運行期直埋供暖管道滲漏的查找及處理實例分析

宋永芳

（太原熱力集團有限責任公司第五供熱分公司，山西 太原 030000）

供熱管道直埋技術就是將預制保溫管道直接埋入地下，利用管道自身的機械強度及其附件來共同承受管道供熱時產生的熱應力的一項技術。供熱管道的敷設現階段主要常用方法有： 直埋敷設、架空敷設、地溝敷設。在集中供熱管道敷設要求越來越高的今天，由于直埋敷設具有占地少、投資少、維護量小、施工周期短、使用壽命長等優點，仍是最廣泛使用的敷設方式。第五供熱分公司現運行的管網，經過近30 年的逐步建設和投入運行，現部分管網已成為建成投運15 年以上的老舊管網，歷年運行中都會出現不同的管網的漏水情況。熱力管道的滲漏會造成能源的浪費，給供熱企業帶來額外的維修費用及能源損耗費用，如果在供熱運行期發生，還會影響到局部范圍內供熱用戶的取暖，嚴重的因為搶修時間長，停熱時間周期較長，甚至會給企業帶來負面口碑，讓企業聲譽受到損失造成不可估量的社會影響，因此解決管道漏損必須要在停運期做好管道及管道附屬設備的檢查檢修工作，同時加強巡視工作，不論在停運期或運行期一但發現漏點迅速上報調度，快速反映、迅速恢復，減小供熱企業及熱用戶的用能源損失和熱損耗，降低企業維修成本，提高企業供熱口碑，給企業樹立良好正面的形象。

1 常見熱力管網泄漏原因分析

影響熱力管道漏損的因素有很多，大致可以歸為以下幾種： 其它工程的施工外力影響； 管材、管件的質量不好； 接頭焊接處的施工焊接質量不好； 管道防腐和保溫性能不佳； 交通負載大造成土壤沉降； 管道埋層淺且經歷冬季持續的低溫； 管道內部外部環境因素出現了管道腐蝕； 未及時檢修以及管道使用超年限等，總之，供熱管道不可避免地會發生泄漏現象，但無論何種原因造成的漏損，當管網發生泄漏時，就需要首先進行漏水點的查找，然后迅速進行搶修補漏工作，運行期盡快恢復熱用戶用熱為第一要務，保證全網平穩定高效運行，盡量減小對熱網全面運行的影響。

2 運行期管網漏點實例分析

育陽小區熱力站位于東中環快速路以東，東中環快速路與郝莊正街交叉路口東北方位，屬于華能東山一級管網的供熱范圍，總設計供熱面積為9.3 萬m，共分暖氣片高區、暖氣片中區、暖氣片低區三個供熱系統。2019 年運行期伊始，育陽小區熱力站暖氣片低區供熱系統出現定壓不穩，采取補水操作后啟泵運行，無法長時間保壓，暖氣片高區及暖氣片中區運行正常平穩，因此考慮為暖氣片低區二次管網出現漏點，在上報調度后，采取了臨時的停運措施。由于2014 年新建東中環快速路時，育陽小區被東中環快速路分隔為東中環快速路以東地塊，東中環快速路以西地塊兩部分供熱，東中環快速路經過該熱力站的路段地形高差較大，因此修建東中環快速路時對既有管網敷設情況產生了一些影響，現狀地暖氣片低區的供熱管網即有普通直埋管線，也有深埋于接近5m的東中環快速路以下的直埋管線，這種深度的管網直埋敷設比較少見，屬于特殊情況下的管網敷設方式，但正是這種深度給漏點查找帶來不小挑戰。

為了保證最大限度的盡快恢復該片區居民的正常供暖，迅速組織開展漏點查找工作。

2.1 采用地表觀察法進行檢查

首先，采用地表觀察法進行分析，即對于直埋預制保溫管網距地表較淺的，一般為埋深小于1.5m的管網，當直埋管道發生滲漏時，管網中的水在壓力作用下，通過滲漏點對周圍土質結構造成比較大影響，使土的壓縮性大大增加，加上土的自重作用，容易出現路面的下沉、地表的開裂等現象； 同時供熱運行期管網滲漏出的水為高溫高壓力水，因為管道底部土層在管網敷設施工過程中經過回填、夯實，滲透性、吸水性都較弱，高溫高壓力水在向下滲透的同時，會向漏水管道周圍區域發生逐步范圍擴大的滲透，這樣就容易滲透至附近，一般為距離漏水點30m范圍內的各類小室及檢查井中； 同樣根據運行期管網滲漏出的高溫高壓水因管道底部土層滲透性、吸水性弱的特點，水不能快速向下滲透，較長時間的停留在滲漏點附近，積聚水量大的特點，所以正常情況下容易引起漏水點附近管道小室、檢查井、地表的溫度發生變化。

一般情況下，使用測溫槍去測量，接近滲漏點的位置，會比其它較為遠離滲漏點的位置相比，接近滲漏點的位置的地表溫度會高出在6℃～30℃的范圍內，距離漏點越近測量溫度相對越高，因此，通過對直埋管網管段周圍的地面情況的變化的觀察，如觀察有無裂縫、下沉、融雪、升溫等現象，通過進行認真的觀察，仔細的分析，進而確定大致的直埋管道滲漏位置的一種方法。地表觀察法 漏點附近檢查井溫度升高如圖1 所示。

圖1 地表觀察法 漏點附近檢查井溫度升高

根據以上原理，通過對東中環快速路以東、東中環快速路以西兩部分供熱范圍內的地面及檢查井認真開展拉網式查找，未發現明顯漏點。

此時距離供熱停運已超過48h，直埋管網漏水點周圍溫度升高對漏點查找的優勢已不明顯，同時因為供熱運行系統停運后，補水泵補水作業同時停止，隨著管網不斷的滲漏，供熱系統壓力降低，漏點出水量可能已經減小，地面塌陷開裂過程也會失去最佳觀察時機，而此時，除了埋壓在橫跨于東中環快速路以下這部分直埋管線外，其它管線已全部通過地表觀察法檢查，沒有發現明顯漏點，東中環快速路過此路段埋深超過5m，不能采用地表觀察法進行常規判斷，也不具備開挖查找漏點條件，如果滲漏在此段發生，卻會對東中環快速路的安全運行造成影響。

2.2 采用試壓法來進行排除判斷漏點

經過對現場情況的分析判斷，制定如下試壓方案： 在東中環快速路以西管網敷設位置避開現有障礙物建筑自行車棚進行開挖，找到直埋的供熱管網的供、回水預制保溫管，并在適當位置截斷，加裝排氣裝置、加裝盲板，然后進行水壓度驗。

因為此次漏水事故的育陽西小區暖氣片低區二次管網（如圖2 所示），被東中環快速路分斷后，分為了東中環以東管網段、東中環以西管網兩段，而東中環以西部分的管段又分為南北兩趟分支，結合現場情況，漏點可能存在于： 1） 東中環以東分支過東中環埋壓段； 2） 東中環以西分支； 3） 東中環以東以西均存在； 4） 如果存在于東中環以西分支，仍可能分別存在于南分支或北分支，根據以個分析，此次試壓分為四步進行： 第一步，對東中環以東部分管網進行試壓，第二步，對東中環以西部分進行試壓，第三步，如果漏點存在于東中環以西管網，首先對南分支進行試壓，排除后對北分支進行試壓，務必確定漏點。試壓點開挖安裝排氣裝置見圖3。

圖2 育陽熱力站漏點檢修開挖試壓點示意圖

圖3 試壓點開挖安裝排氣裝置

2.3 漏點確定

第一步，對東中環以東供回水管網進行試壓，發現盲板封堵后不能實現壓力穩定，首先確定育陽西院小區二次管網過東中環段回水管必定存在漏點； 第二步，對東中環以西二次管網試壓，發現壓力均能穩定，證明東中環以西二次管網供回水均無漏點。至此，漏點已確定，無需進行第三步試壓工作。

2.4 面對突發新問題的思考與處理

而此時，新問題擺在眼前，二次管網過東中段埋壓段存在漏點，埋深達5m以上，且東中環快速路無法進行開挖查找漏點及漏點維修工作，原2.4 萬m熱用戶供熱如何保證？ 經過分析，育陽西院小區橫跨郝莊正街，而東中環修建時，在郝莊正街附近曾給省檔案館預留過一趟DN100 分支，此趟分支因省檔案館近年未有供熱意向，尚處于空閑，經過與設計院專業人員現場確定并經過專業測算，預留分支完全可以滿足育陽本院小區熱用戶的供熱需求。

經過與設計院人員實地勘測，最終確定育陽西院小區熱力站站址（圖4 圖5 圖6 所示） 位于郝莊正街以北，西院空地東北角。經過9d 晝夜不停的施工，一座新建地上一層輕鋼建筑，建筑面積約為34m（6.3*5.3） 的微型站建成投運，新建成的育陽小區西院熱力站設計總供熱面積為2.4 萬m，站內設一套暖氣片低區系統，站內主要設備熱換器、循環泵利用原育陽站西區供熱系統原有設備，閥門、儀表盡可能利用原育陽站西區系統現狀閥門、儀表。熱力站一次網接育陽小區西院東側原預留檔案局DN100 分支，變徑DN125 后向北敷設2m，向西17 敷設米，向南敷設4m后下翻2.3m后繼續向南5.5m，再向西敷設1.5m與新建的育陽西熱力站連接，新建育陽西站與原育陽站隔東中環馬路遙相呼應，為熱用戶送去源源不斷的寒冬中的來自熱力的溫暖。

圖4 育陽小區西院熱力站與育陽小區熱力站隔路相望

圖5 新建育陽西院小區支線利用原預留分支圖

3 其它常用的漏點查找方法

3.1 水量失衡查漏法

在以上案例中，在確定發生漏點時用到此法，原理是熱力運行管網是一個帶壓的閉式循環系統，當管網發生泄漏時，就需要補水以維持管網水量的原理，如果補水后，短期內多次發生大量補水，且仍發生水量失衡，可初步判斷有漏水點。

3.2 壓力異常查漏

在以上案例中用到了此法，原理是將熱網看做密閉的有壓容器，若容器中存在泄漏現象，其壓力將與周圍環境的壓力一致，而壓力的下降變化速率取決于容器內部的容積還有泄漏量，可結合水量失衡查漏法來共同確定是否存在漏點。

3.3 測溫法

熱水管道泄漏后，會造成漏點上方的地面溫度升高，會造成漏點附近地下管線井室溫度的升高，所以可利用測溫槍通過溫度變化查找管網上的漏點，測溫法對于管道明確、供熱面積小的區域有很大的可行性，但對于地形復雜、供熱面積廣、埋深較深的區域具有局限性。

3.4 水質相關分析法

水質相關分析法是根據管網運行系統為軟化水的特點，對發現的疑似漏水進行水質化驗確定是否為軟化水來判斷是否為熱力管網泄漏水。

3.5 聲音異常查漏

泄漏發生時，在管道壓力的作用下，泄漏處噴射出的水將與泄漏處發生摩擦。聲音沿管道傳至附近的閥門。同時，水噴射到周圍的土壤上，也會產生聲音，并通過土壤傳到地面，因管線建設情況復雜，此法又對環境噪音要求較高，并不常用。

4 結語

熱力運行管網是一個帶壓的閉式循環系統，在正常運行的過程中，管網內的水量壓力保持基本恒定。一但發生泄漏，會造成能源的浪費，直接損失是造成管網介質水流失，管網運行壓力不穩定，直接影響供熱溫度，造成停運影響熱用戶的正常取暖； 間接損失是加速水泵等主要設備老化，同時給供熱企業帶來額外的維修負擔，增加處理成本和人工維修成本。如果在嚴寒期，長時間的設備停運，可能會因管網內流動的熱水長時間停用受凍而形成爆管產生新的隱患，因此，解決管道漏損必須要爭分奪秒地查找漏點，及時進行維修和恢復運行，將企業損失和熱用戶損失降到最小。