綠色過(guò)冬，“熱量搬運(yùn)工”再上新
前沿科技引領(lǐng)、多技術(shù)路線并進(jìn)，山東重構(gòu)供暖格局
很多人的記憶中，北方的冬天總與一根根聳立的煙囪、空氣中淡淡的煤煙味聯(lián)系在一起。溫暖，曾以天空的灰蒙為代價(jià)。如今，既要“千家萬(wàn)戶溫暖過(guò)冬”，又要“藍(lán)天常在”，取暖不僅是民生必答題，也是一場(chǎng)必須打贏的綠色攻堅(jiān)戰(zhàn)。
今年初，山東提出到2027年底前，全省供暖燃煤鍋爐全部替代退出。一場(chǎng)由前沿科技引領(lǐng)、多技術(shù)路線并進(jìn)、系統(tǒng)性重構(gòu)供暖格局的深刻變革正在山東上演。工業(yè)余熱、人工智能、再生水……這些看似不相干的元素，共同編織出一張低碳高效的綠色供暖網(wǎng)，為這個(gè)冬天送來(lái)暖流。
外來(lái)熱源“搬”到濟(jì)南
“水溫98℃！”12月16日，濟(jì)南熱力集團(tuán)供熱調(diào)度中心大屏上，實(shí)時(shí)跳動(dòng)的數(shù)字顯示著聊城信源電廠的出水溫度、壓力等參數(shù)。隨著今年“聊熱入濟(jì)”北線長(zhǎng)輸供熱項(xiàng)目順利貫通，這個(gè)供暖季，來(lái)自百公里外的熱流沿著直徑1.6米的地下“長(zhǎng)龍”直達(dá)濟(jì)南城區(qū)。
向外“借暖”，不僅是管道的物理延伸，更是以系統(tǒng)思維破解本地難題的城市智慧。
隨著城市快速發(fā)展，濟(jì)南主城區(qū)冬季采暖需求越來(lái)越大，傳統(tǒng)的供熱燃煤鍋爐面臨減碳降污等現(xiàn)實(shí)壓力，改燃?xì)庥秩菀子龅郊竟?jié)性“氣荒”以及成本不穩(wěn)定等新挑戰(zhàn)。而在周邊百公里范圍內(nèi)，多家大型熱電廠產(chǎn)生的工業(yè)余熱因難以利用變成了“廢熱”。如果能長(zhǎng)輸供熱，讓“放錯(cuò)地方的資源”變成城市供暖的“主力軍”，可謂一舉兩得。
克服長(zhǎng)輸供熱的困難并不容易。為了讓高溫?zé)崴胺皆綆X”，在“聊熱入濟(jì)”北線B4中繼泵站，8臺(tái)大型加壓泵全速運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)加壓提高管道內(nèi)的流速。“全線設(shè)有4個(gè)這樣的壓力‘補(bǔ)給站’，接力助推熱流抵達(dá)濟(jì)南，翻越30米深的黃河隧道都不成問(wèn)題。”濟(jì)南熱力集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，為了確保熱量“跑得遠(yuǎn)、丟得少”，“聊熱入濟(jì)”北線管道采用“管中管”技術(shù)，將全程水溫降低控制在2℃以內(nèi)，再通過(guò)大溫差技術(shù)將遠(yuǎn)道而來(lái)的熱量“吃干榨盡”。
得益于一系列成熟技術(shù)的集成應(yīng)用，11月15日濟(jì)南進(jìn)入供熱季以來(lái)，“聊熱入濟(jì)”北線、“石熱入濟(jì)”等長(zhǎng)輸供熱項(xiàng)目讓省城市民享受到穩(wěn)定、廉價(jià)、清潔的供暖，也為發(fā)電企業(yè)帶來(lái)新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。
“黑燈”設(shè)施上崗守護(hù)
長(zhǎng)輸供熱技術(shù)的發(fā)展打破了能源利用的行業(yè)和地域壁壘，而在供暖系統(tǒng)的“神經(jīng)末梢”，一場(chǎng)由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的“微循環(huán)”革命也在悄然發(fā)生。
“聊熱入濟(jì)”北線B4中繼泵站內(nèi)，軌道機(jī)器人在6米高空靜靜滑行，地面機(jī)器人沿著預(yù)定路線巡檢，數(shù)以千計(jì)的傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，支撐著這座“黑燈廠站”全自動(dòng)化運(yùn)行。
“廠區(qū)占地3.6萬(wàn)平方米，從發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常到生成處置方案，全程不超過(guò)1分鐘。”濟(jì)南熱力集團(tuán)大數(shù)據(jù)部負(fù)責(zé)人董如彬介紹，廠區(qū)依托“空地協(xié)同”的機(jī)器人巡檢系統(tǒng)，構(gòu)建起覆蓋全站的立體化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。
“石熱入濟(jì)”項(xiàng)目部署了4個(gè)智能無(wú)人機(jī)庫(kù)，一旦發(fā)現(xiàn)管道異常，無(wú)人機(jī)自動(dòng)起飛巡檢，熱成像鏡頭和高清攝像頭集成AI算法，可自動(dòng)分析、上報(bào)預(yù)警，后臺(tái)根據(jù)需要派人處置，實(shí)現(xiàn)“空中巡、腦中算、地面辦”。
在濟(jì)南恒大悅庭社區(qū)內(nèi)的“黑燈換熱站”，監(jiān)控大屏上清晰呈現(xiàn)著整個(gè)供熱區(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)，居民家中的室溫和流量以不同顏色映射在數(shù)字地圖上，系統(tǒng)根據(jù)這些實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整供熱參數(shù)。
“點(diǎn)位出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會(huì)秒級(jí)定位，我們就能立即精準(zhǔn)干預(yù)。”濟(jì)南熱力集團(tuán)和光公司副總經(jīng)理朱偉峰介紹，這套系統(tǒng)通過(guò)AI算法進(jìn)行多源數(shù)據(jù)融合分析，實(shí)現(xiàn)了“站-單元-戶”三級(jí)精準(zhǔn)調(diào)控，讓供熱從“被動(dòng)響應(yīng)”轉(zhuǎn)向“主動(dòng)預(yù)判”。
“黑燈”供熱設(shè)施“上崗”，推動(dòng)城市能源管理模式從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”轉(zhuǎn)變。董如彬表示，下一步將持續(xù)整合歷年運(yùn)維數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)以及氣象預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，挖掘“氣象變化—用戶行為習(xí)慣—設(shè)備運(yùn)行性能”間的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)規(guī)律，推動(dòng)AI從“輔助決策”向“主導(dǎo)決策”跨越。
再生水“再就業(yè)”成熱源
技術(shù)發(fā)展帶來(lái)了遠(yuǎn)方的熱源，也將能源利用的觸角伸向了身邊的隱形富礦。在青島李村河，污水處理和居民供熱這兩條原本平行的鏈條，在今冬有了新的交會(huì)。
在青島能源熱電集團(tuán)第一熱力有限公司的閑置煤庫(kù)里，剛剛建成的6臺(tái)7兆瓦水源熱泵機(jī)組取代了過(guò)去的燃煤設(shè)備。這些設(shè)備連接著一路之隔的李村河污水處理廠，那里每天處理30萬(wàn)噸污水，產(chǎn)生的再生水正成為青島供暖的新熱源。
“再生水的溫度相對(duì)穩(wěn)定，波動(dòng)范圍遠(yuǎn)小于空氣溫度。”青島水務(wù)能源發(fā)展有限公司總經(jīng)理劉瀟雨表示，冬天產(chǎn)出的再生水平均溫度比氣溫高十幾攝氏度，而夏天又比氣溫低。如果能利用再生水“冬暖夏涼”的特性進(jìn)行供熱或制冷，就多了一種綠色無(wú)污染、經(jīng)濟(jì)高效的取能方式。
借助“污水源熱泵+熱網(wǎng)回水加熱”復(fù)合技術(shù)體系，這一構(gòu)想走進(jìn)了現(xiàn)實(shí)。
劉瀟雨解釋，這一過(guò)程中，再生水扮演了“熱源”的角色，在整個(gè)水循環(huán)體系中屬于“再就業(yè)”。而系統(tǒng)就像一臺(tái)大型反向空調(diào)，扮演“熱量搬運(yùn)工”的角色，利用水源熱泵系統(tǒng)提取再生水的余熱，為第一熱力公司一次供熱網(wǎng)回水進(jìn)行補(bǔ)熱，將水溫從45攝氏度提升到55攝氏度。再生水、使用介質(zhì)及供熱用水都是獨(dú)立循環(huán)，相互之間沒(méi)有直接接觸。
青島能源水務(wù)投資有限公司總經(jīng)理冉令國(guó)介紹，被取走熱量的再生水，還可以繼續(xù)用于城市河道補(bǔ)水、綠化澆灌及道路沖洗等，實(shí)現(xiàn)一水多用，完成水資源梯級(jí)循環(huán)利用。
一條條再生水管網(wǎng)的悄然鋪就，如同城市的毛細(xì)血管，將曾經(jīng)的“廢物”轉(zhuǎn)化為綠色發(fā)展的新鮮血液。李村河再生水清潔能源利用項(xiàng)目預(yù)計(jì)年利用再生水超2100萬(wàn)立方米，年節(jié)約天然氣1778萬(wàn)立方米，顯著降低供熱運(yùn)行成本，同步削減二氧化碳、氮氧化物等污染物排放量。在民生保障領(lǐng)域，項(xiàng)目覆蓋了120萬(wàn)平方米供熱面積，能滿足數(shù)萬(wàn)居民冬季供暖需求。