集中供熱事故可能性控制與處理方法

李強

（哈爾濱物業供熱集團有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

集中供熱系統是由大型熱電廠熱源、熱網輸送干線、換熱站、分配熱網及熱用戶組成的復雜綜合體。這些組成復雜綜合體的各組成部分在事故中的地位及影響是不同的，可將其分類：大型電廠熱源為最高級，供熱干線與換熱站為中級，分配熱網和熱用戶為低級。前兩者由于處于集中供熱系統比較前端的位置，發生事故時對社會的影響最大，是本文研究的重點。

1 集中供熱系統常見事故分析

1.1 熱電廠鍋爐常見事故

熱電廠鍋爐機組由鍋爐（本體與汽水系統）與輔助設備（鼓引風系統、上煤除渣系統、水處理系統）組成。鍋爐機組的事故特點是與鍋爐所用的燃燒、鍋爐結構、控制手段與工藝水平密切相關的。例如由于給水品質的提高，出現在中小型鍋爐的水循環事故趨于消滅。隨著自動控制水平的提高，鍋爐缺滿水事故也逐步得到控制。

1.2 熱網常見事故

1.2.1 在熱網上設置過多的分段閥，目的是便于發生事故時及時采取措施，減少停止供熱的范圍。一方面造成熱網投資增大，兩一方面可靠度降低，維修量增大。由于分段閥故障及誤操作引起停止供熱的現象屢有發生。

1.2.2 由于水質原因引起管道腐蝕而產生熱媒泄漏事故。

1.2.3 供熱管道爆管引起的事故。

1.3 換熱站常見事故

換熱站的主要設備有換熱器、循環水泵、補給水泵。換熱站的事故主要是這些設備的故障（即包括設備故障及其供電控制系統的故障）及操作人員素質水平引起的事故。

2 減少事故發生的對策

控制集中供熱事故發生的可能性，可采用微觀的具體處理方法與宏觀的抽象處理方法相結合。

2.1 具體處理方法

2.1.1 熱電廠鍋爐常見事故處理對策

設備原因引起事故的對策

（a）必須高度重視支吊、承重結構的安全。

以往分析鍋爐部件故障失效，比較重視超溫過熱、腐蝕、磨損與焊接質量，是因為水管鍋爐在汽、水壓力作用下一旦汽管、水管、管道不能承受內壓作用時，即發生爆破、泄漏；但自從采用懸吊式鍋爐結構后，由于鍋爐受熱面、汽水聯箱、管道、煙風煤粉管道都通過支吊架、梁、桁架，由鋼柱承重；并以膨脹中心為零點，向下，向四周膨脹。一旦承重系統失效，部件附落，部件的幾何形狀即發生變化，同樣可以導致鍋爐部件故障失效。理論計算表明，一根細長的受熱管可以承受很高的內壓，但卻不能承受一般的軸向壓力，更不能承受側向彎曲力的作用，所以必須重視由此而產生的變形失效。

（b）鍋爐汽水管道的爆管泄漏事故主要由受熱面過熱和水冷壁管垢下腐蝕、氫損壞及向火側腐蝕等。

鍋爐受熱面是將煙氣中的熱量傳遞給汽、水、空氣的界面，在沒有汽、水、空氣這些冷卻介質時，受熱面的溫度便會很快接近或達到煙溫。煤、油正常燃燒可能達到的溫度為1500℃～1600℃，高于鋼鐵的熔點，由此引起的鋼材熔融、氧化稱為燒損。管壁在高溫煙氣中受熱，如果得不到可靠的冷卻，其運行溫度超過設計值或超過運行時限發生損壞，稱為過熱。短期過熱造成的損壞是因高溫使管材強度下降，例如管子內部堵塞，缺水、水循環破壞或膜態沸騰等，大部分短期過熱損壞處會呈現明顯的延伸和收縮變形，在破裂處呈現刀刃狀邊緣；只有當過熱溫度超過相變溫度AC3，鋼材的鐵素體轉變為奧氏體時，管壁減薄才不明顯。爐承壓部件的爆漏是大型火電機組強迫停用的主要原因，占鍋爐機組強迫停用次數的82%，強迫停用時間的78%。

為減少鍋爐機組爆管故障引起的直接與間接損失，減少故障停用帶來的緊張的搶修工作，必須認真貫徹“安全第一、預防為主”的方針，落實反事故措施，提高設備的可用率，防止鍋爐事故的發生。由于氫損壞是屬于垢下發生的二次腐蝕，所以防范措施應補充：①嚴格控制鍋水質量，不使管內壁腐蝕結垢；②發現腐蝕時要采取措施清洗管壁防止結垢；③防止凝汽器管泄漏，特別要控制鍋爐水中酸性鹽類，如Mgcl2等鹽類存在；④監測飽和蒸汽中含氫量。

水冷壁向火側腐蝕是指水冷壁外壁在還原性氣氛中，揮發性硫、氯化物及熔融灰渣作用下，使管壁減薄引起的故障。

預防水冷壁向火側腐蝕的措施是：①控制噴燃器噴射角度與煙氣氧量，避免未燃煤粉與還原性氣體沖刷水冷壁；②采用滲鋁管或火焰噴涂的方法提高水冷壁管的抗腐蝕能力；③在降低煙氣含氧量采用低氧燃燒或為降低NOX而采用二次燃燒法時，要注意可能出現的向火側腐蝕。

（c）鍋爐的輔助設備很多應針對設備的不同使用特點進行運行保養與定期檢修，增取做到設備不帶病運行，及時發現問題并解決。

人為原因引起事故的對策

（a）提高鍋爐系統的自動化水平，建立控制專家故障評估分析軟件對系統的運行工礦進行全面分析，及時預警，保證系統在不同工況下的安全運行。

（b）與國有大型煤礦簽訂長期戰略合作協議，必要時可出讓部分股份，與其進行聯合。

2.1.2 熱網常見事故對策

2.1.2.1 提高部件的質量是提高熱網可靠度減少事故的根本措施。例如：熱網的出口閥門，換熱站的入口閥門必須采用鑄鋼材質的。

2.1.2.2 加強保溫防腐、防止電化學腐蝕。一方面提高水質質量，滿足國家對工業鍋爐的水質要求，另一方面，保持保溫層的干燥，對容易被腐蝕的支架、擋板等處加強防腐涂料層或采取電化學防腐措施。

2.1.2.3 加強規劃設計及施工過程管理與控制，建立責任機制。有利于及時發現事故，盡量減少停止供熱的時間。

2.1.3 換熱站常見事故對策

對于重要的設備采取備用措施，如一般循環泵不少于兩臺，其中一臺備用。醫院、幼兒園等不允許中斷的特殊熱用戶，可就地采取備用熱源。對換熱站所對應的熱網繪制采暖期的水壓圖，并提出事故預案，保障所屬熱網事故工況下的部分運行。

2.2 宏觀處理方法

宏觀處理方法可分為事故前處理與后處理。

事故前處理：實行全過程安全（質量）監督在熱電廠熱源的設計階段、制造安裝階段、調試階段全面做好質量控制。

建立熱源設備、熱網狀態分析評價體系，提高設備可靠性與可能發生事故的預防。并做好事故分析，防止重復性事故發生

事故后處理

按照供熱事故突發公共事件可能造成的危害程度、影響范圍、人員及財產損失等情況，建立事故分級體系及相關標準。由高到低劃分為特別重大（I級）、重大（II級）、較大（III級）和一般（IV級）四個級別。級別分類如下：

特別重大供熱突發公共事件（I級）：是指突然發生，事態非常復雜。對城市的正常供熱造成嚴重影響，已經或可能造成特別重大人員傷亡、特別重大財產損失。

重大供熱突發公共事件（II級）：是指突然發生，事態復雜，對一定區域內的正常供熱造成嚴重影響，已經或可能造成重大人員傷亡、重大財產損失。

較大供熱突發公共事件（III級）：是指突然發生，事態較為復雜，對一定區域內的正常供熱造成較大影響，需要調度幾個部門的力量和資源進行應急處置的供熱突發公共事件。

設置相應的政府針對供熱突發公共事件應急處理的機構

3 結束語

集中供熱的規模的不斷擴大，其復雜程度越來越高，一旦發生事故，其影響的范圍巨大的，甚至成為公共安全事件，影響社會的穩定。

熱源、熱網、換熱站的故障均是可能造成供熱安全事故的因素，分別對這些因素提出了相應的預防方案。需要建立有效的供熱系統與設備安全評估及事故預防體系。

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