城镇供热管网泄漏原因分析及维护要点

杜庆丰

(天津泰达热电能源管理有限公司 天津 300457)

我国北方地区实行季节性集中供暖(本文主要讨论换热介质水或汽在热源厂被加热，经一次网传输到各换热站通过板式换热器等传给二次网热水，然后输送到各用户的供热系统)，每到冬天都是对供热单位的一大考验，特别是对于环境状况复杂、地下管线众多、居住人口密集的老旧社区，供热运行、安全乃至查漏消缺工作都是较大挑战。本文结合经验分析与实践调查对管网泄露原因进行多方面探讨。

1 管网泄漏的危害

1.1 直接危害

管网泄漏后要通过补水维持系统平衡，导致水处理和机泵设备的负荷增大，系统水损、热损增大，被动增加热源侧燃煤、燃气、电能消耗量，严重时威胁热源的经济稳定运行和用户用热质量。

1.2 间接危害

泄漏必然对周围环境产生热、噪声污染，漏水严重时会造成漏点附近建构筑物沉降受损，增加由此产生的查漏、消缺、救援工作而需要投入的资金、人力等成本。

2 导致管网泄漏的原因分析

2.1 管网布置及环境因素

① 管道地下横穿马路时没有保护套管或设置不当，地埋管周围有尖锐硬质杂物、覆土高度不足而被超限占压、地上建筑沉降等都会挤压、破坏钢管强度，使之长期在不利环境中运行，存在很大隐患。

② 管网设计时对供热管线不同温度下的伸长量、膨胀因素计算不当，在不同地质、温度场环境下应用时，固定墩、膨胀节、锚固段等的设计不精确，未留出足够间隙，使管线在长期运行后积累了较大形变且难以消除或抵让，造成局部的应力拉裂而泄漏。

③ 热力管道与电力电缆、通信、燃气等管线一起铺设时未掌握好上下配距及保温情况，致使供热管道受杂散电场、温度场影响，不利于安全稳定运行。

④ 未充分考虑周围环境因素，架空、直埋热水管道布置不合理，使地埋管道比例较大，且直埋管上部覆土厚度不符规范，存在安全隐患。

2.2 材料选型与质量

①供热管网用钢(Q235、20#、Q195镀锌)选材不当，在高盐、高湿环境下易腐蚀，导致局部强度失效而泄漏。管材标准金属含量如表1所示。

表1 管材标准金属含量Tab.1 Standard metal content of pipes

② 钢管表面未经钝化处理，泡沫保温层吸水率大于10%，闭孔率低于90%，或保温层被挤压变形量超过15%，难以满足保温、防水要求，使得钢管本体和外护管产生异步蠕变，保温泡沫材料变形吸潮后水解致钢管接触高盐、高湿杂质而产生复杂氧化锈蚀。

③ 直埋供热管道的外护管和聚氨酯泡沫保温层在温变作用下会缓慢产生形变，但与钢管的蠕变量存在差异，故其很难保持完整，加之外防护层搭接不严密，致使地埋钢管直接接触到外部腐蚀性、破坏性介质。

2.3 运行和施工的影响

① 锅炉补给水、一次网循环水长期未进行除氧、加药等处理，易造成氧含量、pH等不达标，随着系统温度升高，金属离子变得更活跃，接触钢管内壁持续进行复杂化学反应，容易造成钢管内部金属材料点蚀。

② 运行操作人员不按岗位责任制、规程、供热曲线调整供回温及投退设备，或因经常性失电、故障等原因导致的突然停泵使得管路中产生水冲击，久而久之导致阀门、弯头等局部强度不足部位产生应力失效。

③ 抢修、检修过程没有完善的方法预案，施工过程监督管理不力，焊接质量差，焊材不匹配，焊缝未按工艺要求进行施工，在复杂的环境下，一旦发生渗漏、开焊等，极易形成电化学反应，导致局部外腐蚀加速穿孔并不断扩展(这种局部穿孔非常不易发现查找，往往延长故障排除时间)。

④ 近年来供热系统的温度、流量较以前持续提高，运行热负荷较大，对管道的法兰/垫片、弯头等连接薄弱部位造成的负荷加大，故在一定程度上加速了管件的老化、疲劳损坏。

3 使用与维护要点

3.1 运行方面

① 加强运行人员理论与实践技能的提升，及时发现管网泄漏等问题，妥善处置，及时排气和补水，保证满水运行，维持系统水力、热力平衡。

② 强化水处理人员配置、培训，严格落实各项指标化验，确保持证上岗，相关参数尤其是含氧量、pH满足要求。水质标准如表2所示。

表2 水质标准Tab.2 Water quality standard

③ 合理调度，保证各关键仪表指示准确，使多热源管网接入口处，供、回温尽量一致，同时注意增、减负荷时避免大起大落，不得超压、超温运行。

④ 做好水质调控，在一次网水系统加设、投运除氧装置(如热力、真空除氧等)，或投加亚硫酸钠等还原性药品除氧，避免市政水直补。

⑤ 做好淡季停运后的补水保压养护工作，严密关闭各放水、排气阀门，定期加盐、加药并择时启泵打冷循环使其均匀，必要时用合格水置换管内水。

⑥ 换热设备投运时按先投冷侧后投热侧，停运时相反的顺序缓慢操作，避免温升/降幅度超过材料允许值，一般取10℃/h以内。

3.2 管理方面

① 制定相应管网运行、维护管理制度、岗位责任制、安全操作规程、设施设备的保养手册及事故应急预案。

② 针对直埋管线及附属设施制定巡检、抢修方案。当系统出现压力降低、温度变化较大、失水量增大等异常情况时应立即全网诊断，做好隔绝、防护措施后准确排查泄漏点。

③ 管网检修、施工应强化焊接工艺把控，管道焊缝按工艺要求进行焊接，按要求进行验收，保证焊接质量。

④ 及时组织责任区内管综专题会议，在沿、下穿车行道或路施工时应设置安全防护，钢套管选大2号，按规范深度进行开挖、填埋、覆土等作业。

⑤ 谁主管谁负责，多方论证确认泄漏、腐蚀、故障管道难以修复或成本较高时，应创造条件进行局部或整体更新。

3.3 施工建设方面

① 当有市政电力、燃气等管线在直埋热水管道附近平行或垂直开槽施工时，应及时采取保护措施，使互相间距符合规范要求。

② 管道铺设应避开坚硬、锋利或有凸起的石块等异物，保护外表面避免损伤。

③ 固定墩、膨胀节等重要部位设检查室，必要时做好混凝土防水、封堵，避免被动形成高湿、高温、高盐的易腐蚀环境。

④ 埋地管道安装、抢修时，管沟内不应有积水，对未安装完成的管段采取临时封堵措施，并对裸露的保温层进行封端防水处理。

⑤ 公称直径大于400 mm的钢管或现场制作的管件，焊缝根部应进行氩弧焊封底焊接，潮湿或粘有冰、雪的焊件应先烘干。

⑥ 不同管段的内、外层搭接处应采用热缩带密封，宜先发泡后收缩，无过烧、鼓包、翘边或局部漏烤现象，并粘结严密。

3.4 改造措施

① 随着新材料的应用、技术的进步，可逐步改造为带泄漏检测系统的保温管、抗腐蚀耐氧化的新型管材，考虑到其成本较高，须因地制宜进行充分的方案论证。

② 可以选用PPR、PERT等复合塑料管材代替钢管管材，降低腐蚀、结垢、泄漏的概率，以延长管网使用寿命。

③ 在总结行业丰富经验的基础上，借助人工智能技术、大数据分析，推进建设自感知、自诊断、自调节的智慧供热系统。

4 结 语

供热系统应用时间越长，热负荷越大、运行环境越差，管网越容易因为物理、化学等因素产生局部老化、腐蚀、破坏而发生泄漏。通过分析梳理导致泄漏的主要原因，可以从合理设计布置、运行管理、规范施工等方面进行事前、事中、事后管控干预，同时加强相关人员的技能提升、改进工作方法以及新科技、新材料的应用，以尽早发现管网泄漏迹象，快、准、稳地查找、消除漏点，维持系统水力、热力平衡，满足各用户用热需求，实现高质量供热。■