居民+工業(yè)),亟需一套能適配多熱源、長距離、大規(guī)模供熱的智慧管理系統(tǒng)。正是這些現實需求,推動浙江將熱網管理系統(tǒng)研發(fā)提上日程。
技術突破:從“單點創(chuàng)新”到“系統(tǒng)集成”的全鏈條升級
面對困局,浙江以“產學研用”協(xié)同為抓手,聯(lián)合浙江大學、華光環(huán)能、英集動力等高校與企業(yè),展開了一場從底層技術到應用場景的全鏈條研發(fā)。
1. 多熱源聯(lián)供:讓“熱量流動”更智能
多熱源聯(lián)網聯(lián)供是提升熱網效率的核心,但如何讓不同熱源(如核能、燃煤、工業(yè)余熱)“默契配合”?華光環(huán)能與浙江大學聯(lián)合開發(fā)的“智慧熱網調度輔助決策系統(tǒng)”給出了答案。該系統(tǒng)通過建立熱網動態(tài)數學模型,實時采集熱源輸出、管網壓力、用戶用熱需求等數據,運用優(yōu)化算法自動生成調度方案——例如,當檢測到某區(qū)域用戶用熱需求上升時,系統(tǒng)會優(yōu)先調用附近工業(yè)余熱熱源,不足部分再由核能熱源補充,既降低了化石能源消耗,又避免了單一熱源超負荷運行。
國聯(lián)環(huán)保依托這一技術搭建的智慧城市供熱系統(tǒng)運行調度平臺,已在實際應用中展現成效:多熱源聯(lián)供效率提升20%,年節(jié)約標煤數千噸,真正實現了“熱量按需流動”。
2. 實時監(jiān)測:給熱網管道裝“智能聽診器”
管道是熱網的“血管”,其安全直接關系供熱穩(wěn)定。浙江英集動力2024年10月申請的“熱網管道壓力數據異常實時檢測方法及裝置”專利,相當于給管道裝上了“智能聽診器”。該裝置通過在管道關鍵節(jié)點部署壓力傳感器,結合邊緣計算技術,可實時分析壓力數據的波動規(guī)律——正常運行時,壓力曲線呈平滑波動;若出現泄漏或堵塞,曲線會突然“陡峭”或“平緩”。系統(tǒng)可在異常發(fā)生30秒內發(fā)出預警,并定位具體位置,將故障響應時間從傳統(tǒng)的2小時縮短至15分鐘。
在杭州某試點區(qū)域,該技術應用后,管道漏損率下降40%,維修成本降低30%,真正實現了“早發(fā)現、早處理”。
3. 全數字化管理:從“設備管理”到“用戶服務”的跨越
浙江建設的城市集中供暖全數字化熱網管理系統(tǒng),打破了“重設備、輕用戶”的傳統(tǒng)思維。系統(tǒng)分為換熱站、樓棟單元、戶間三個層級:換熱站層級通過智能閥門調節(jié)總供熱量;樓棟單元層級根據建筑保溫性能、用戶數量動態(tài)分配熱量;戶間層級則通過溫控閥實現“一戶一調”。用戶只需通過手機APP,即可查看實時用熱數據、設定目標溫度,甚至預約“分段用熱”(如白天上班時調低溫度,晚上回家前調高)。
這種“用戶參與式”管理模式,不僅讓供熱更精準,還提升了用戶體驗。數據顯示,使用該系統(tǒng)的用戶,用熱滿意度從75%提升至92%,自主調溫用戶的用熱成本平均降低12%。
4. 無人機巡檢:空中視角下的“熱網體檢”
對于埋地或跨區(qū)域的長距離管網,傳統(tǒng)人工巡檢效率低、盲區(qū)多。浙江省特種設備科學研究院引入的“基于無人機的熱網智慧安全巡檢與管理系統(tǒng)”,讓巡檢有了“空中視角”。無人機搭載紅外熱成像儀、高清攝像頭等設備,可在50米高空快速掃描管網,通過溫度異常(漏點會導致局部溫度升高)、影像分析(管道變形、設備老化)等方式識別隱患。
在嘉興某工業(yè)園區(qū)的熱網巡檢中,無人機1小時可完成人工8小時的工作量,且能發(fā)現地下0.5米內的輕微漏點,大大提升了巡檢的全面性和時效性。
應用實踐:海鹽核能供熱的“智慧樣本”
2025年,浙江海鹽核能供熱示范工程的投運,成為浙江熱網管理系統(tǒng)研發(fā)的“驗收場”。該工程采用國內先進的智慧熱網設計理念,搭建了涵蓋智能調度、智能巡檢、智能維護的管理平臺。從熱源(核電機組)到用戶(4萬余戶居民、10余家工業(yè)企業(yè)),從管道(總長超50公里)到設備(200余座換熱站),所有數據均接入平臺,實現了“一張屏管全域”。
值得一提的是,在工程建設階段,智慧熱網管理系統(tǒng)的“預演”功能發(fā)揮了關鍵作用:通過模擬不同工況下的熱網運行,提前優(yōu)化管道布局和設備選型,僅用不到4個月就完成了主體安裝施工,創(chuàng)造了南方大規(guī)模集中供熱的“秦山速度”。投運后,熱網綜合能耗降低15%,用戶端溫度波動控制在±1℃內,真正實現了“安全、高效、舒適”的供熱目標。
未來展望:從“智慧熱網”到“能源互聯(lián)網”的進階
當前,浙江熱網管理系統(tǒng)研發(fā)已從“技術突破”邁向“生態(tài)構建”。針對行業(yè)普遍存在的數據孤島、統(tǒng)一運營難等問題,浙江正探索“平臺運營”模式——通過云平臺整合不同區(qū)域、不同熱源的熱網數據,實現跨系統(tǒng)的協(xié)同調度;同時,引入AI預測算法,根據天氣、用戶用熱習慣等因素,提前12小時預測用熱需求,進一步優(yōu)化熱量分配。
更長遠的規(guī)劃中,浙江熱網管理系統(tǒng)將與能源互聯(lián)網深度融合:未來,熱網可與電網、氣網聯(lián)動,將多余熱量轉化為電能,或與儲能設備結合,實現“熱-電-冷”多能互補。屆時,城市供熱不僅是“保障民生”的基礎服務,更將成為“雙碳”目標下能源高效利用的重要支點。
從“人工調度”到“智慧大腦”,浙江熱網管理系統(tǒng)研發(fā)的每一步,都在重新定義城市供熱的可能性。當科技與民生需求深度融合,我們看到的不僅是技術的進步,更是一座城市對“溫暖”的精準詮釋——這種溫暖,不僅來自管道里流動的熱水,更來自科技賦予的人性化、智能化服務。未來,隨著更多創(chuàng)新技術的落地,浙江的“智慧熱網”或將成為全國城市供熱升級的“標準模板”,讓每一戶家庭都能感受到“科技溫度”。
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