“供热沙龙”研究:城市地下管网全生命周期智慧化管理(五)

689110 0 0 0 关键词: 供热行业 供热管网 智慧供热   

2026
08/04
09:57
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供热沙龙陳寧
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四、六类管网难点痛点分析与解决路径(一)难点痛点的共性特征与分类框架六类城市地下管网的难点痛点可归纳为三类九项。安全类痛点包括爆管、燃气泄漏爆炸、内涝塌陷三项,直接威胁人身安全与城市运行;效率类痛点包括漏损率高、污水进厂浓度低、供热冷热不均三项,造成资源浪费与服务投诉;管理类痛点包括底数不清、计量缺

四、六类管网难点痛点分析与解决路径

(一)难点痛点的共性特征与分类框架

六类城市地下管网的难点痛点可归纳为三类九项。

安全类痛点包括爆管、燃气泄漏爆炸、内涝塌陷三项,直接威胁人身安全与城市运行;

效率类痛点包括漏损率高、污水进厂浓度低、供热冷热不均三项,造成资源浪费与服务投诉;

管理类痛点包括底数不清、计量缺失、调控粗放三项,制约精细化管理落地。

三类痛点背后存在三项通用技术手段:

一是爆管预警,通过压力瞬变捕捉、光纤声学感知与机器学习预测,将爆管从事后抢修前移至事前预警;

二是漏损检测,通过分区计量筛查、噪声相关仪定位、管内智能球精查与光纤连续监测,构建从片区到点位的多级检漏体系;

三是分区测量,将庞大管网划分为可独立计量的管理单元,以夜间最小流量、补水量、电量等边界数据锁定问题区域,是漏损治理与精准调控的共同前提。

三项手段相互支撑:分区测量回答漏在哪一片,漏损检测回答漏在哪一点,爆管预警回答何时可能出大事,共同构成痛点解决的技术主线,三类九项痛点与三项通用技术手段的对照关系见表3。以下按六类管网分别论述。

表3 三类九项难点痛点与三项通用技术手段对照

(二)燃气管网难点痛点与解决路径

燃气管网的首要痛点是第三方施工破坏,占燃气事故半数以上。单靠人工巡线无法覆盖海量施工场景;其次是聚乙烯管无金属特性带来的定位难题,示踪线缺失或失效的管段在抢修与防挖断中形同盲区;第三是泄漏报警误报率高,地下沼气、化粪池气体与燃气泄漏难以区分,导致无效出动,消耗抢修资源;第四是老旧铸铁管存量底数不清,接口老化漏气呈渐进隐蔽特征。

解决路径:第三方破坏防控采用防挖断报警电缆、防挖断报警光纤与施工机械声纹识别组合。北京试点防挖断报警电缆23公里、报警光纤3公里,声纹库经深度学习剔除风雨车辆干扰后误报率可降至3.2%以下;定位盲区治理将示踪系统完整率纳入数据档案必填项并制定补装计划,同步推广电子标识器实现非金属管点位精准标记;误报治理依托人工智能区分燃气与沼气,湖北平台实践表明AI研判可显著减少人工误出动,国产化可燃气体探测激光芯片与高精度检测车十轮次年度巡线进一步压缩漏检空间。老旧管底数治理结合城市体检完成铸铁管段普查建档,按接口形式与泄漏记录排序改造。中压管网推行压力精准调控,用气低谷时段适度降压运行,从源头降低泄漏速率与管损。

(三)供水管网难点痛点与解决路径

供水管网的首要痛点是漏损率高,全国城市供水漏损率治理目标为控制在9%以内,部分城市实际水平仍高于该值,漏损直接导致水资源与制水成本的损失;其次是爆管突发性强,瞬间造成供水中断、道路塌陷与财产损失的连锁后果。第三是分区计量覆盖不足,漏点发现依赖用户报修与人工听漏,平均定位周期长。第四是二次供水环节水质风险点多,权责界面复杂。解决路径:漏损治理以独立计量分区(DMA)为核心抓手,将管网划分为边界阀门可封闭、进出流量可计量的管理单元,以夜间最小流量分析识别漏损片区,再经噪声相关仪与听漏杆精确定位,形成分区筛查到点位确认的两级检漏流程,管内检测智能球可在25公里范围内实现泄漏定位精度0.5米,为长距离干管提供管内直达式精查手段。爆管预警构建三层防线,压力瞬变监测捕捉爆管发生瞬间的压力波特征实现秒级报警,机器学习模型融合压力波动、气温骤变、管龄材质与历史爆管记录预测高风险管段实现事前布防,水锤仿真校核启停泵与事故断电工况从运行制度上消除人为水锤诱因,湖北已将供水爆管预测列入人工智能深度应用场景。压力精准管理以分区分时控压降低富余压力,苏州工业园区实现水压随高低峰秒级自动调整,实践表明降压运行可同步降低漏损率与爆管概率。二次供水以在线余氯浊度监测加水箱液位市政压力协同控制实现水质与供水的双重保障。

(四)排水管网难点痛点与解决路径

排水管网的首要痛点是内涝,极端降雨频发与管网过流能力不足叠加,积水点年年整治年年出现;其次是管网底数不清与淤积状况不明,养护计划缺乏数据支撑,大撒网式清疏效率低下;第三是雨污混接错接排查难,污水直排与污水处理厂进水浓度偏低并存;第四是管道渗漏掏空路基引发路面塌陷,事发突然且隐蔽。

解决路径:内涝防控以液位、雨量物联监测加内涝在线仿真实现雨前预置、雨中联动、雨后复盘的精准调控,安徽入汛后30余起排水险情预警验证了监测预警体系实战价值;底数与淤积治理采用CCTV机器人与声呐检测建立逐管段缺陷档案,按缺陷密度安排冲洗清淤精准作业窗口;混接排查采用水量平衡分析与水质指纹示踪技术,以分区测量的方式锁定混接片区后再人工核查确认;塌陷预警组合管道渗漏检测与探地雷达定期扫描,对疑似掏空区域加密排查,高唐县东兴路供暖主管网泄漏致路面轻微塌陷事件提示,各类管线泄漏均是塌陷诱因,塌陷防控须跨管线协同。

(五)污水管网难点痛点与解决路径

污水管网的首要痛点是双高一低,高水位运行、高外水比例、低进厂浓度并存,污水处理厂产能空转与管网淤积并存;其次是外来水入渗入流位置难以确定,地下水、河水、雨水多源混入,治理无从下手;第三是硫化氢腐蚀管道顶部与检查井,并威胁井下作业人员安全。

解决路径:外来水定位以分区测量为核心,按汇水单元布设流量与电导率监测点,夜间低用水时段实测流量与理论旱季流量的差值即为外来水指示值,差值异常区段优先安排管道检测与封堵修复,避免全线开挖的盲目治理;厂网河一体化调度以进厂水量水质为目标函数反向优化泵站运行,苏州150处液位监测点实现污水处理厂、管网与河道联动,旱季低水位运行降低淤积与硫化氢生成,雨季满负荷预案控制溢流;硫化氢防控以气体在线监测加作业前强制检测双保险,浓度超标禁止下井,腐蚀高发段优先安排内衬修复。

(六)热力市政管线难点痛点与解决路径

热力管线的首要痛点是漏损率高,行业平均约8%至12%,部分老旧城区超过15%,与发达国家3%至5%的漏损率差距明显,漏损同时损失热量、水量,增加补水处理成本。其次是直埋敷设下漏点隐蔽,保温层掩盖使地面无明显迹象,发现时往往已扩大。第三是保温层进水失效难以察觉,热损失长期偏高被误认为正常运行。第四是冷热不均投诉集中,水力失调与调控粗放并存。

解决路径:漏损治理推行换热站分区测量,以各换热站补水量、回水压力、电耗为边界指标,补水量异常偏高的分区即锁定漏损片区,再配合噪声听漏与便携式光纤测温装置精确定位,郑州引热入郑495公里热网全线光纤检漏,与芝罘区120公里既有管网AI漏损监测提供了连续监测范式,漏损率每降低1个百分点,大型热网年节约热水和热能成本可达数百万元;保温失效监测依托分布式光纤测温识别保温层进水导致的温度异常,数秒内报警并米级定位;冷热不均治理以气候补偿、分时分温分区、室温闭环三级精准调控。三门峡控户内室温模式直接以末端舒适度为调控目标,济南AI水力平衡1小时内完成3400余座换热站全网调节。

(七)综合管廊难点痛点与解决路径

综合管廊的首要痛点是多权属单位条块分割,水、电、气、热、通信各管线单位数据不通,报警各自为政。单一事件升级为多管线耦合灾害时缺乏统一指挥;其次是廊内环境风险隐蔽,积水、燃气积聚、电缆过热在封闭空间内难以及时发现。第三是入廊费与日常维护费机制不健全,运维投入不足导致监测设备失修。

解决路径:以统一智慧管廊平台为载体,进行数据协同,实现环境监测、远程操控、报警处置、数据分析一体化。环境风险防控应按舱室分区精准调控通风排水设备,燃气舱甲烷浓度、水舱积水水位、电缆舱温度应分区设限、分区联动。完善费用机制,探索“使用者付费+政府补助”路径。

(八)难点痛点解决的支撑体系

三类通用技术手段需要体系化支撑才能落地见效。

爆管预警支撑体系包括感知层的压力瞬变传感器、分布式光纤与声学阵列,模型层的水锤仿真与机器学习预测模型,处置层的快速关阀执行机构与分区隔离预案,三者缺一不可,只报警不能快处置等于没有预警。

漏损检测支撑体系包括分区计量设施、噪声相关仪与听漏设备、管内智能球、光纤连续监测与卫星雷达遥感等多级手段,按片区筛查、管段定位、点位确认三级流程组织检漏队伍与配置装备。

分区测量支撑体系包括计量分区规划、边界阀门与计量表计配置、夜间最小流量分析模型、产销差与漏损率考核机制,分区划设应遵循边界可封闭、计量可独立、规模可管理三项原则。分区成果纳入数据档案并与健康评估、精准调控系统共享。

行业层面应建设泄漏声纹、爆管案例、漏损特征三类共享数据库,制定分区计量与检漏作业团体标准,以样本规模与标准统一降低单个企业的技术应用门槛。

 
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