城鎮供熱管網泄漏原因分析及維護要點

李鈺

中國葛洲壩集團股份有限公司勘測設計院 湖北 武漢 430070

引言

城鎮供熱管網是由城市供熱熱源向熱用戶輸送和分配供熱介質的管線系統，由輸熱干線﹑配熱干線﹑支線等組成。供熱管網是城鎮建設中的重要基礎設施。從生活角度來講，城鎮供熱管道的安全穩定運行，不僅是為了保障人民群眾的生活質量，更是與人民群眾的生命財產安全息息相關；從經濟發展的角度來講，供熱管道的安全穩定運行，不僅是為了滿足工業企業穩定生產的基本要素需求，更是為了工業企業的長久安全穩定運行[1]。因此，采取各種措施，保障城鎮供熱管道的安全穩定運行，對城鎮工業生產以及人們的日常生活有著重要的積極作用。目前，雖然我國的供熱管網整體已經相對完善，但在一些具體問題和細節上，仍然面臨著嚴峻的考驗。為此，各供熱管網公司在管網建設時，必須進一步加強對供熱管網質量整體把控，在各層面上采取措施，進一步提升設計和施工管理水平，在管網交付前，努力將管網建設質量做到最好，夯實管網安全穩定運行的基礎。在此基礎上，進一步探索研究供熱管網泄漏事故發生的原因，尋找切實可靠的解決方法及預防措施，將供熱泄漏的危害降到最低。

1 供熱管網的泄漏原因分析

供熱管網是經設計﹑采購及制造﹑安裝施工﹑調試及驗收后形成的整體工業產品，交付運營方后，又會經歷運行﹑維護及檢修等各個環節。這其中任何一個環節出現紕漏，都可能會導致管網出現泄漏情況。而每一次的泄漏，必然都伴隨著財產的損失，嚴重的甚至可能造成企業停產或人員傷亡，損失無法預計。而找出泄漏產生的原因，是預防泄漏問題出現的基礎。下文根據供熱管網生產運營等不同環節，對泄漏原因進行逐一分析。

1.1 設計

供熱管網的設計質量，直接決定了供熱管網的質量，壞的設計，必然會導致壞的管網質量從而造成泄漏等一系列的不利后果。根據項目需求，確定項目供熱方案，選定供熱介質﹑管材﹑管徑﹑附屬設備﹑敷設方式等，設計工作的好壞直接決定了供熱管網建成之后是否能正常投入使用，以及投運后是否能在設計工作年限內保證安全穩定運行[2]。在設計開始之前，設計人員必須對將要施工區域的地質﹑土壤﹑環境資料進行深入了解，對影響設計安全的各種因素要了如指掌，同時根據項目實際情況，經過周密計算后，對各種條件進行選擇，合理地布置管道及補償器等各種附屬設施，保證管網在熱冷態等各種工況下均能安全穩定運行。因設計導致泄漏的原因通常有如下幾種情況。

1.1.1 管網布置不合理，補償器設置不合理，未合理考慮供熱管道本身的熱脹冷縮情況，導致管道局部熱應力變形破裂，或者補償器超過設計變形量被拉壞從而導致泄漏。

1.1.2 管件選擇不合理，管材或管件選用承壓或耐溫等級過低，從而導致超壓或者超溫損壞而造成泄漏。

1.1.3 直埋熱力管道設計埋深不足，被車輛等碾壓破裂泄漏；或者埋深小于凍土深度，冬季經歷長時間的低溫而導致管道受凍破裂泄漏。

1.1.4 因對土質缺乏足夠判斷，設計管道基礎承載力不足，導致管道沉降，從而導致管道破裂。

1.2 管材﹑設備等的采購與制造

供熱管網是由管道﹑彎頭三通等管道附件﹑保溫結構﹑補償器﹑管道支架以及其他附屬構筑物構成的有機整體，這些組成部分都是經廠家生產出來的產品，產品質量的好壞，直接關系到供熱管網的質量好壞，從而對管網是否泄漏產生影響。

1.3 施工

施工質量不過關，同樣也會導致泄漏事故的發生，因施工質量差導致泄漏的原因通常有如下幾種情況。

1.3.1 管材﹑管件焊接質量不合格，焊接參數和焊接方法不正確。

1.3.2 管材或設備等暴力卸貨及安裝，施工中造成部件受損。

1.3.3 管溝開挖深度未按設計執行，開挖深度不夠，管溝在回填時，回填土中有礫石，回填土未夯實等。

1.3.4 人為破壞，造成的原因通常是因為對于同一施工區域重復施工，比如其他施工單位在未了解地下管網分布的情況下，就盲目施工﹑違章施工，不僅后期施工目的沒有達到，還破壞了前期施工目的[3]。

1.4 長期損耗

因為每種材料都有每種材料的最長使用期限，一旦超過最長使用期限，材料的物理性質便可能會失效。供熱管道也是如此，且因為供熱管道材質的特殊性，供熱管道的最長使用期限將會大打折扣，較一般管道的使用期限大大縮減。因此設計師在設計時要注意進行使用期限的研究，確定好檢修頻率，明確供熱管道的最長使用期限。

1.5 壓力、溫度的影響

當管道承壓或者溫度超過設計值，壓力或者管道變形量超過設計極限導致管道變形破裂，從而發生泄漏。

1.6 閥門泄漏

閥門泄漏主要有兩個原因，一是關閉件脫落，二是填料安裝缺陷導致泄漏。

2 供熱管道突發泄漏后的檢修

經過對城鎮管網泄漏原因的分析，加強建設﹑設計﹑運行﹑維護各個階段的檢查﹑維修和管理尤為重要，但是這項工作的進行并不簡單，有很多步驟和細節需要落實。而且對供熱管道進行檢修時，要注意檢修操作前的準備工作，快速﹑有效地進行檢修不僅可以在很大程度上減少二次泄漏事故的發生，而且好的檢修就是好的維護，雖不能達到一開始的使用效果，但可以有效保證供熱管道的安全。

2.1 泄漏點的確定

鉆孔查漏，沿著供熱管道的走向，在地面每隔一定距離鉆1個孔，用嗅覺或檢漏儀進行檢查。發現有漏氣時，再進一步判斷，準確確定漏氣點的位置。

2.2 檢查方法

詢問法：通過詢問泄漏點周邊居民，初步了解泄漏位置。

現場觀察法：對供熱管道泄漏點周邊的綠化樹木﹑土壤形態等進行觀察。具體的表現為供熱管網泄漏擴散到土壤中，將引起花草樹木的變黃﹑枯死。

2.3 檢修前的安全要求

檢修前，設備使用單位應對參加檢修作業的人員進行安全教育，且應當包括以下內容：有關檢修作業的安全規章制度，相關事故案例和經驗﹑教訓，檢修作業中的安全要求。

3 常用的供熱管道查漏法

3.1 水量失衡查漏

熱網是個閉式循環系統，在正常運行時，熱網內的水量保持恒定。而當熱網泄漏時，就需要補水；當有外部水漏入熱網時，就要放水，以維持熱網水量的動態平衡。因此，可根據對熱網的補水量﹑放水量和回水壓力曲線的統計與分析，判斷熱網的泄漏狀況，有針對性地開展檢漏工作。

3.2 壓力異常查漏

熱網是密閉的有壓系統。有壓系統存在泄漏現象時，在無外界補給的情況下，隨著時間的推移，其壓力將逐漸減小至與外界壓力相同，而壓力的變化速率取決于容器內部的容積和泄漏量。因此，將熱網中出現泄漏的管道隔離開后，這部分的壓力最終也將與周圍環境的壓力趨于一致，因此可根據壓力異常進行查漏。

3.3 溫度異變查漏

埋地熱水管泄漏后，會造成漏點上方的地面溫度升高，也會造成漏點附近地下管線井室溫度升高。因此，可通過溫度變化查找管網上的漏點。

3.4 聲音異常查漏

泄漏發生時，在壓力的作用下，泄漏點因內外壓差產生振動從而發聲。聲音沿管道傳至附近的閥門或補償器。因此，可根據聲音異常進行查漏。

4 供熱管道的維護要點

在供熱管道發生泄漏事故等故障前，一般都會有一些前期預兆或癥狀出現，這就需要相關部門加強供熱管道的日常維護管理，采取各種措施來盡量降低供熱管網的故障發生率。根據供熱管道泄漏的原因，對于目前運營的供熱管網，我們可以反過來總結相應的供熱管道維護要點。

4.1 供熱管網設計方面

前期供熱管網設計階段，我們可以采取大規模管網采用環狀結構﹑劃分管網主次﹑分段控制管網以及設置備用管網這4種措施。

4.1.1 在進行城市供熱管網規劃時，應兼顧遠期規劃，分步實施，供熱管網發展到一定規模時，應考慮采用環狀結構。對于中型枝狀管網，可采用單管連通管將干線連接成環狀，該連通管可用作供水管和回水管的備用管。這樣，可實現在出現故障時的反方向供熱，保證后期系統的整體熱平衡及故障發生時的不停暖在線維修處理，提高供熱管網的可靠性。

4.1.2 劃分供熱管網主次，重點提高主管網可靠性，在安全可靠與經濟性之間取得平衡，可以在提高了供熱管網的故障可控性的同時，減少因提高可靠性所需增加的投資，保證供熱管網運行質量高﹑控制方便且能實現限額供熱。

4.1.3 在供熱管網上裝設分段控制閥，將熱網管線合理分段，這樣在局部發生泄漏等故障時可以將故障段切斷，便于檢修的同時，也提高了供熱管網的可靠性。

4.1.4 在供熱管網結構上實現備用管網，可以在保證不停暖的情況下，對故障部位進行修復，這樣也提高了供熱管網的可靠性。

4.2 管材﹑設備等的采購與制造方面

從制造方角度，嚴格執行國家相關制造及驗收標準，不偷工減料，才能保證產品的質量不出現問題；從采購方的角度，保證采購﹑驗收流程的規范，不選用不合格廠家的產品，不驗收不過關的到貨產品，才能最大限度地保證安裝的管道或設備不出現質量問題。而其中任一環節的疏漏，都會導致最終安裝的管道或者質量不過關，經歷一段時間的運行后，最終出現泄漏。

4.3 管網施工方面

施工過程中，應該采取各種措施對工程質量的五大因素“人﹑機﹑料﹑法﹑環”實施控制，五大因素分別是指：人員﹑機械設備﹑原材料﹑施工方法﹑外部環境及條件，這是質量管理的重要環節。施工單位應嚴格按照設計文件和有關規程﹑規范要求施工，實行全員﹑全過程﹑全面管理和控制。因篇幅問題，關于施工質量的控制在此不展開敘述，但施工質量確實是后期管網質量的基礎，切不可忽視。

4.4 管網的運營方面

要成立相應的運營維護工作領導小組，選拔一批專業技術過硬的人才，以便在發生泄漏事故時能準確﹑及時地進行處理。定期對維修人員進行相關專業知識技能的培訓以及使命責任感的培養，提高維修人員的專業素質，形成認真負責的態度，打造一支專業化的維護檢修隊伍。

形成一套專業﹑可靠的供熱管網檢修維護制度，提前指定定期巡檢制度，以及發生各種泄漏故障情況時的檢修維護措施預案，避免泄漏故障發生時無法可依。對熱網的關鍵部位部件定期進行檢查，并做好歷史記錄，這樣不僅能大大減少故障發生的頻率，同時也能在事故發生時進行及時有效的處理。

配套專業的檢修維護工具，要保證工具齊全，要配備有先進的維修設備和工具，對易損﹑常用﹑關鍵設備和部件進行儲備，為保證故障處理及時和搶修順利進行。

供熱一般在冬季進行，因此在夏季不供熱的時候，要對供熱管網進行全面檢查維修，對于破損﹑裂縫等管道進行維修，對于腐蝕的管道進行評估，必要時可以進行更換，對于閥門等管道部件進行檢查更換，對于破損的防腐保溫層進行更換，以保證冬季供暖系統的正常運行。

對于供熱管網用水的水質要定期進行化驗，要滿足軟化水水質要求，鈣鎂離子不得超標，同時水中氧含量和pH必須控制在合理范圍，確保水處理和除氧系統可靠，只有這樣才能保證水質達到供熱管網水質標準要求。水質不達標，例如鈣鎂離子超標會造成管道結垢，含氧量過高或pH過低會造成管道腐蝕，這些都會造成管道泄漏或堵塞。

5 結束語

隨著我國經濟的不斷發展，城市現代化建設的不斷進步，我國的城鎮供熱管網覆蓋率也越來越高，為人們的生活﹑工作提供著便利。但在實際生活中，供熱管網的質量及運營維護管理水平都還有一定的提升空間。從提高供熱管網的供熱質量角度出發，本文分析了供熱管網泄漏的主要原因，并據此提出了相應的維護措施，希望能對我國城鎮供熱事業的發展有所裨益。