摘要：现代化大型供热系统是一个复杂的技术系统，其元部件数量巨大，工况复杂，其中热网是供热系统中最薄弱的环节，随着集中供热系统规模的扩大和运行年代的增长，各地热网故障不断发生，其中以泄漏故障最为常见。作为热网可靠性的一个重要组成部分，进行热网的泄漏故障诊断是保证热网经济、安全运行和提高热网管理水平的有效手段。
关键词：供热管网；泄漏故障；原因；维修措施
漳山发电公司2×300MW+1×600MW机组抽汽+乏汽总供热负荷550MW，可满足供热面积达到1400×104m2。热网循环水系统设有3台热网循环泵，两台采用汽泵，另一台采用电泵并配套变频器使用。3台热网循环泵，每台的流量为6500m3/h，扬程约150m，供水温度100℃，回水温度50℃，热网循环水量为9460t/h。补水系统用作热网事故时失水及软化水量不足时应急补充水源。补水量按1%循环水量计算，正常补水不超过100 t/h，应急补水最大为400t/h。补水管设流量测量装置（记录式流量计），以监视热网系统补充水量。
一、故障诊断定义与现状
1、故障诊断的定义
所谓故障诊断，就是在一定的检测策略的指导下实施对被诊断系统的自动检测。通过检测获取被诊断系统的故障模式，提取出故障特征，在此基础上根据预定的推理原则，对故障信息作出综合评估，并向系统的操纵者或控制者提示所要采取的措施，以及指明系统的故障所在和该故障可能导致的后果，同时处理和管理获取的有关信息。故障诊断系统的目的就是提高系统运行的可靠性与安全性；提高系统的运用率及降低运用综合成本；便于运用和保养；优化运行管理。故障诊断的任务是：识别磨耗性故障和随机故障；将故障限制在发生故障的单一功能或部件范围内；在故障情况下指示运行方式，包括提出保持功能措施的建议；指示迅速排除故障的维修方式；自动化整备作业。
2、供热管网泄漏检测的技术依据
供热管网发生泄漏时，会引起热网中的水量、压力、温度及泵组、系统声音的异常变化，因此在进行热网泄漏检测时，可以根据下述异常情况来判断：1) 泄漏造成供热管网水量失衡供热管网是闭式循环系统，正常运行时，供热管网内的水量应当恒定。当供热管网泄漏时，就需要对其补水以维持供热管网水量的动态平衡。因此，可根据对供热管网系统的补水量和回水压力曲线的统计与分析，判断供热管网的泄漏状况，从而确定检漏工作的方向，有针对性地开展检漏工作。根据供热管网系统的补水量判断供热管网的泄漏情况，是发现供热管网泄漏比较直观的方式。泄漏产生的压力异常将供热管网视为密闭的有压容器，若该有压容器存在泄漏现象，随着时间的推移，其压力将与周围环境的压力趋于一致，压力变化的速率取决于该有压容器的容积和泄漏量。同理，供热管网中有泄漏的管段被隔离开后，这部分的压力最终也将与周围环境的压力趋于一致，而补水量将会减少，这是隔离检漏法的技术依据。
二、供热管网泄漏的常见故障及处理
根据实践中的经验，结合当前的相关科学技术发展状况，常见的换热站故障以及处理通常包括如下方面。
1、应立即停运水泵情况
供水压力急剧下降，站内补水无效时；电机流指示摆动并超过额定值时；电机冒烟着火时；泵体振大伴有异音时；电动机外壳温度超过70℃并继续升温；水泵或轴承部位有明显刺耳音，振动及温度超过额定值；站内发生火灾且不能及时扑灭。
2.应中断电源情况
关闭泵出口门；电源中断时应采取如下措施：关闭泵出口门；来电后，及时恢复供热；若长时间停电，应对设备采取防冻措施。
3、电气设备失火情况
立即将与设备有关的电源切断，并进行救火。不能扑救时，应及时报警并向有关部门报告；停止与着火设备相关的其它设备；对可能带电的电气设备应用干式灭火器、二氧化碳灭火器、或1211灭火器灭火。
4、热力网回水压力下降情况
原因：（1）热力网系统的管道或设备泄漏；
（2）补水泵故障；
（3）热网自动补水定值漂移或失灵；
（4）除污器堵塞。
（5）外网系统投运加热站。
处理：（1）启动备用补水泵，增加补水量，保证回水压力，并联系值长通知外网查明原因，消除或切除泄漏点，补水不及时，应停止换热站运行，待消除缺陷后，再恢复运行；（2）尽快查明补水泵故障原因，联系检修人员消除故障；（3）手动补水，通知热工重新调整自动补水定值或通知检修人员消除缺陷；（4）除污器清污；（5）冲洗入口滤网滤网，否则倒为旁路清理滤网；（6）检查厂内系统泄露情况，汇报值长，联系热力公司查漏，消除。若回水压力降至0.2MPa以下，汇报值长，逐台停止热网循环泵运行，回水压力降至0.1MPa停止全部循环泵运行；
5、热力网回水压力升高情况
原因：（1）热网循环泵跳闸；（2）自动补水失灵；（3）外网停运加热站。
处理：（1）立即启动备用泵（关闭跳闸泵的出口门，断开跳闸泵操作开关；查明跳闸原因）；（2）重新调整自动补水定值或通知检修人员消除缺陷。（3）减少补水，同时联系值长通知外网查明原因
6、循环泵跳闸情况
现象：（1）热网循环泵掉泵；（2）跳闸电泵的电流回零；（3）热力网供水流量下降，回水压力升高。
处理：（1）立即启动备用泵（更换为备用泵）；关闭跳闸泵的出口门，断开跳闸泵操作开关；查明跳闸原因；（2）减少补水，同时联系值长通知外网查明原因
7、热网水循环泵汽化情况
现象：（1）泵的出口压力下降，电流摆动并下降；（2）泵壳温度升高，振动增大，噪音增大；
处理：（1）先检查系统回水压力是否低，如果回水压力过低，应加大补水量，使回水压力恢复正常；检查泵壳内是否进入空气。
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三、突发事件应急处置措施
1、热源厂发生故障造成停热
热源厂第一时间与市热力处保持密切联系；运行中热源厂发生故障：运行值长即刻汇报应急救援指挥部办公室，同时通知相关部门负责人，同时监控电厂及管网运行参数，联系做全负荷启动准备；供热公司做好双级中继泵站停泵及泵站内防冻泄水工作；相关部门做好热用户的宣传引导工作，避免出现因停热引起严重的社会反应；达到启动条件，供热公司听从热网调度中心调令关闭二级泵站供回水母线阀门及站外阀门，相关供热管理处对热网进行全面检查，确保热网能投入启动运行。
待热源厂抢修完毕具备供热条件后，如需继续供热，热网调度中心向供热公司下达调度令，向管网补水，关闭二级泵站供回水联通，联系热源厂启动循环泵，视管网水力工况是否启动一级循环泵，保证热源厂最大流量下运行并稳定后，开启二级泵站供回水增压泵的同时关闭站前联通，开启二级泵站外阀门，缓慢开启站内母线阀门，待管网运行稳定后，适当降负荷，恢复至管网正常运行状态。热网调度中心、供热公司、热源厂随时保持联系，保证管网安全稳定运行。
供热管网运行中发生故障：供热公司即刻向市住建局热力处报告，同时监控电厂及管网运行参数，关闭二级泵站外阀门，联系热源厂及双级中继泵站做全负荷启动准备；待热源厂满负荷启动条件具备，热网调度中心向供热公司下达操作令，视管网水力工况，实时调整双级泵站水泵参数，以满足管网供热需要。由于热源厂初期不能满足全区域的供热需求，当发生故障势必造成供热公司管网选择性关闭部分负荷，确保居民正常供热。
关闭热用户遵循下述顺序：1.首先关闭办公性质的公建单位的用热，将其一次侧流量控制在确保供热系统不冻坏的范围内。2.随着热源的严重不足，将继续关闭学校（可分时段进行，放假期间或是晚上、白天间歇性供热）、党政机关等热用户的用热。3.如情况继续恶化，将关闭除医院以外的所有公建单位。通过以上措施，竭尽全力确保居民用热。
抢修完毕具备供热条件后，热网调度中心调度启动循环泵（此时热源厂会响应降低水泵负荷）同时缓慢开启二级泵站外阀门，视管网水力工况适时调整双级泵站增压水泵，适当降频调整水泵流量保证管网安全稳定，完成事故处理。
2、中继泵站发生故障造成停热
调度中心第一时间通知热网调度中心，同时与热源厂保持密切联系；热网调度中心及供热公司负责双级中继泵站相关启停工作：双级中继泵站任一级发生故障：热网调度中心根据管网运行情况通知供热公司，启动另一级正常运行泵站所有供回水增压泵，同时通知热源厂当时水泵状态，要求电厂在不超压的前提下保持热源循环泵最大出力；供热公司接热网调度中心启泵调令同时即刻开启补水泵并安排泵站运行维护人员进行故障排查，在最短时间内解决故障。如果故障不能及时解决，热源厂补水不及，会逐步关停循环泵，热网调度中心向各供热管理处下达关闭部分用户调度令，在确保居民用户正常供热，负荷关闭顺序如上所述。在关闭公建用户的过程中，热网调度中心、调度中心、供热管理处做好信息共享，争取将停热事件控制到最小。待发生故障抢修完毕，热网调度中心通知电厂恢复供热。
双级中继泵站同时发生故障：热网调度中心通知供热公司开启双级泵站补水系统，要求热源厂尽可能延长供热时间，如果故障不能及时解决，热源厂补水不及，会逐步关停循环泵，热网调度中心下达关闭部分用户调度令，关闭热用户遵循下述顺序如上所述。待发生故障抢修完毕，热网调度中心通知电厂恢复供热。[1]
3、管辖区域发生泄漏
管网发生泄漏，电厂回水压力出现陡降，此时无法判断是管辖区域还是供热管网发生泄漏，此时调度中心及时与电厂联系，三方共享管网信息，保证管网安全运行。
4、一次管线泄露造成停热
对于主干线发生泄露时，供热公司应首先通报市热力处、热网调度，同时通知相关抢修单位，关断相关邻近阀门。由供热公司部会同上述三方共同制定抢修方案并上报指挥中心，方案经总指挥批准后，方可进行抢修。必要时通报热源厂注意热网运行参数的变化。
对于主、支干线管道渗漏跑水，供热公司发现或接到通知后，应立即通知热网调度和相关抢修单位，三方必须在第一时间到达故障现场，安全生产部组织对故障进行分析判断，并制定出初步的抢修方案上报指挥中心。指挥中心研究完善抢修方案并报总指挥批准，供热公司做好抢修前的准备措施后，抢修单位即刻投入抢修。
对于主、支干线管道破裂跑水，供热公司发现管道及附属管件爆裂，应立即上报指挥中心和市热力处，同时采取紧急措施，关闭相应截断阀门将事故管段隔断；市热力处接报后，即刻通知热源厂及抢修队伍；接报后第一时间到达事故现场，投入开槽抢修工作；指挥中心根据管件爆裂现场制定方案，方案中要明确抢修所需材料规格，如无库存要明确临时替代材料，物资供应部负责材料及临时替代材料的及时供应，供热管理处负责抢修部位管道内排水措施，抢修单位根据抢修方案立即投入抢修。
对于支干线发生泄露时，供热公司处应首先通知相关抢修单位，并制定初步抢修方案，通报市热力处并上报指挥中心经总指挥批准后实施抢修。
5、恶劣天气下供热应急措施
提前做好热网用户的情况调查工作，通过各技术部门及供热管理处在营业收费、施工保驾运行过程中收集到的反馈情况，以及热线电话中所收集的用户反馈情况，进行归纳，分析。找到容易出现问题的热用户，在通过这些用户所在的区域找出所属换热站，最后通过这些换热站找出热网中问题出现机率最高的一条或几条支线。将这些有问题的线、站及热用户连同个别存在隐患的用户，重点进行监控备案。同时将这些分析出来的结果下发给供热公司各责任部门，并要求各部门层层传达，落实到生产人员和保驾人员。同时制定巡检及电话回访周期，对备案对象的巡检频率要高于一般用户。做到随时随地掌握这些容易出现问题的用户的情况。
在上面分析出来的容易出现问题的一次线、换热站及二次网应尽快进行流量的平衡与调整。同时加紧对热网水力工况的综合调整，确保流量分配合理，水力工况保持平衡。对于末端换热站也要定期进行巡检，测量流量，及时汇总，预测出在不同室外温度下达到供热需求所需的一次供水温度及流量。及时了解天气变化的同时，提前制定出不同室外温度下的一二次网的运行温度曲线，在天气突变时可以及时应对。
结束语
随着科技水平的不断提高，供暖技术也在不断更新，管理制度也得到了相应完善，这会大大减小供热管网故障产生的频率。因此，在进行管道设计、施工、运行、管理的过程中要结合实际情况，因地制宜的进行安装和调试，以便获得更高的供热质量。与此同时，供热企业的相关的部门要定期的进行管道维修和保护工作，及时发现问题，并采取相应的措施进行处理，以保证能够顺利的为热用户提供优质服务。
参考文献
[1]王业.供热管网泄漏故障诊断技术[J].山西建筑.2014，(19)：124-125.
论文作者:胡嘉伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/6
标签：管网论文; 故障论文; 热源论文; 泵站论文; 回水论文; 水量论文; 补水论文; 《电力设备》2018年第7期论文;