集中供熱管網(wǎng)安全運行的問題與對策研究

摘 要：近年來，集中供熱管網(wǎng)經(jīng)常出現(xiàn)安全問題，熱力管道大部分埋設(shè)在地下，受到各種不確定性因素的影響，不同程度地出現(xiàn)腐蝕等缺陷，給供熱系統(tǒng)帶來了極大的安全隱患。各供熱單位對類似問題極其重視，但解決問題的難度從未減小，本文從影響影響供熱管網(wǎng)安全運行因素上分析，闡述了本人的對策觀點，望與業(yè)內(nèi)人士共同學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：集中供熱；管網(wǎng)運行；問題；對策措施

目前，集中供熱普遍都是以熱水作為介質(zhì)，并依靠供熱管網(wǎng)進(jìn)行熱能輸送，因此，無論采用哪種供熱方式，集中供熱管網(wǎng)是必然存在的重要設(shè)施，但是，隨著城市進(jìn)程的擴(kuò)大，集中供熱管網(wǎng)對城市功能和公共安全的影響也越來越大。運行過程中各因素的危險程度也在逐步增加。

一、影響集中供熱管網(wǎng)安全運行的問題

影響集中供熱管網(wǎng)安全運行的因素可以分為兩類，人為因素和不可抗力因素。人為因素所引起的事故占供熱事故的很大一部分，包括外力破壞、操作不當(dāng)、保溫碳化、管道防腐不及時、汽水沖擊以及由于水、電、燃?xì)獾裙芫W(wǎng)出現(xiàn)事故引起的供熱事故等。

1.熱網(wǎng)管道及附件腐蝕

管道及附件的腐蝕是造成管道泄露的主要原因。管道及附件的腐蝕分為兩種，內(nèi)腐蝕和外腐蝕。由于熱水主管道長達(dá)數(shù)千米，用戶多，而各換熱站的熱交換器效率不同，在循環(huán)過程中，尤其是回水，難免出現(xiàn)溫度不平均的現(xiàn)象，溫差過大導(dǎo)致管道熱脹冷縮不均衡，造成管道的內(nèi)腐蝕。管網(wǎng)保溫接口不嚴(yán)密，外來水滲入管網(wǎng)保溫內(nèi)，會造成管道設(shè)備外腐蝕。

2. 熱網(wǎng)管道汽水沖擊

在以水為熱媒的供熱系統(tǒng)中，由于突然停電或其他原因的突然停泵，會使管道內(nèi)正在流動的水突然停止流動，致使原來以一定流速流動的動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ埽⑹寡h(huán)水泵吸入側(cè)管路中的水壓急劇增高，從而產(chǎn)生水擊。水擊最大的危害是使管道產(chǎn)生斷裂等泄露事故[1]。

3.熱網(wǎng)管道被外力破壞

外力破壞也是造成熱網(wǎng)故障的原因之一，包括架空敷設(shè)管道被撞擊，管道管件被破壞、盜竊，地埋敷設(shè)管道被其他施工單位工作失誤破壞、人為破壞等。2016年11月，某施工單位在未與供熱負(fù)責(zé)人取得聯(lián)系，未進(jìn)行圖紙查閱和現(xiàn)場勘察的情況下，野蠻施工，造成誤挖熱力管道，導(dǎo)致地埋DN500熱水管道破裂。造成大量軟化熱水的泄露，區(qū)域內(nèi)5000多戶居民和商鋪停熱達(dá)47小時，不但給公司造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也給熱用戶生活帶去了嚴(yán)重的影響。

4.其他因素

影響供熱管網(wǎng)安全運行的因素還有許多，例如惡劣天氣造成山體滑坡，護(hù)坡倒塌，地質(zhì)沉陷區(qū)的地殼變化引起支架傾斜、下沉等。這就要求巡檢人員必須增強責(zé)任意識，加大巡檢力度，及時準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)問題，把事故消滅在萌芽狀態(tài)，確保供熱管網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

二、集中供熱管網(wǎng)故障預(yù)防及應(yīng)對措施

1.預(yù)防管網(wǎng)管道及附件腐蝕

1.1供熱管網(wǎng)外的防腐。①選擇合理的保溫材料。管網(wǎng)外腐蝕多是管周濕度過大引起的，所以選擇保溫材料時要注意吸水性，盡量選用吸水性較小的材料。②管道外保護(hù)層要加設(shè)防水層，做好管道的保溫接頭，盡量使外界水無法進(jìn)入到保溫層中。③在地溝敷設(shè)時，需保證地溝干燥通風(fēng)且有排水措施，可能減少預(yù)埋管道周圍的含濕量。④選擇合理的介質(zhì)溫度。高溫送熱固然可以起到一定的升溫作用，減少管道外腐蝕，但會加速管道內(nèi)腐蝕。

1.2供熱管網(wǎng)內(nèi)的防腐。①降低溶解氧濃度。供熱管網(wǎng)內(nèi)部腐蝕主要原因是溶解氧，因此必須投入有效的除氧系統(tǒng)，使熱媒始終達(dá)準(zhǔn)。②調(diào)節(jié)管網(wǎng)的pH，使其處于合理范圍內(nèi)。③嚴(yán)格控制管網(wǎng)的涌漏，如有發(fā)現(xiàn)立即解決，防止補水過多引起腐蝕。④管網(wǎng)在停運期間，要將內(nèi)部水全部放出，然后充滿新的經(jīng)化學(xué)處理、除氧的軟化水。如果再加入緩蝕劑，效果將更好。⑤對重要的供熱主管線，適當(dāng)增加管道內(nèi)防腐。

2.預(yù)防供熱系統(tǒng)的水擊發(fā)生

針對熱網(wǎng)水擊的問題，一般可以采取以下措施：①在熱網(wǎng)循環(huán)水泵的前后供回水干管之間設(shè)置帶止回閥的泄壓旁通管。泄壓旁通管的管徑，一般可比水泵進(jìn)水管管徑小一號。②在熱網(wǎng)循環(huán)水泵進(jìn)水管側(cè)的管道上裝設(shè)壓力調(diào)節(jié)閥或安全閥，作為泄壓之用。③選用單級離心泵作循環(huán)泵，以增加水泵的轉(zhuǎn)動慣性，延長停泵時間，減緩水擊危害。④當(dāng)采用穩(wěn)壓膨脹裝置等由工廠生產(chǎn)的設(shè)備作為供熱系統(tǒng)的定壓裝置時，定壓裝置上應(yīng)設(shè)有防止水擊事故的保護(hù)裝置。⑤在水泵出口管道上安裝三合一止回閥，此閥兼有防水擊止回、關(guān)斷、流量調(diào)節(jié)三種功能[2]。

3.加強管線安全管理

針對外部影響因素破壞等影響。應(yīng)做到以下幾點：①跨越公路鐵路的管道上以及鄰近路口的支架上可設(shè)置反光標(biāo)識對過往車輛加以警示，在發(fā)生撞擊概率較高管段加裝外保護(hù)。②對一些易拆卸的管件加裝防盜防破壞裝置，如砌配件井加鎖、裝置防盜箱、安裝防盜閥門等。③地埋敷設(shè)管道在施工時要保留詳細(xì)的地理信息資料，并長期保存，以便任何時候都能做到有據(jù)可查；④地埋敷設(shè)的管段地面必須有醒目標(biāo)識，較長的路段應(yīng)有多標(biāo)識。⑤加強巡線管理，如發(fā)現(xiàn)有在地埋管道上方正在進(jìn)行的施工，應(yīng)及時主動與施工單位取得聯(lián)系，告知對方地埋管道走向，并且在施工地段安排專人看守，以便隨時監(jiān)督施工進(jìn)度，防止施工單位野蠻施工。

4.合理控制管網(wǎng)規(guī)模

供熱管網(wǎng)的規(guī)模與運行可靠性在技術(shù)上有著必然關(guān)系，合理控制區(qū)域供熱管網(wǎng)半徑和規(guī)模，盡可能減少大口徑、大負(fù)荷管線的敷設(shè)，有助于降低供熱管網(wǎng)運行風(fēng)險。目前，國內(nèi)城市集中供熱建設(shè)普遍取向于“少而大”的熱源布局和覆蓋面大、供熱半徑長的大規(guī)模供熱網(wǎng)系，此類管網(wǎng)大口徑、大負(fù)荷管道較多，管網(wǎng)可靠性相對較低，安全隱患較大，實際工作中應(yīng)注重考慮這一不利因素。對于大型熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱項目，如市政建設(shè)條件允許，可采用多網(wǎng)聯(lián)合運行模式化解建造大規(guī)模管網(wǎng)安全運行風(fēng)險過高的問題，即根據(jù)供熱區(qū)域分布，設(shè)計建造多組規(guī)模適度的區(qū)域供熱管網(wǎng)，通過技術(shù)手段使各區(qū)域網(wǎng)形成即可獨立運行、又可應(yīng)急互補的網(wǎng)系結(jié)構(gòu)，提高供熱管網(wǎng)運行可靠性。

5.設(shè)置保留一些備用熱源

從運行安全角度分析，多熱源聯(lián)合運行、環(huán)狀型管網(wǎng)結(jié)構(gòu)的集中供熱系統(tǒng)，運行可靠性較高；枝狀型管網(wǎng)通過優(yōu)化管網(wǎng)自身結(jié)構(gòu)和管件設(shè)置，也可降低運行風(fēng)險，但這些都不能使管網(wǎng)運行達(dá)到絕對可靠。在中大型管網(wǎng)覆蓋區(qū)內(nèi)設(shè)置備用熱源，對減少供熱管網(wǎng)（包括熱源）故障影響范圍和損失十分有助。在集中供熱管網(wǎng)（包括熱源）發(fā)生重大停運事故，及時啟動、對接備用熱源為周邊地區(qū)建筑進(jìn)行應(yīng)急供熱，可有效減少事故的影響范圍和損失。在缺少可保留備用熱源的集中供熱區(qū)域，可以考慮利用區(qū)域內(nèi)具備一定供熱能力的工業(yè)熱源或周邊其他集中供熱網(wǎng)作為供熱應(yīng)急補救措施。

7.提高設(shè)施管理與應(yīng)急處置能力

加強管網(wǎng)設(shè)施管護(hù)和提高應(yīng)急處置能力涉及很多方面工作，在提高快速搶修能力方面，除要做好專業(yè)隊伍、專用工具和備用管材管件等應(yīng)急準(zhǔn)備外，還要注重引進(jìn)管道設(shè)備快速維修技術(shù)。目前，國內(nèi)化工等行業(yè)工業(yè)管道快速維修排險技術(shù)發(fā)展很快，一些“不停輸維修更換”和“帶壓補漏”等壓力管道快速搶修技術(shù)已較為成型，可引入供熱管網(wǎng)的應(yīng)急搶修中，近些年已有供熱企業(yè)進(jìn)行過實際應(yīng)用，對管道開裂、法蘭及閥門密封部位等局部泄漏的封堵有很好效果，大大縮短了一些故障的搶修時間。

三、結(jié)論

不斷完善和創(chuàng)新安全管理機(jī)制，切實減少安全隱患，從根本上控制安全事故的發(fā)生，是整個建設(shè)行業(yè)面臨的重大課題。任重道遠(yuǎn)，只有經(jīng)過不懈的努力，才能推動集中供熱安全運行的不斷發(fā)展，才能不斷提高城市供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曉君.熱力站設(shè)計與運行[M].北京：中國電力出版社，2011.

[2]李繼偉.熱力站啟動調(diào)試與安全運行[M].北京：中國電力出版社，2012.

作者簡介：

張立雙（1990.10-），男，漢族，吉林省扶余縣，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：供熱技術(shù)。