【摘要】本文歸納了滄州市熱網故障，將其分為管道故障和管路部件故障兩大類，分析了故障成因，并提出提高熱網可靠性的技術措施，為建設可靠性的供熱系統提供了途徑。
　　【關鍵詞】供熱系統,熱網,故障,可靠性
　　
　　2008年以前，滄州市區采暖系統分為兩種形式：離電廠較近區域為電廠供暖；離電廠較遠區域為小區鍋爐房供暖。2008年，滄州市新建熱電廠，由于機組增容，供暖能力增大，擴大了供暖區域，改建城市熱網，一些鍋爐房供暖區域也加入城市熱網。熱電聯產集中供熱提高了能源利用率，熱量連續輸送，室內溫度恒定，有較好的熱穩定性，是現代化城市供熱方式最好的選擇。
　　一、熱網故障及原因
　　由于舊的熱網運行年數已久，一些管道管件已損壞，加入新的城市熱網，工作壓力增大，造成采暖初期故障頻出，嚴重影響了供暖質量。筆者通過實地調查研究，總結和分析了熱網出現的故障及原因，陳述如下。熱網由管道和管路附件構成，因此將熱網的故障分為管道故障和管路附件故障兩大類。
　　1、管道故障：主要是由管道腐蝕和焊縫破裂兩方面原因引起的。
　　其中管道腐蝕是熱網故障的主要原因。管道腐蝕按腐蝕成因可分為內腐蝕和外腐蝕，外腐蝕較內腐蝕更為嚴重。
　　（1）管道內腐蝕是由管內介質引起的腐蝕，與管內介質及運行參數有關，主要來自以下幾方面：
　　溶解氧腐蝕：一方面，由于原來的一些小的區域鍋爐房設計運行不規范，供熱管網采用未經除氧的水或者含氧量大于規定值的補給水，造成一些內表面沒有采取防腐措施的管道內腐蝕。另一方面，原鍋爐房供暖熱網，是間歇性供暖方式，在鍋爐停止運行時，隨著水溫的逐漸降低，水的熱脹冷縮，會使整個系統上部出現真空，會有空氣滲入，形成氧腐蝕條件。如果管道表面有沉積物或泥渣，就更容易發生腐蝕。管道停運期間的內部腐蝕，比其運行時氧腐蝕更為嚴重。
　　游離CO2腐蝕：管網中的循環水中含有CO2氣體，加熱后會分解析出，并與水發生化學反應導致管道內腐蝕。
　　氣泡點蝕：原鍋爐房供暖熱網，由于間斷運行，熱網停運后，管道內會形成空氣泡，促使管道發生氣泡點蝕。
　　（2）管道外腐蝕是由管道外表面的介質引起的腐蝕，與熱力管道所處的環境和溫度，管道質量和保溫防腐結構有關。
　　一是不利的外部環境。因為滄州地區地質條件差、地下水位高、土壤有腐蝕性，導致防腐層被破壞，管道被腐蝕。地下管線中的雨水管、自來水管、污水管的泄漏事故,使土壤干、濕不定，尤其是污水的泄漏還給土壤帶來了成份不定的腐蝕介質，污水對熱力管道的腐蝕更加嚴重。許多小區排水管道采用的是明溝蓋板，不可避免的出現熱力管道與排水管溝交叉敷設，當熱力管道在排水管溝內穿過時，雖然采取了加鋼套管等防護措施，但由于年久，有的鋼套管已被腐蝕，里面的供熱管道被污水浸泡，防腐層被破壞，鋼管被腐蝕。再者，由于排水管溝的防水做得不好，當熱力管道與排水管溝敷設距離較近時，排水管道滲漏，造成熱力管道被腐蝕。另外，通信、電力及城市高樓大廈的接地,造成土壤中存在大量的雜散電流,引起管道的電化學腐蝕。
　　二是管壁薄，設計、施工重視程度差。熱網支管小管徑管道比較多，管壁薄，多采用有縫鋼管，比大管徑無縫鋼管因腐蝕發生的故障次數多。
　　三是運行溫度。一般來說，在大氣環境下，溫度每提高10℃，腐蝕速度加快1倍。熱網供回水溫度為135℃/95℃，供熱系統用戶末端采用的是85℃/60℃的供回水。
　　四是管道運輸、施工過程中防腐層和保溫層被破壞。
　　由上述內、外腐蝕因素造成的點腐蝕、面腐蝕，使管道局部受損，承壓能力降低。
　　 （3）焊縫破裂是指制造和施工操作焊縫質量欠佳、強度不夠引起的事故與故障。
　　 2、管路附件故障：主要包括補償器和閥門等的故障。
　　 （1）補償器損壞。熱網補償器中損壞最多的是波紋管補償器，由于其用不銹鋼制成，水中含有的CL-使波紋管發生內外腐蝕[3]，導致補償器多層被腐蝕穿透；另一方面波紋管補償器用于直埋管道，在反復運行過程中，管道與土壤的摩擦力逐漸下降，直埋管道安全穩定狀態所需的摩擦段長度增長，使駐點逐步向補償器的一側漂移，最后造成波紋管補償器失效，進而被拉伸破壞。
　　（2）閥門故障。導致閥門故障的主要原因：閥門閥體腐蝕和開關失靈。關閉件經常受到流體的沖刷，使得腐蝕加快發展。有些閥瓣，雖然采用較好材料，但腐蝕損壞仍比閥體快。關閉件與閥桿、閥座常用螺紋連接，連接處比一般部位缺氧，容易構成氧濃差電池，使其腐蝕損壞。有的關閉件密封面采用壓入形式，由于配合不緊，稍有縫隙，也會發生氧濃差電池腐蝕。閥門在操作過程中，摩擦的表面由于同時的機械作用和金屬與環境進行化學的或電化學的互相作用的結果產生磨損和破壞。
　　（3）其它原因造成的故障。其它原因造成的管路故障也不容忽視，尤其是小區內的供熱管道。例如：突然停電造成的水擊；近年來家用轎車增多，頻繁的擠壓路面，尤其是舊小區內供熱管道覆土深度淺，更容易造成管道被破壞；住戶私自改給排水管道，挖掘熱力管道附近土壤，造成土壤下陷，或者破壞熱力管道防腐層，引起熱力管道破壞。
　　二、提高熱網可靠性的途徑和技術措施
　　熱網發生故障是由其固有條件確定的，發生故障是隨機事件，不能完全避免。但采取以下措施可以減少故障，可以減少因故障而停止供熱的時間和影響范圍。
　　1、規劃、設計方面：（1）熱力網管道盡量敷設在車行道、綠化帶以外的地方，協調好與污水管道的位置。（2)熱力網管道采用無縫鋼管、電弧焊或高頻焊焊接鋼管。管道和鋼材的規格及質量應符合國家相關標準的規定。（3)熱力網管道應選用吸水率小的保溫材料，并應有性能良好的防腐層和保溫層。（4)熱力網管道的溫度變形應充分利用管道的轉角管段進行自然補償。直埋敷設熱水管道，經計算允許時，宜采用無補償敷設方式。（5)熱力網管道應選用防腐性能優良的閥門和附件。（6）設計有效地除氧系統和補水處理系統，使水中溶解氧濃度與PH值達到水質標準要求。（7)管網發生故障后，最關鍵的問題就是如何盡快排除故障，恢復供熱，盡量減少停止供熱的時間。
　　為了減少因土壤腐蝕造成的故障，便于發現故障以及免除挖掘凍土延續維修時間，對于故障率高的部件，宜設在檢查井內，盡量少用直埋。
　　管道發生故障時，要及時排除故障管道內的水，便于檢修。放水閥和放氣閥的設置情況及其管徑大小直接影響到事故管段的放水和充水時間，也就是關系到停止供熱時間。
　　在選擇熱水管道放水閥、放氣閥時，應綜合考慮熱水管道長度、坡度與直徑及其變化、允許放水時間、放水點數目等因素，給出放水閥及放氣閥的直徑，切不可盲目選擇。
　　在管線上加設分段閥，將熱力管線合理分段，借助于分段閥，既便于調節熱力平衡，又有利于在發生事故時采取有效措施，從而減小停止供熱的范圍。反之，如果在管網上沒有安裝分段閥，那么管網上任何部件的故障都將導致系統完全故障。我國《城市熱力網設計規范》CJJ34-2002中規定：熱水熱力網干線應裝設分段閥門，分段閥門的間距宜為：輸送干線，2000～3000m；輸配干線，1000～1500m.蒸汽熱力網可不安裝分段閥門。
　　2、運行、管理方面：（1）停熱期間，供熱管網應采用濕式保養，充入符合水質要求的軟化水。（2）加強夏季檢修，通過夏季檢修發現管網薄弱部件，淘汰承壓能力差的管段，更換已被腐蝕破壞的管道部件，以保證供暖期的正常運行。
　　三、結論
　　熱網的可靠性是一個重大的技術經濟課題，設計和施工時應采取合理的敷設方式、選用質量好的元部件、對特殊地段的管段要采取措施，重視施工質量，遵守施工驗收規范；熱網運行過程中，要加強管理，及時發現隱患，發生故障時，積極采取優化調度方案，使事故的影響范圍降到最小；建立專門的維修機構和隊伍，保證發生事故后在限定時間內恢復供熱。