集中供熱事故可能性控制與處理方法

李強(qiáng)

（哈爾濱物業(yè)供熱集團(tuán)有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

集中供熱系統(tǒng)是由大型熱電廠熱源、熱網(wǎng)輸送干線、換熱站、分配熱網(wǎng)及熱用戶組成的復(fù)雜綜合體。這些組成復(fù)雜綜合體的各組成部分在事故中的地位及影響是不同的，可將其分類：大型電廠熱源為最高級，供熱干線與換熱站為中級，分配熱網(wǎng)和熱用戶為低級。前兩者由于處于集中供熱系統(tǒng)比較前端的位置，發(fā)生事故時對社會的影響最大，是本文研究的重點。

1 集中供熱系統(tǒng)常見事故分析

1.1 熱電廠鍋爐常見事故

熱電廠鍋爐機(jī)組由鍋爐（本體與汽水系統(tǒng)）與輔助設(shè)備（鼓引風(fēng)系統(tǒng)、上煤除渣系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)）組成。鍋爐機(jī)組的事故特點是與鍋爐所用的燃燒、鍋爐結(jié)構(gòu)、控制手段與工藝水平密切相關(guān)的。例如由于給水品質(zhì)的提高，出現(xiàn)在中小型鍋爐的水循環(huán)事故趨于消滅。隨著自動控制水平的提高，鍋爐缺滿水事故也逐步得到控制。

1.2 熱網(wǎng)常見事故

1.2.1 在熱網(wǎng)上設(shè)置過多的分段閥，目的是便于發(fā)生事故時及時采取措施，減少停止供熱的范圍。一方面造成熱網(wǎng)投資增大，兩一方面可靠度降低，維修量增大。由于分段閥故障及誤操作引起停止供熱的現(xiàn)象屢有發(fā)生。

1.2.2 由于水質(zhì)原因引起管道腐蝕而產(chǎn)生熱媒泄漏事故。

1.2.3 供熱管道爆管引起的事故。

1.3 換熱站常見事故

換熱站的主要設(shè)備有換熱器、循環(huán)水泵、補(bǔ)給水泵。換熱站的事故主要是這些設(shè)備的故障（即包括設(shè)備故障及其供電控制系統(tǒng)的故障）及操作人員素質(zhì)水平引起的事故。

2 減少事故發(fā)生的對策

控制集中供熱事故發(fā)生的可能性，可采用微觀的具體處理方法與宏觀的抽象處理方法相結(jié)合。

2.1 具體處理方法

2.1.1 熱電廠鍋爐常見事故處理對策

設(shè)備原因引起事故的對策

（a）必須高度重視支吊、承重結(jié)構(gòu)的安全。

以往分析鍋爐部件故障失效，比較重視超溫過熱、腐蝕、磨損與焊接質(zhì)量，是因為水管鍋爐在汽、水壓力作用下一旦汽管、水管、管道不能承受內(nèi)壓作用時，即發(fā)生爆破、泄漏；但自從采用懸吊式鍋爐結(jié)構(gòu)后，由于鍋爐受熱面、汽水聯(lián)箱、管道、煙風(fēng)煤粉管道都通過支吊架、梁、桁架，由鋼柱承重；并以膨脹中心為零點，向下，向四周膨脹。一旦承重系統(tǒng)失效，部件附落，部件的幾何形狀即發(fā)生變化，同樣可以導(dǎo)致鍋爐部件故障失效。理論計算表明，一根細(xì)長的受熱管可以承受很高的內(nèi)壓，但卻不能承受一般的軸向壓力，更不能承受側(cè)向彎曲力的作用，所以必須重視由此而產(chǎn)生的變形失效。

（b）鍋爐汽水管道的爆管泄漏事故主要由受熱面過熱和水冷壁管垢下腐蝕、氫損壞及向火側(cè)腐蝕等。

鍋爐受熱面是將煙氣中的熱量傳遞給汽、水、空氣的界面，在沒有汽、水、空氣這些冷卻介質(zhì)時，受熱面的溫度便會很快接近或達(dá)到煙溫。煤、油正常燃燒可能達(dá)到的溫度為1500℃～1600℃，高于鋼鐵的熔點，由此引起的鋼材熔融、氧化稱為燒損。管壁在高溫?zé)煔庵惺軣?，如果得不到可靠的冷卻，其運行溫度超過設(shè)計值或超過運行時限發(fā)生損壞，稱為過熱。短期過熱造成的損壞是因高溫使管材強(qiáng)度下降，例如管子內(nèi)部堵塞，缺水、水循環(huán)破壞或膜態(tài)沸騰等，大部分短期過熱損壞處會呈現(xiàn)明顯的延伸和收縮變形，在破裂處呈現(xiàn)刀刃狀邊緣；只有當(dāng)過熱溫度超過相變溫度AC3，鋼材的鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時，管壁減薄才不明顯。爐承壓部件的爆漏是大型火電機(jī)組強(qiáng)迫停用的主要原因，占鍋爐機(jī)組強(qiáng)迫停用次數(shù)的82%，強(qiáng)迫停用時間的78%。

為減少鍋爐機(jī)組爆管故障引起的直接與間接損失，減少故障停用帶來的緊張的搶修工作，必須認(rèn)真貫徹“安全第一、預(yù)防為主”的方針，落實反事故措施，提高設(shè)備的可用率，防止鍋爐事故的發(fā)生。由于氫損壞是屬于垢下發(fā)生的二次腐蝕，所以防范措施應(yīng)補(bǔ)充：①嚴(yán)格控制鍋水質(zhì)量，不使管內(nèi)壁腐蝕結(jié)垢；②發(fā)現(xiàn)腐蝕時要采取措施清洗管壁防止結(jié)垢；③防止凝汽器管泄漏，特別要控制鍋爐水中酸性鹽類，如Mgcl2等鹽類存在；④監(jiān)測飽和蒸汽中含氫量。

水冷壁向火側(cè)腐蝕是指水冷壁外壁在還原性氣氛中，揮發(fā)性硫、氯化物及熔融灰渣作用下，使管壁減薄引起的故障。

預(yù)防水冷壁向火側(cè)腐蝕的措施是：①控制噴燃器噴射角度與煙氣氧量，避免未燃煤粉與還原性氣體沖刷水冷壁；②采用滲鋁管或火焰噴涂的方法提高水冷壁管的抗腐蝕能力；③在降低煙氣含氧量采用低氧燃燒或為降低NOX而采用二次燃燒法時，要注意可能出現(xiàn)的向火側(cè)腐蝕。

（c）鍋爐的輔助設(shè)備很多應(yīng)針對設(shè)備的不同使用特點進(jìn)行運行保養(yǎng)與定期檢修，增取做到設(shè)備不帶病運行，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決。

人為原因引起事故的對策

（a）提高鍋爐系統(tǒng)的自動化水平，建立控制專家故障評估分析軟件對系統(tǒng)的運行工礦進(jìn)行全面分析，及時預(yù)警，保證系統(tǒng)在不同工況下的安全運行。

（b）與國有大型煤礦簽訂長期戰(zhàn)略合作協(xié)議，必要時可出讓部分股份，與其進(jìn)行聯(lián)合。

2.1.2 熱網(wǎng)常見事故對策

2.1.2.1 提高部件的質(zhì)量是提高熱網(wǎng)可靠度減少事故的根本措施。例如：熱網(wǎng)的出口閥門，換熱站的入口閥門必須采用鑄鋼材質(zhì)的。

2.1.2.2 加強(qiáng)保溫防腐、防止電化學(xué)腐蝕。一方面提高水質(zhì)質(zhì)量，滿足國家對工業(yè)鍋爐的水質(zhì)要求，另一方面，保持保溫層的干燥，對容易被腐蝕的支架、擋板等處加強(qiáng)防腐涂料層或采取電化學(xué)防腐措施。

2.1.2.3 加強(qiáng)規(guī)劃設(shè)計及施工過程管理與控制，建立責(zé)任機(jī)制。有利于及時發(fā)現(xiàn)事故，盡量減少停止供熱的時間。

2.1.3 換熱站常見事故對策

對于重要的設(shè)備采取備用措施，如一般循環(huán)泵不少于兩臺，其中一臺備用。醫(yī)院、幼兒園等不允許中斷的特殊熱用戶，可就地采取備用熱源。對換熱站所對應(yīng)的熱網(wǎng)繪制采暖期的水壓圖，并提出事故預(yù)案，保障所屬熱網(wǎng)事故工況下的部分運行。

2.2 宏觀處理方法

宏觀處理方法可分為事故前處理與后處理。

事故前處理：實行全過程安全（質(zhì)量）監(jiān)督在熱電廠熱源的設(shè)計階段、制造安裝階段、調(diào)試階段全面做好質(zhì)量控制。

建立熱源設(shè)備、熱網(wǎng)狀態(tài)分析評價體系，提高設(shè)備可靠性與可能發(fā)生事故的預(yù)防。并做好事故分析，防止重復(fù)性事故發(fā)生

事故后處理

按照供熱事故突發(fā)公共事件可能造成的危害程度、影響范圍、人員及財產(chǎn)損失等情況，建立事故分級體系及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。由高到低劃分為特別重大（I級）、重大（II級）、較大（III級）和一般（IV級）四個級別。級別分類如下：

特別重大供熱突發(fā)公共事件（I級）：是指突然發(fā)生，事態(tài)非常復(fù)雜。對城市的正常供熱造成嚴(yán)重影響，已經(jīng)或可能造成特別重大人員傷亡、特別重大財產(chǎn)損失。

重大供熱突發(fā)公共事件（II級）：是指突然發(fā)生，事態(tài)復(fù)雜，對一定區(qū)域內(nèi)的正常供熱造成嚴(yán)重影響，已經(jīng)或可能造成重大人員傷亡、重大財產(chǎn)損失。

較大供熱突發(fā)公共事件（III級）：是指突然發(fā)生，事態(tài)較為復(fù)雜，對一定區(qū)域內(nèi)的正常供熱造成較大影響，需要調(diào)度幾個部門的力量和資源進(jìn)行應(yīng)急處置的供熱突發(fā)公共事件。

設(shè)置相應(yīng)的政府針對供熱突發(fā)公共事件應(yīng)急處理的機(jī)構(gòu)

3 結(jié)束語

集中供熱的規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其復(fù)雜程度越來越高，一旦發(fā)生事故，其影響的范圍巨大的，甚至成為公共安全事件，影響社會的穩(wěn)定。

熱源、熱網(wǎng)、換熱站的故障均是可能造成供熱安全事故的因素，分別對這些因素提出了相應(yīng)的預(yù)防方案。需要建立有效的供熱系統(tǒng)與設(shè)備安全評估及事故預(yù)防體系。

[1]肖勇全.蘇聯(lián)對熱網(wǎng)可靠度的研究.區(qū)域供熱.1991.(5):15-19.

[2]章國楓.熱網(wǎng)安全工作應(yīng)從規(guī)劃抓起.寧波節(jié)能.2006.(1):15.

[3]趙玉甫,王要武.城市供熱可持續(xù)發(fā)展模式研究[J]土木工程學(xué)報 ,2005,(09).

[4]戰(zhàn)泰文,鄒平華,許春蘭.供熱系統(tǒng)現(xiàn)有可靠性評價指標(biāo)分析[J]區(qū)域供熱,1999,(05).