近日，利用清华大学大温差长输供热技术的太古供热工程（古交兴能电厂至太原供热主管线及中继能源站工程）荣获第十九届中国土木工程詹天佑奖。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，也是中国土木工程领域工程建设项目科技创新的最高荣誉奖。
该工程的主体建设单位是太原市热力集团有限责任公司，清华大学付林教授团队负责总体方案设计并提供技术支持，中国市政工程华北设计研究总院有限公司、中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司承担工程设计，山西省工业设备安装集团有限公司、中铁十二局、中铁六局等单位承担施工，北京华源泰盟节能设备有限公司提供大温差机组等关键设备。
工程概况
工程位于山西省太原市，横跨太原城区和古交市，是目前世界上规模最大、地形最复杂的大温差长输集中供热项目，实现供热面积7600万m2，占太原市区总供热面积1/3以上，属山西省重大民生工程。
首站工程：对古交兴能电厂6台汽轮机组进行改造，建设5级凝汽器和2级热网加热器，实现7级串联梯级加热，将热网循环水加热至130℃，为太原市区提供热源。
长输热网工程：双供双回共4根1.4m的主干管道，全长70km，高差260m，包括3条供热专用隧道、3座中继泵站和1座中继能源站。长输管道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，囊括了目前供热管线所有高难度敷设方式。
热力站工程：在太原市全面应用大温差技术，改造热力站402座，将城区一级网回水温度从50℃降低至30.4℃。
项目于2014年3月开工建设，2018年7月竣工，总投资51.64亿元。
科技创新与新技术应用
项目供热规模、输送距离、热网高差、地形复杂等方面开创了世界供热史上的先河，是供热领域的里程碑工程。
首次提出并应用以中继能源站和分散能源站衔接长输管线、市区热网、庭院管网的三级大温差热网系统，研发并大规模应用多种大温差关键设备，使热网输送能力比传统热网提高50%。
图1：三级网系统
首创基于低热网回水温度的电厂汽轮机多级串联梯级余热回收工艺，回收的乏汽余热占总供热量79%，供热能耗比常规热电联产抽汽供热降低50%以上。
攻克了长输热网热损失大的难题，研发整体与局部保温关键设备和部件，实现了含47%架空管道的长输热网全程37.8km温降1℃，管道散热损失比国内供热行业标准下降80%。
首次构建了长距离大高差热网水高效安全输送技术体系，首创大高差直连条件下的多级热网泵配置技术，形成长输供热管网安全保障和多级泵组集群控制关键技术，攻克了直连高差180m、长度37.8km热网超压和汽化难题。
首创复杂地形下长输供热管网设计施工成套技术及系列敷设技术，系统解决了目前世界上最长热力隧道（15.7km）和跨河钢桁架桥（1.26km）建设中大直径热力管道与隧道、钢桁架桥受力传力及管道热应力等众多难题，为新一轮供热设计规范修订提供了科学依据和工程实例。
首次研发出大直径热力管道阵列式无应力配管等工法，成功应用于串并组合最为复杂的高效隔压换热系统,10个阵列360个管口的无应力组对，实现焊接零应力、零位移，保证了系统安全运行。首次研发出专门用于隧道内管道运输和布管的双头轨道车，解决了隧道内狭窄空间条件下大直径供热管道运输、布设和组对等难题，极大地提高了施工效率。
经多位院士领衔的住建部评估委员会认为该工程整体达到“世界领先水平”。江亿院士对整个项目建设过程给予指导，并评价 “太古供热项目的技术难度和要求，在全国乃至世界供热史上都史无前例，为全国各地长输供暖项目实施开创了先河，是成功的示范样板工程”。
图2：太古长输供热项目示意图
图3：太古长输供热工程现场
