火电企业供热安全可靠性分析研究及对策

华电电力科学研究院有限公司 何晓红 吴 畅

1 供热可靠性主要因素分析

供热机组非停方面。供热机组的正常运行是安全供热的重要保障。某区域火电机组2018~2020年累计发生非停的机组中，采暖供热机组在采暖期累计发生非停占机组非停总台次的29%，工业供热机组全年累计发生非停占总台次的24%；热源安全裕量方面。热源安全裕量为供热能力最大的一台机组停运时企业内剩余供热能力与满足热负荷70%供热能力的差值。某区域2020年热源安全裕量为正的占61%、比2019年的74%有所下降，热源安全裕量为负的企业占比39%、比2019的26%有所上升。热源安全裕量为负时企业缺乏供热安全保障，一旦发生供热事故将无法满足外界用热需求，需通过新建热源或供热改造等方式来提高热源供热保障能力。

备用热源方面。备用热源是供热安全的重要保障，在机组检修或事故工况下尤为重要。2020年某区域有26%的供热企业在热源侧建有备用热源，比2019年32%略有下降；有74%的供热企业在热源侧无任何形式的备用热源，比2019年68%略有上升，仅有部分企业热网侧与其它热源单位实现了部分或全部联网。

热网联网方面。热网与热源密切相关，完善的热网可通过热源的多样性、热网互联互通和各换热站间的水力热力平衡等来避免或减少单一热源或机组故障对热用户的冲击。某区域采暖供热企业热网联网情况中，有24%的企业热网均接入了2个及以上的热源或与当地热网实现互联互通，机组非停后基本不影响热网正常供热；有32%的企业热网仅实现了热网部分联网，一旦机组发生非停，联网热源仅能保障一定的应急备用防冻或局部的热网供热；还有44%的企业热网仅有单一热源，一旦机组发生非停只有少数企业能通过热源侧的备用热源保证供热，具有较大的安全风险。

热网安全性方面。主要包括热网非计划停运和热网非计划降出力两种。某区域近三年热网安全性整体较好，仅发生了部分热网安全相关事故。2018~2020年发生热网非停的企业分别有2家、7家和3家；发生热网非计划降出力的供热企业分别有4家、5家和3家。

热网管网老旧方面。集中供热的热水管网一般按20年设计，而根据热网实际运行经验，运行超过10年以上的供热管网普遍存在较大的管网老化、跑冒滴漏、管网水力失调、能耗偏高等问题。截至2020年底，某区域有36%的采暖供热企业一次热网运行年限超过10年，10年以上的一次热网长度占总热网长度比例高于50%的有11家。结合热网老旧和近三年热网非停及降出力情况，可知热网老旧严重的企业更容易发生热网安全事故。

2 供热安全可靠性问题分析

采暖期供热机组非停现象时有发生。运行人员应急调整能力欠缺，遭遇突发情况时对主辅机的调整不到位、不及时；检修维护不到位，细节落实不佳，缺陷管理不严，设备维护不及时；反措落实不到位，对涉及锅炉、汽机、电气、热工等的二十五项反措学习不够深入，供热应急专项处置方案可操作性不强；技术监督管理不到位，机组发生强迫停运后未严格按照相关原则开展原因分析和采取防范措施，强迫停运再次发生。

部分热源供热保障力度不够。部分企业外部热力市场拓展较快，热源供热能力与实际热负荷增长速度不匹配，现有供热机组须发挥最大供热能力，而新建热源机组或调峰锅炉审批较难，事故工况下难以满足外界热负荷需求；备用热源的建设更多从安全角度考虑，具有投资大、回报率低的特点，使热源供热企业较少考虑备用热源技改投入；早期热源供热企业普遍存在机组单机容量较小、机组台数较多特点，“上大压小”改造后机组单机容量变大，但台数变少，热源风险随之增加，此外城市快速扩张和环保问题使得燃煤小锅炉被大量取缔，备用热源减少；独立热源企业仅趸售热量给当地热力公司，在备用热源的建设方面主动性和必要性较小。

热网互联互通普遍不足。部分热源供热机组台数较多、存在备用热源，企业内部即实现灵活供热，热网互联互通需求不大；早期城市集中供热发展缓慢，热负荷较小，热网布局以支状管网为主，未能按照互联互通的需求设计和施工，不利于后期联网改造工作；长久以来发电企业对发电的重视程度远超供热，相关的行业供热规范和地方供热条例也未对热网互联互通提出强制性要求；较多城市的热网由多家热力公司经营，各家需求不尽相同，难以进行有效的整合；部分供热企业介入当地热力市场较晚，已有热力市场格局无法打破，趸售供热的方式使得在热网互联互通上无过多话语权。

热网非停和降出力无法杜绝。供热机组故障造成机组降出力或机组非停，从而导致供热中断；热网主干线或支线管道泄漏、设备故障、阀门不严，或因外力破坏发生管网泄漏等，造成大面积停热或全网停运事故；热力站中换热器泄漏、水泵故障或补水管路爆裂等，使得热网降出力现象时有发生；热网发生故障时抢修不及时、抢修队伍能力不强、应急物资储备不足等，也使得热网缺陷处理不及时甚至扩大。

热网老化现象日趋严重。部分企业热网建设年限较早，受资金投入不足、产权等因素影响，供热改造不及时，热网日趋老化；热力市场开拓过程中新接入的热网健康状况参差不齐，燃煤锅炉替代、“三供一业”回收和其它途径收购接入了较多老旧管网，企业老旧管网比例增加；早期热网受管材材料及施工工艺影响，管道使用寿命缩短、检修质量差、管网老化加速；部分热网运行条件恶劣，一些老旧小区的供热管道长期处于浸泡或阴暗潮湿状态，热源参数变化使得热网参数变化频繁，应力作用对热网伤害较大；供热管理相对粗放，居民私自放水现象时有发生，非供热期热网难以有效养护，水力失调、跑冒滴漏、能耗偏高等现象依旧存在。

3 供热安全可靠性研究对策

夯实供热生产管理，促进安全基础提升。夯实供热基础管理。总结汲取供热事故教训，加强机组设备管网排查和治理，提升智能热网管控水平；多渠道增加企业供热安全裕量。适时开展供热增容改造，积极实现网侧互联互通，将社会热源纳入全厂供热体系之中；加强应急能力建设。不断健全供热预警和应急机制，落实应急措施和队伍，做好舆情控制，全面提升供热安全应急水平。

强化科技创新应用，推进技术装备升级。深挖热源侧供热潜能。积极推广低温余热回收、新型凝抽背、调峰蓄热等成熟供热节能技术，提升电厂供热能力，保证供热质量；加强管网优化改造。热网建设采用无补偿直埋、长距离输送、多热源联网、智能热网等先进技术，加大创新技术应用，加快推进热网技术装备升级；做好数字化供热信息平台建设。开展基层供热企业平台搭建和功能测试工作，为后期开展供热远程诊断和运行优化打好基础。

完善供热安全标准，提高供热监督水平。对标发电设备管理，完善供热管理体系和管理标准，加强供热设施的运维和检修管理，强化监管和考核，提高供热生产可靠性和经济性；完善供热技术监督实施细则。参照相关行业标准、设计规范和运行规程，结合热力企业的实际状况制定完善的供热技术监督实施细则，指导供热企业开展技术监督工作；强化供热技术监督管理工作，建立三级供热技术监督网络，开展热网可靠性查评工作。

开展安全风险评估，强化问题落实整改。建立供热安全管理长效机制。健全供热安全管理体系，加强供热设备管理，提高供热安全可靠性和供热管理水平；开展安全风险评估。结合企业供热实际情况，按照安全风险的相关要求确立供热安全风险评估等级，明确安全风险管控职责；强化落实整改。摸清供热企业安全管理现状，结合企业生产实际和合区域特点制定有效治理措施。