火電企業(yè)供熱安全可靠性分析研究及對(duì)策

華電電力科學(xué)研究院有限公司 何曉紅 吳 暢

1 供熱可靠性主要因素分析

供熱機(jī)組非停方面。供熱機(jī)組的正常運(yùn)行是安全供熱的重要保障。某區(qū)域火電機(jī)組2018~2020年累計(jì)發(fā)生非停的機(jī)組中，采暖供熱機(jī)組在采暖期累計(jì)發(fā)生非停占機(jī)組非?？偱_(tái)次的29%，工業(yè)供熱機(jī)組全年累計(jì)發(fā)生非停占總臺(tái)次的24%；熱源安全裕量方面。熱源安全裕量為供熱能力最大的一臺(tái)機(jī)組停運(yùn)時(shí)企業(yè)內(nèi)剩余供熱能力與滿足熱負(fù)荷70%供熱能力的差值。某區(qū)域2020年熱源安全裕量為正的占61%、比2019年的74%有所下降，熱源安全裕量為負(fù)的企業(yè)占比39%、比2019的26%有所上升。熱源安全裕量為負(fù)時(shí)企業(yè)缺乏供熱安全保障，一旦發(fā)生供熱事故將無(wú)法滿足外界用熱需求，需通過(guò)新建熱源或供熱改造等方式來(lái)提高熱源供熱保障能力。

備用熱源方面。備用熱源是供熱安全的重要保障，在機(jī)組檢修或事故工況下尤為重要。2020年某區(qū)域有26%的供熱企業(yè)在熱源側(cè)建有備用熱源，比2019年32%略有下降；有74%的供熱企業(yè)在熱源側(cè)無(wú)任何形式的備用熱源，比2019年68%略有上升，僅有部分企業(yè)熱網(wǎng)側(cè)與其它熱源單位實(shí)現(xiàn)了部分或全部聯(lián)網(wǎng)。

熱網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)方面。熱網(wǎng)與熱源密切相關(guān)，完善的熱網(wǎng)可通過(guò)熱源的多樣性、熱網(wǎng)互聯(lián)互通和各換熱站間的水力熱力平衡等來(lái)避免或減少單一熱源或機(jī)組故障對(duì)熱用戶的沖擊。某區(qū)域采暖供熱企業(yè)熱網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)情況中，有24%的企業(yè)熱網(wǎng)均接入了2個(gè)及以上的熱源或與當(dāng)?shù)責(zé)峋W(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，機(jī)組非停后基本不影響熱網(wǎng)正常供熱；有32%的企業(yè)熱網(wǎng)僅實(shí)現(xiàn)了熱網(wǎng)部分聯(lián)網(wǎng)，一旦機(jī)組發(fā)生非停，聯(lián)網(wǎng)熱源僅能保障一定的應(yīng)急備用防凍或局部的熱網(wǎng)供熱；還有44%的企業(yè)熱網(wǎng)僅有單一熱源，一旦機(jī)組發(fā)生非停只有少數(shù)企業(yè)能通過(guò)熱源側(cè)的備用熱源保證供熱，具有較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

熱網(wǎng)安全性方面。主要包括熱網(wǎng)非計(jì)劃停運(yùn)和熱網(wǎng)非計(jì)劃降出力兩種。某區(qū)域近三年熱網(wǎng)安全性整體較好，僅發(fā)生了部分熱網(wǎng)安全相關(guān)事故。2018~2020年發(fā)生熱網(wǎng)非停的企業(yè)分別有2家、7家和3家；發(fā)生熱網(wǎng)非計(jì)劃降出力的供熱企業(yè)分別有4家、5家和3家。

熱網(wǎng)管網(wǎng)老舊方面。集中供熱的熱水管網(wǎng)一般按20年設(shè)計(jì)，而根據(jù)熱網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)行超過(guò)10年以上的供熱管網(wǎng)普遍存在較大的管網(wǎng)老化、跑冒滴漏、管網(wǎng)水力失調(diào)、能耗偏高等問(wèn)題。截至2020年底，某區(qū)域有36%的采暖供熱企業(yè)一次熱網(wǎng)運(yùn)行年限超過(guò)10年，10年以上的一次熱網(wǎng)長(zhǎng)度占總熱網(wǎng)長(zhǎng)度比例高于50%的有11家。結(jié)合熱網(wǎng)老舊和近三年熱網(wǎng)非停及降出力情況，可知熱網(wǎng)老舊嚴(yán)重的企業(yè)更容易發(fā)生熱網(wǎng)安全事故。

2 供熱安全可靠性問(wèn)題分析

采暖期供熱機(jī)組非?，F(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。運(yùn)行人員應(yīng)急調(diào)整能力欠缺，遭遇突發(fā)情況時(shí)對(duì)主輔機(jī)的調(diào)整不到位、不及時(shí)；檢修維護(hù)不到位，細(xì)節(jié)落實(shí)不佳，缺陷管理不嚴(yán)，設(shè)備維護(hù)不及時(shí)；反措落實(shí)不到位，對(duì)涉及鍋爐、汽機(jī)、電氣、熱工等的二十五項(xiàng)反措學(xué)習(xí)不夠深入，供熱應(yīng)急專項(xiàng)處置方案可操作性不強(qiáng)；技術(shù)監(jiān)督管理不到位，機(jī)組發(fā)生強(qiáng)迫停運(yùn)后未嚴(yán)格按照相關(guān)原則開(kāi)展原因分析和采取防范措施，強(qiáng)迫停運(yùn)再次發(fā)生。

部分熱源供熱保障力度不夠。部分企業(yè)外部熱力市場(chǎng)拓展較快，熱源供熱能力與實(shí)際熱負(fù)荷增長(zhǎng)速度不匹配，現(xiàn)有供熱機(jī)組須發(fā)揮最大供熱能力，而新建熱源機(jī)組或調(diào)峰鍋爐審批較難，事故工況下難以滿足外界熱負(fù)荷需求；備用熱源的建設(shè)更多從安全角度考慮，具有投資大、回報(bào)率低的特點(diǎn)，使熱源供熱企業(yè)較少考慮備用熱源技改投入；早期熱源供熱企業(yè)普遍存在機(jī)組單機(jī)容量較小、機(jī)組臺(tái)數(shù)較多特點(diǎn)，“上大壓小”改造后機(jī)組單機(jī)容量變大，但臺(tái)數(shù)變少，熱源風(fēng)險(xiǎn)隨之增加，此外城市快速擴(kuò)張和環(huán)保問(wèn)題使得燃煤小鍋爐被大量取締，備用熱源減少；獨(dú)立熱源企業(yè)僅躉售熱量給當(dāng)?shù)責(zé)崃荆趥溆脽嵩吹慕ㄔO(shè)方面主動(dòng)性和必要性較小。

熱網(wǎng)互聯(lián)互通普遍不足。部分熱源供熱機(jī)組臺(tái)數(shù)較多、存在備用熱源，企業(yè)內(nèi)部即實(shí)現(xiàn)靈活供熱，熱網(wǎng)互聯(lián)互通需求不大；早期城市集中供熱發(fā)展緩慢，熱負(fù)荷較小，熱網(wǎng)布局以支狀管網(wǎng)為主，未能按照互聯(lián)互通的需求設(shè)計(jì)和施工，不利于后期聯(lián)網(wǎng)改造工作；長(zhǎng)久以來(lái)發(fā)電企業(yè)對(duì)發(fā)電的重視程度遠(yuǎn)超供熱，相關(guān)的行業(yè)供熱規(guī)范和地方供熱條例也未對(duì)熱網(wǎng)互聯(lián)互通提出強(qiáng)制性要求；較多城市的熱網(wǎng)由多家熱力公司經(jīng)營(yíng)，各家需求不盡相同，難以進(jìn)行有效的整合；部分供熱企業(yè)介入當(dāng)?shù)責(zé)崃κ袌?chǎng)較晚，已有熱力市場(chǎng)格局無(wú)法打破，躉售供熱的方式使得在熱網(wǎng)互聯(lián)互通上無(wú)過(guò)多話語(yǔ)權(quán)。

熱網(wǎng)非停和降出力無(wú)法杜絕。供熱機(jī)組故障造成機(jī)組降出力或機(jī)組非停，從而導(dǎo)致供熱中斷；熱網(wǎng)主干線或支線管道泄漏、設(shè)備故障、閥門(mén)不嚴(yán)，或因外力破壞發(fā)生管網(wǎng)泄漏等，造成大面積停熱或全網(wǎng)停運(yùn)事故；熱力站中換熱器泄漏、水泵故障或補(bǔ)水管路爆裂等，使得熱網(wǎng)降出力現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生；熱網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)搶修不及時(shí)、搶修隊(duì)伍能力不強(qiáng)、應(yīng)急物資儲(chǔ)備不足等，也使得熱網(wǎng)缺陷處理不及時(shí)甚至擴(kuò)大。

熱網(wǎng)老化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。部分企業(yè)熱網(wǎng)建設(shè)年限較早，受資金投入不足、產(chǎn)權(quán)等因素影響，供熱改造不及時(shí)，熱網(wǎng)日趨老化；熱力市場(chǎng)開(kāi)拓過(guò)程中新接入的熱網(wǎng)健康狀況參差不齊，燃煤鍋爐替代、“三供一業(yè)”回收和其它途徑收購(gòu)接入了較多老舊管網(wǎng)，企業(yè)老舊管網(wǎng)比例增加；早期熱網(wǎng)受管材材料及施工工藝影響，管道使用壽命縮短、檢修質(zhì)量差、管網(wǎng)老化加速；部分熱網(wǎng)運(yùn)行條件惡劣，一些老舊小區(qū)的供熱管道長(zhǎng)期處于浸泡或陰暗潮濕狀態(tài)，熱源參數(shù)變化使得熱網(wǎng)參數(shù)變化頻繁，應(yīng)力作用對(duì)熱網(wǎng)傷害較大；供熱管理相對(duì)粗放，居民私自放水現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，非供熱期熱網(wǎng)難以有效養(yǎng)護(hù)，水力失調(diào)、跑冒滴漏、能耗偏高等現(xiàn)象依舊存在。

3 供熱安全可靠性研究對(duì)策

夯實(shí)供熱生產(chǎn)管理，促進(jìn)安全基礎(chǔ)提升。夯實(shí)供熱基礎(chǔ)管理?？偨Y(jié)汲取供熱事故教訓(xùn)，加強(qiáng)機(jī)組設(shè)備管網(wǎng)排查和治理，提升智能熱網(wǎng)管控水平；多渠道增加企業(yè)供熱安全裕量。適時(shí)開(kāi)展供熱增容改造，積極實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)互聯(lián)互通，將社會(huì)熱源納入全廠供熱體系之中；加強(qiáng)應(yīng)急能力建設(shè)。不斷健全供熱預(yù)警和應(yīng)急機(jī)制，落實(shí)應(yīng)急措施和隊(duì)伍，做好輿情控制，全面提升供熱安全應(yīng)急水平。

強(qiáng)化科技創(chuàng)新應(yīng)用，推進(jìn)技術(shù)裝備升級(jí)。深挖熱源側(cè)供熱潛能。積極推廣低溫余熱回收、新型凝抽背、調(diào)峰蓄熱等成熟供熱節(jié)能技術(shù)，提升電廠供熱能力，保證供熱質(zhì)量；加強(qiáng)管網(wǎng)優(yōu)化改造。熱網(wǎng)建設(shè)采用無(wú)補(bǔ)償直埋、長(zhǎng)距離輸送、多熱源聯(lián)網(wǎng)、智能熱網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，加大創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用，加快推進(jìn)熱網(wǎng)技術(shù)裝備升級(jí)；做好數(shù)字化供熱信息平臺(tái)建設(shè)。開(kāi)展基層供熱企業(yè)平臺(tái)搭建和功能測(cè)試工作，為后期開(kāi)展供熱遠(yuǎn)程診斷和運(yùn)行優(yōu)化打好基礎(chǔ)。

完善供熱安全標(biāo)準(zhǔn)，提高供熱監(jiān)督水平。對(duì)標(biāo)發(fā)電設(shè)備管理，完善供熱管理體系和管理標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)供熱設(shè)施的運(yùn)維和檢修管理，強(qiáng)化監(jiān)管和考核，提高供熱生產(chǎn)可靠性和經(jīng)濟(jì)性；完善供熱技術(shù)監(jiān)督實(shí)施細(xì)則。參照相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范和運(yùn)行規(guī)程，結(jié)合熱力企業(yè)的實(shí)際狀況制定完善的供熱技術(shù)監(jiān)督實(shí)施細(xì)則，指導(dǎo)供熱企業(yè)開(kāi)展技術(shù)監(jiān)督工作；強(qiáng)化供熱技術(shù)監(jiān)督管理工作，建立三級(jí)供熱技術(shù)監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)展熱網(wǎng)可靠性查評(píng)工作。

開(kāi)展安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，強(qiáng)化問(wèn)題落實(shí)整改。建立供熱安全管理長(zhǎng)效機(jī)制。健全供熱安全管理體系，加強(qiáng)供熱設(shè)備管理，提高供熱安全可靠性和供熱管理水平；開(kāi)展安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。結(jié)合企業(yè)供熱實(shí)際情況，按照安全風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)要求確立供熱安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等級(jí)，明確安全風(fēng)險(xiǎn)管控職責(zé)；強(qiáng)化落實(shí)整改。摸清供熱企業(yè)安全管理現(xiàn)狀，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際和合區(qū)域特點(diǎn)制定有效治理措施。