馮偉偉

（太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西 太原 030001）

水作為集中供熱管網(wǎng)主要介質(zhì)，管網(wǎng)漏水會導(dǎo)致系統(tǒng)水力失調(diào)、用戶室溫不達(dá)標(biāo)。為了保證供熱系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，需要大量的補水，補水量越大，供熱效率越低，給供熱公司帶來的很大損失，以太原南部供熱分公司為例，太原市南部區(qū)域集中供熱面積達(dá)1300萬m，一級網(wǎng)管線長度達(dá)80km，一次網(wǎng)管線系統(tǒng)容水量約18 萬t，經(jīng)統(tǒng)計，2016—2020 年采暖季南部熱網(wǎng)一次網(wǎng)每年平均失水量達(dá)20 萬t，每年僅自來水費損失110 萬元，除此之外，還有流失的熱耗和電耗，因此，尋找泄漏點、降低水耗成為供熱公司急需破解的難題，依據(jù)穩(wěn)定期每天補水量對比分析，從主干線到各個支線逐個測試，確定是主干網(wǎng)還是支線漏水，查出漏點位置進(jìn)行堵漏。

1 失水現(xiàn)狀

統(tǒng)計太原南部城區(qū)熱網(wǎng)2020—2021 年采暖季一次網(wǎng)補水量及 “一補二” 用水情況，具體情況見表1。

表1 太原南部城區(qū)熱網(wǎng)2020—2021 年采暖季一次網(wǎng)補水量及“一補二” 用水情況

由表1 數(shù)據(jù)可知，冬季熱網(wǎng)補水主要有兩個用途，一是用于彌補熱網(wǎng)循環(huán)流失，以滿足一級網(wǎng)運行要求，失水量占比為71%，二是用于下游各換熱站“一補二” 用水，滿足二級網(wǎng)運行要求，一補二占比為29%。

目前國內(nèi)供熱企業(yè)控制失水最好的是北京熱力熱網(wǎng)，基本實現(xiàn)不失水，其次是牡丹江熱力熱網(wǎng)控制失水量100t/萬m左右。2020 年冬季太原南部熱網(wǎng)單位面積失水量199t/萬m，比行業(yè)較高水準(zhǔn)存在一定差距。供熱公司根據(jù)管網(wǎng)分布情況，制定失水查找方案，巡線人員應(yīng)對管轄范圍內(nèi)管線設(shè)施全面排查是否跑冒滴漏。

2 失水查找意義

冬季供熱是民生大事，涉及千家萬戶，太原南部熱網(wǎng)采暖季供熱系統(tǒng)一級網(wǎng)運行溫度高達(dá)100℃以上，運行壓力達(dá)到1.0MPa左右，管線出現(xiàn)泄漏會嚴(yán)重影響供熱效果及周邊環(huán)境地質(zhì)，也容易引發(fā)供熱安全事故，造成人員傷亡。如2020 年1 月16 日鄭州市熱力管網(wǎng)突發(fā)泄漏事故，事故導(dǎo)致1 人死亡及1 人受傷，屬于供熱行業(yè)的重大事故，給企業(yè)形象帶來了負(fù)面影響。通過制定專項失水查找方案，確定管網(wǎng)泄漏點，待停暖后進(jìn)行維修改造，消除管網(wǎng)安全隱患，分析管網(wǎng)泄漏原因（外力破壞、焊縫開裂、管道外腐蝕或內(nèi)腐蝕），提高供熱運行穩(wěn)定性和精細(xì)化管理水平。

一旦失水量較大，不能及時采取措施解決時，勢必對現(xiàn)有的供熱系統(tǒng)平衡造成破壞，最終影響熱用戶室溫供暖效果，失水嚴(yán)重會造成部分區(qū)域停熱現(xiàn)象，減少失水量有助于整個供熱系統(tǒng)的精細(xì)化管理和調(diào)節(jié)。

從供熱成本方面考慮，失水造成了水資源和熱量的浪費，熱網(wǎng)系統(tǒng)對循環(huán)水質(zhì)要求高，由自來水經(jīng)過工業(yè)鹽、樹脂等工藝處理為軟化水，再注入熱網(wǎng)中，經(jīng)測算，2020—2021 年冬季151d 共失水約21 萬t軟化水，每噸軟化水成本約8 元，每年因一級網(wǎng)失水增加水費支出約168 萬元。熱量損失按照一次網(wǎng)供回水平均溫度65℃測算，采暖季損失熱量6 萬吉焦，熱源費按15 元/GJ，每年增加熱費支出約90 萬元，共計258 萬元，若按太原市集中供熱總面積1.82 億m計算，增加熱費支出約1500 萬元，故降低失水量可降低企業(yè)供熱運行成本。

3 失水查找思路

失水查找思路是對南部管網(wǎng)進(jìn)行解列運行測試，觀察解列主網(wǎng)系統(tǒng)的補水量變化和解列區(qū)域的壓力變化判斷失水原因。供熱企業(yè)根據(jù)熱網(wǎng)各個用戶支線關(guān)斷閥門位置劃分解列區(qū)域，對每一條支線逐一解列出去觀察壓力和補水變化，判斷相鄰管網(wǎng)閥門竄水和管網(wǎng)泄漏失水，若屬于管網(wǎng)泄漏，組織施工力量進(jìn)行維修或更換管道，若屬于閥門外漏原因，停暖后進(jìn)行維修或更換閥門，最終達(dá)到總失水量降低30%左右。

目前太原南部熱網(wǎng)與嘉節(jié)熱網(wǎng)、太古熱網(wǎng)一級網(wǎng)相鄰，因相鄰熱網(wǎng)之間存在壓差，閥門關(guān)閉不嚴(yán)，有竄水現(xiàn)象，故低壓力區(qū)域的管網(wǎng)需要重點排查失水情況。日常管線巡查中，有異常的積水熱力井室、熱力井周邊路面下沉及使用年限超過20 年管線作為查找重點排查部位。對于直埋補償器或固定墩的受力薄弱的位置應(yīng)全面排查。

4 失水查找流程及判斷標(biāo)準(zhǔn)

4.1 失水查找準(zhǔn)備工作

一級管網(wǎng)失水查找過程中，影響因素有很多，為了更加準(zhǔn)確查找漏水點，必須提前收集某段時間整個熱網(wǎng)失水量、用水量信息。編制可行性查找方案，方便指導(dǎo)相應(yīng)工作，結(jié)合運行經(jīng)驗和管網(wǎng)布置特點，方案中應(yīng)合理劃分出解列區(qū)域，選擇自控儀表良好的熱力站作為壓力觀測點，自控數(shù)據(jù)顯示準(zhǔn)確，通訊線路可以正常傳輸； 一級網(wǎng)各補水點水箱液位保持高位狀態(tài)，具備隨時啟動補水和讀取水表補水量條件； 做好失水量統(tǒng)計報表，排查非“一補二” 熱力站是否存在使用一次網(wǎng)水的情況，排除干擾因素。查找測試涉及閥門很多，應(yīng)準(zhǔn)備充足車輛、人員和物資，做好有限空間作業(yè)票和現(xiàn)場作業(yè)交底。準(zhǔn)備熱成像儀、數(shù)字檢漏儀、聽音桿等輔助設(shè)備查找漏點。

二次網(wǎng)失水主要集中在老舊小區(qū)，二次網(wǎng)管道及閥門銹蝕嚴(yán)重，很多閥門無法正常關(guān)斷，不能分區(qū)域解列，需要提前統(tǒng)計各熱力站二次網(wǎng)實際補水?dāng)?shù)據(jù)，計算正常運行期間日平均補水量，提前摸清二次網(wǎng)管線布置及相鄰管線情況，與產(chǎn)權(quán)單位或物業(yè)公司配合查找漏點。

4.2 失水查找流程

一次網(wǎng)失水查找測試之前，統(tǒng)計南部熱網(wǎng)各解列區(qū)域面積、閥門位置、補水點及壓力觀察點基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計30d 內(nèi)管網(wǎng)每日總補水量和“一補二” 水量，泄水排污閥保持關(guān)閉，根據(jù)運行經(jīng)驗選擇關(guān)閉嚴(yán)密的閥門進(jìn)行解列，壓力觀察點選擇自控傳輸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的。因電廠首站交城熱網(wǎng)回水和南部熱網(wǎng)回水混供進(jìn)入凝汽器，試驗前，應(yīng)聯(lián)系電廠維持出口供水溫度，將交城熱網(wǎng)回水隔離運行，排除交城管網(wǎng)是否存在失水。

根據(jù)解列面積，計算主網(wǎng)循環(huán)流量，做好參數(shù)調(diào)整，調(diào)度部門退出解列區(qū)域的換熱站自動平衡軟件，通知相關(guān)調(diào)度開始測試，巡檢部門按照解列要求關(guān)閉解列主閥門及旁通閥； 運行部門把解列區(qū)域的換熱站停運二次網(wǎng)循環(huán)泵、停運一級網(wǎng)回水加壓泵、關(guān)閉“一補二” 閥門，二次網(wǎng)保持自動補水狀態(tài)，一級網(wǎng)進(jìn)出站閥門保持開啟狀態(tài)。操作完畢后，調(diào)度部門觀察壓力參照點壓力變化和補水點補水量變化，做好記錄。若解列區(qū)域30min 壓力不變化，安排熱力站開始泄水，再觀察解列區(qū)域壓力變化和補水量變化。通過測試判斷閥門的嚴(yán)密性和單位面積失水量，對失水量大的區(qū)域可通過細(xì)分的方法繼續(xù)縮小管網(wǎng)漏點范圍。查找測試結(jié)束后，對管網(wǎng)每個解列區(qū)域解列閥門和失水情況進(jìn)行綜合分析，提出具體解決方案。

一個熱網(wǎng)安排一個區(qū)域進(jìn)行查找測試，不能多個區(qū)域同時進(jìn)行； 解列區(qū)域查找測試時間從完成解列、熱力站關(guān)停“一補二” 等用水設(shè)施，關(guān)?；厮訅罕瞄_始計時，測試時間不小于2h； 解列區(qū)域盡量減少操作閥門數(shù)量，最好可通過一道閥門實現(xiàn)解列區(qū)域關(guān)斷； 解列后重新恢復(fù)前應(yīng)先開啟解列閥門的旁通閥門進(jìn)行壓力平衡，壓力穩(wěn)定后再開主閥門實現(xiàn)運行。重點關(guān)注對象是運行中已發(fā)現(xiàn)的補水量較大的位置及日常巡檢中發(fā)現(xiàn)的異常積水小室、熱力井室周邊路面塌陷或開裂、泄水或排氣小室、有搶修記錄的管道等。

二次網(wǎng)失水查找時，需熱力站退出二次網(wǎng)平衡軟件系統(tǒng)，關(guān)閉補水系統(tǒng)自動啟停功能，改為手動啟動補水泵，逐一樓棟關(guān)閉閥門，觀察熱力站二次網(wǎng)回水壓力及補水量變化，明確失水量，做好記錄。發(fā)現(xiàn)失水量大的區(qū)域可通過細(xì)分方法縮小范圍。重點關(guān)注對象是運行中已發(fā)現(xiàn)的補水量較大的樓棟分支及日常巡視發(fā)現(xiàn)的異常積水小室、熱力井室周邊路面塌陷或裂縫、泄水或排氣小室、有搶修記錄的管道等。

4.3 失水判斷標(biāo)準(zhǔn)

4.3.1 一次網(wǎng)失水判斷標(biāo)準(zhǔn)

解列一個區(qū)域，操作人員關(guān)閉解列閥門后，聽是否有截流聲，判斷解列閥門的嚴(yán)密性。

解列一個區(qū)域后，觀察主網(wǎng)運行壓力變化及瞬時補水流量，若定壓點壓力曲線基本不變，主網(wǎng)瞬時補水量基本不變，解列閥門關(guān)閉嚴(yán)密，且解列區(qū)域觀察點壓力曲線基本不變，說明解列區(qū)域不失水。

若主網(wǎng)瞬時補水流量明顯降低，定壓點壓力曲線波形變稀疏，補水點啟動頻次減少，解列閥門關(guān)閉嚴(yán)密，但解列區(qū)域觀察點壓力明顯降低，說明解列區(qū)域失水嚴(yán)重，需進(jìn)一步縮小范圍，確定失水點位置。

4.3.2 二次網(wǎng)失水判斷標(biāo)準(zhǔn)

如果熱力站二次網(wǎng)回水壓力曲線波形疏密不均，較密波峰經(jīng)常出現(xiàn)在某特定時間段間歇循環(huán)出現(xiàn)，判斷這個時間段存在用戶私自放水。如果熱囖站二次網(wǎng)回水壓力曲線波形較密，壓力升至定壓上限需補水時間長，說明補水泵啟動頻繁，補水量較大，判斷二次網(wǎng)存在失水情況，對二次網(wǎng)進(jìn)行區(qū)域劃分，依次解列區(qū)域，若某一支線區(qū)域解列后二次網(wǎng)回水壓力曲線波形變稀疏，補水量明顯減少，判斷該解列區(qū)域有漏水點，需要停暖后，聯(lián)系產(chǎn)權(quán)單位或物業(yè)公司開挖管道檢查漏點準(zhǔn)確位置，制定具體維修方案，對故障管道進(jìn)行修復(fù)或更換。

5 治理措施

新建供熱管道工程，嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)，按照設(shè)計圖紙施工，不得擅自變更圖紙，焊縫接口100%質(zhì)量檢測，保證接口保溫質(zhì)量，根據(jù)國家規(guī)范進(jìn)行強度試驗和嚴(yán)密性試驗，建立嚴(yán)格的供熱實物資產(chǎn)交接管理制度。對多次泄漏或使用年代長的管網(wǎng)支線及時進(jìn)行更換改造，避免冬季運行發(fā)生大型泄漏，搶修時間長影響供熱。每個采暖季運行前進(jìn)行全網(wǎng)注水及冷態(tài)試運行，注水是應(yīng)排盡系統(tǒng)內(nèi)空氣，防止氣水相擊現(xiàn)象，導(dǎo)致焊口裂開，冷運對系統(tǒng)整體升壓測試，提前暴露管網(wǎng)的薄弱點，消除隱患，提供管網(wǎng)運行的安全性。建立管網(wǎng)數(shù)據(jù)及運行檔案，當(dāng)管網(wǎng)發(fā)生泄漏時，對管網(wǎng)故障時間、位置、原因及搶修措施等做好詳細(xì)記錄，為夏季維修改造提供依據(jù)。

探索新的智慧供熱運行調(diào)節(jié)模式和管網(wǎng)監(jiān)測方式，加大管網(wǎng)巡檢力度，尤其是對老舊管網(wǎng)及泄漏的管道進(jìn)行巡檢，借助熱成像和測漏儀，提高查找故障點效率，確保供熱設(shè)施完好率達(dá)到100%，根據(jù)新技術(shù)新材料，完善檢修工藝、檢修方法、檢修標(biāo)準(zhǔn)和檢修后評價機制，及時保存檢修過程資料，加強管網(wǎng)普查工作，每年對一次網(wǎng)小室補償器、分界點閥門、附件等進(jìn)行檢查，做好檢查記錄和問題清單。完善城市供熱管網(wǎng)突發(fā)事件的快速響應(yīng)機制，提升應(yīng)急處理能力，要確保關(guān)鍵節(jié)點閥門的完好性，及時處理關(guān)閉不嚴(yán)密閥門。確保發(fā)生泄漏時故障點能有效隔離，縮短搶修時間。規(guī)范換熱站“一補二” 用水管理，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控各換熱站一補二用水表，如遇到一級網(wǎng)失水事故，實現(xiàn)緊急狀況下的快速關(guān)斷，保證一級網(wǎng)運行的安全。

完善熱力站使用“一補二” 用水管理制度，隨著熱網(wǎng)系統(tǒng)的不斷擴大，熱力站采用“一補二” 補水方式以簡單、方便、節(jié)約人力和空間的優(yōu)勢，得到越來越多供熱企業(yè)的選擇。目前太原市熱力集團(tuán)供熱范圍“一補二” 熱力站日用水量達(dá)到4000t，但由于無法實現(xiàn)緊急狀態(tài)下的快速關(guān)斷和有效判斷二次網(wǎng)失水位置，對一次網(wǎng)和熱力站的安全運行造成一定的不利影響，應(yīng)實行精細(xì)化用水管理制度，通過管理制度，是“一補二” 用水透明，便于集中管理分配，量化消耗費用。根據(jù)熱網(wǎng)的管理需要，所有“一補二” 熱力站均按照技術(shù)要求安裝計量表計，實現(xiàn)“一補二” 用水量數(shù)據(jù)上傳，目前現(xiàn)有熱力站補水方式主要有自有軟化罐補水、直接“一補二”、間接“一補二” 三種，個別熱力站可同時用兩種或三種方式進(jìn)行補水，各供熱公司根據(jù)熱力站實際補水方式確定計量表計安裝位置，準(zhǔn)確掌握各熱力站用水信息，對控制失水有很大好處。

6 結(jié)語

隨著近些年城鎮(zhèn)清潔集中供熱蓬勃發(fā)展，每年冬季供暖，我國供熱企業(yè)熱、水、電等能耗指標(biāo)相比發(fā)達(dá)國家存在一定差距，充分提高能源利用率，減少資源的浪費，制定能效指標(biāo)考核和獎懲制度，形成良性循環(huán)。通過治理城市供熱管網(wǎng)失水問題，杜絕了熱力管網(wǎng)跑水現(xiàn)象，同時也間接降低了電耗和熱耗，降低了對環(huán)境的破壞，實現(xiàn)了企業(yè)節(jié)能減排的目標(biāo)。除此之外，因太原市水資源短缺，可以嘗試融合城市污水處理廠和供熱管網(wǎng)，通過污水處理廠中水經(jīng)過再生水工藝，將中水轉(zhuǎn)化為滿足熱網(wǎng)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的再生水作為補水水源注入熱網(wǎng)中，使水資源得到高效可持續(xù)利用，從而間接降低了供熱運行成本。