運(yùn)行期直埋供暖管道滲漏的查找及處理實(shí)例分析

宋永芳

（太原熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司第五供熱分公司，山西 太原 030000）

供熱管道直埋技術(shù)就是將預(yù)制保溫管道直接埋入地下，利用管道自身的機(jī)械強(qiáng)度及其附件來共同承受管道供熱時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力的一項(xiàng)技術(shù)。供熱管道的敷設(shè)現(xiàn)階段主要常用方法有： 直埋敷設(shè)、架空敷設(shè)、地溝敷設(shè)。在集中供熱管道敷設(shè)要求越來越高的今天，由于直埋敷設(shè)具有占地少、投資少、維護(hù)量小、施工周期短、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，仍是最廣泛使用的敷設(shè)方式。第五供熱分公司現(xiàn)運(yùn)行的管網(wǎng)，經(jīng)過近30 年的逐步建設(shè)和投入運(yùn)行，現(xiàn)部分管網(wǎng)已成為建成投運(yùn)15 年以上的老舊管網(wǎng)，歷年運(yùn)行中都會出現(xiàn)不同的管網(wǎng)的漏水情況。熱力管道的滲漏會造成能源的浪費(fèi)，給供熱企業(yè)帶來額外的維修費(fèi)用及能源損耗費(fèi)用，如果在供熱運(yùn)行期發(fā)生，還會影響到局部范圍內(nèi)供熱用戶的取暖，嚴(yán)重的因?yàn)閾屝迺r(shí)間長，停熱時(shí)間周期較長，甚至?xí)o企業(yè)帶來負(fù)面口碑，讓企業(yè)聲譽(yù)受到損失造成不可估量的社會影響，因此解決管道漏損必須要在停運(yùn)期做好管道及管道附屬設(shè)備的檢查檢修工作，同時(shí)加強(qiáng)巡視工作，不論在停運(yùn)期或運(yùn)行期一但發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)迅速上報(bào)調(diào)度，快速反映、迅速恢復(fù)，減小供熱企業(yè)及熱用戶的用能源損失和熱損耗，降低企業(yè)維修成本，提高企業(yè)供熱口碑，給企業(yè)樹立良好正面的形象。

1 常見熱力管網(wǎng)泄漏原因分析

影響熱力管道漏損的因素有很多，大致可以歸為以下幾種： 其它工程的施工外力影響； 管材、管件的質(zhì)量不好； 接頭焊接處的施工焊接質(zhì)量不好； 管道防腐和保溫性能不佳； 交通負(fù)載大造成土壤沉降； 管道埋層淺且經(jīng)歷冬季持續(xù)的低溫； 管道內(nèi)部外部環(huán)境因素出現(xiàn)了管道腐蝕； 未及時(shí)檢修以及管道使用超年限等，總之，供熱管道不可避免地會發(fā)生泄漏現(xiàn)象，但無論何種原因造成的漏損，當(dāng)管網(wǎng)發(fā)生泄漏時(shí)，就需要首先進(jìn)行漏水點(diǎn)的查找，然后迅速進(jìn)行搶修補(bǔ)漏工作，運(yùn)行期盡快恢復(fù)熱用戶用熱為第一要務(wù)，保證全網(wǎng)平穩(wěn)定高效運(yùn)行，盡量減小對熱網(wǎng)全面運(yùn)行的影響。

2 運(yùn)行期管網(wǎng)漏點(diǎn)實(shí)例分析

育陽小區(qū)熱力站位于東中環(huán)快速路以東，東中環(huán)快速路與郝莊正街交叉路口東北方位，屬于華能東山一級管網(wǎng)的供熱范圍，總設(shè)計(jì)供熱面積為9.3 萬m，共分暖氣片高區(qū)、暖氣片中區(qū)、暖氣片低區(qū)三個(gè)供熱系統(tǒng)。2019 年運(yùn)行期伊始，育陽小區(qū)熱力站暖氣片低區(qū)供熱系統(tǒng)出現(xiàn)定壓不穩(wěn)，采取補(bǔ)水操作后啟泵運(yùn)行，無法長時(shí)間保壓，暖氣片高區(qū)及暖氣片中區(qū)運(yùn)行正常平穩(wěn)，因此考慮為暖氣片低區(qū)二次管網(wǎng)出現(xiàn)漏點(diǎn)，在上報(bào)調(diào)度后，采取了臨時(shí)的停運(yùn)措施。由于2014 年新建東中環(huán)快速路時(shí)，育陽小區(qū)被東中環(huán)快速路分隔為東中環(huán)快速路以東地塊，東中環(huán)快速路以西地塊兩部分供熱，東中環(huán)快速路經(jīng)過該熱力站的路段地形高差較大，因此修建東中環(huán)快速路時(shí)對既有管網(wǎng)敷設(shè)情況產(chǎn)生了一些影響，現(xiàn)狀地暖氣片低區(qū)的供熱管網(wǎng)即有普通直埋管線，也有深埋于接近5m的東中環(huán)快速路以下的直埋管線，這種深度的管網(wǎng)直埋敷設(shè)比較少見，屬于特殊情況下的管網(wǎng)敷設(shè)方式，但正是這種深度給漏點(diǎn)查找?guī)聿恍√魬?zhàn)。

為了保證最大限度的盡快恢復(fù)該片區(qū)居民的正常供暖，迅速組織開展漏點(diǎn)查找工作。

2.1 采用地表觀察法進(jìn)行檢查

首先，采用地表觀察法進(jìn)行分析，即對于直埋預(yù)制保溫管網(wǎng)距地表較淺的，一般為埋深小于1.5m的管網(wǎng)，當(dāng)直埋管道發(fā)生滲漏時(shí)，管網(wǎng)中的水在壓力作用下，通過滲漏點(diǎn)對周圍土質(zhì)結(jié)構(gòu)造成比較大影響，使土的壓縮性大大增加，加上土的自重作用，容易出現(xiàn)路面的下沉、地表的開裂等現(xiàn)象； 同時(shí)供熱運(yùn)行期管網(wǎng)滲漏出的水為高溫高壓力水，因?yàn)楣艿赖撞客翆釉诠芫W(wǎng)敷設(shè)施工過程中經(jīng)過回填、夯實(shí)，滲透性、吸水性都較弱，高溫高壓力水在向下滲透的同時(shí)，會向漏水管道周圍區(qū)域發(fā)生逐步范圍擴(kuò)大的滲透，這樣就容易滲透至附近，一般為距離漏水點(diǎn)30m范圍內(nèi)的各類小室及檢查井中； 同樣根據(jù)運(yùn)行期管網(wǎng)滲漏出的高溫高壓水因管道底部土層滲透性、吸水性弱的特點(diǎn)，水不能快速向下滲透，較長時(shí)間的停留在滲漏點(diǎn)附近，積聚水量大的特點(diǎn)，所以正常情況下容易引起漏水點(diǎn)附近管道小室、檢查井、地表的溫度發(fā)生變化。

一般情況下，使用測溫槍去測量，接近滲漏點(diǎn)的位置，會比其它較為遠(yuǎn)離滲漏點(diǎn)的位置相比，接近滲漏點(diǎn)的位置的地表溫度會高出在6℃～30℃的范圍內(nèi)，距離漏點(diǎn)越近測量溫度相對越高，因此，通過對直埋管網(wǎng)管段周圍的地面情況的變化的觀察，如觀察有無裂縫、下沉、融雪、升溫等現(xiàn)象，通過進(jìn)行認(rèn)真的觀察，仔細(xì)的分析，進(jìn)而確定大致的直埋管道滲漏位置的一種方法。地表觀察法 漏點(diǎn)附近檢查井溫度升高如圖1 所示。

圖1 地表觀察法 漏點(diǎn)附近檢查井溫度升高

根據(jù)以上原理，通過對東中環(huán)快速路以東、東中環(huán)快速路以西兩部分供熱范圍內(nèi)的地面及檢查井認(rèn)真開展拉網(wǎng)式查找，未發(fā)現(xiàn)明顯漏點(diǎn)。

此時(shí)距離供熱停運(yùn)已超過48h，直埋管網(wǎng)漏水點(diǎn)周圍溫度升高對漏點(diǎn)查找的優(yōu)勢已不明顯，同時(shí)因?yàn)楣徇\(yùn)行系統(tǒng)停運(yùn)后，補(bǔ)水泵補(bǔ)水作業(yè)同時(shí)停止，隨著管網(wǎng)不斷的滲漏，供熱系統(tǒng)壓力降低，漏點(diǎn)出水量可能已經(jīng)減小，地面塌陷開裂過程也會失去最佳觀察時(shí)機(jī)，而此時(shí)，除了埋壓在橫跨于東中環(huán)快速路以下這部分直埋管線外，其它管線已全部通過地表觀察法檢查，沒有發(fā)現(xiàn)明顯漏點(diǎn)，東中環(huán)快速路過此路段埋深超過5m，不能采用地表觀察法進(jìn)行常規(guī)判斷，也不具備開挖查找漏點(diǎn)條件，如果滲漏在此段發(fā)生，卻會對東中環(huán)快速路的安全運(yùn)行造成影響。

2.2 采用試壓法來進(jìn)行排除判斷漏點(diǎn)

經(jīng)過對現(xiàn)場情況的分析判斷，制定如下試壓方案： 在東中環(huán)快速路以西管網(wǎng)敷設(shè)位置避開現(xiàn)有障礙物建筑自行車棚進(jìn)行開挖，找到直埋的供熱管網(wǎng)的供、回水預(yù)制保溫管，并在適當(dāng)位置截?cái)?，加裝排氣裝置、加裝盲板，然后進(jìn)行水壓度驗(yàn)。

因?yàn)榇舜温┧鹿实挠栁餍^(qū)暖氣片低區(qū)二次管網(wǎng)（如圖2 所示），被東中環(huán)快速路分?jǐn)嗪螅譃榱藮|中環(huán)以東管網(wǎng)段、東中環(huán)以西管網(wǎng)兩段，而東中環(huán)以西部分的管段又分為南北兩趟分支，結(jié)合現(xiàn)場情況，漏點(diǎn)可能存在于： 1） 東中環(huán)以東分支過東中環(huán)埋壓段； 2） 東中環(huán)以西分支； 3） 東中環(huán)以東以西均存在； 4） 如果存在于東中環(huán)以西分支，仍可能分別存在于南分支或北分支，根據(jù)以個(gè)分析，此次試壓分為四步進(jìn)行： 第一步，對東中環(huán)以東部分管網(wǎng)進(jìn)行試壓，第二步，對東中環(huán)以西部分進(jìn)行試壓，第三步，如果漏點(diǎn)存在于東中環(huán)以西管網(wǎng)，首先對南分支進(jìn)行試壓，排除后對北分支進(jìn)行試壓，務(wù)必確定漏點(diǎn)。試壓點(diǎn)開挖安裝排氣裝置見圖3。

圖2 育陽熱力站漏點(diǎn)檢修開挖試壓點(diǎn)示意圖

圖3 試壓點(diǎn)開挖安裝排氣裝置

2.3 漏點(diǎn)確定

第一步，對東中環(huán)以東供回水管網(wǎng)進(jìn)行試壓，發(fā)現(xiàn)盲板封堵后不能實(shí)現(xiàn)壓力穩(wěn)定，首先確定育陽西院小區(qū)二次管網(wǎng)過東中環(huán)段回水管必定存在漏點(diǎn)； 第二步，對東中環(huán)以西二次管網(wǎng)試壓，發(fā)現(xiàn)壓力均能穩(wěn)定，證明東中環(huán)以西二次管網(wǎng)供回水均無漏點(diǎn)。至此，漏點(diǎn)已確定，無需進(jìn)行第三步試壓工作。

2.4 面對突發(fā)新問題的思考與處理

而此時(shí)，新問題擺在眼前，二次管網(wǎng)過東中段埋壓段存在漏點(diǎn)，埋深達(dá)5m以上，且東中環(huán)快速路無法進(jìn)行開挖查找漏點(diǎn)及漏點(diǎn)維修工作，原2.4 萬m熱用戶供熱如何保證？ 經(jīng)過分析，育陽西院小區(qū)橫跨郝莊正街，而東中環(huán)修建時(shí)，在郝莊正街附近曾給省檔案館預(yù)留過一趟DN100 分支，此趟分支因省檔案館近年未有供熱意向，尚處于空閑，經(jīng)過與設(shè)計(jì)院專業(yè)人員現(xiàn)場確定并經(jīng)過專業(yè)測算，預(yù)留分支完全可以滿足育陽本院小區(qū)熱用戶的供熱需求。

經(jīng)過與設(shè)計(jì)院人員實(shí)地勘測，最終確定育陽西院小區(qū)熱力站站址（圖4 圖5 圖6 所示） 位于郝莊正街以北，西院空地東北角。經(jīng)過9d 晝夜不停的施工，一座新建地上一層輕鋼建筑，建筑面積約為34m（6.3*5.3） 的微型站建成投運(yùn)，新建成的育陽小區(qū)西院熱力站設(shè)計(jì)總供熱面積為2.4 萬m，站內(nèi)設(shè)一套暖氣片低區(qū)系統(tǒng)，站內(nèi)主要設(shè)備熱換器、循環(huán)泵利用原育陽站西區(qū)供熱系統(tǒng)原有設(shè)備，閥門、儀表盡可能利用原育陽站西區(qū)系統(tǒng)現(xiàn)狀閥門、儀表。熱力站一次網(wǎng)接育陽小區(qū)西院東側(cè)原預(yù)留檔案局DN100 分支，變徑DN125 后向北敷設(shè)2m，向西17 敷設(shè)米，向南敷設(shè)4m后下翻2.3m后繼續(xù)向南5.5m，再向西敷設(shè)1.5m與新建的育陽西熱力站連接，新建育陽西站與原育陽站隔東中環(huán)馬路遙相呼應(yīng)，為熱用戶送去源源不斷的寒冬中的來自熱力的溫暖。

圖4 育陽小區(qū)西院熱力站與育陽小區(qū)熱力站隔路相望

圖5 新建育陽西院小區(qū)支線利用原預(yù)留分支圖

3 其它常用的漏點(diǎn)查找方法

3.1 水量失衡查漏法

在以上案例中，在確定發(fā)生漏點(diǎn)時(shí)用到此法，原理是熱力運(yùn)行管網(wǎng)是一個(gè)帶壓的閉式循環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)管網(wǎng)發(fā)生泄漏時(shí)，就需要補(bǔ)水以維持管網(wǎng)水量的原理，如果補(bǔ)水后，短期內(nèi)多次發(fā)生大量補(bǔ)水，且仍發(fā)生水量失衡，可初步判斷有漏水點(diǎn)。

3.2 壓力異常查漏

在以上案例中用到了此法，原理是將熱網(wǎng)看做密閉的有壓容器，若容器中存在泄漏現(xiàn)象，其壓力將與周圍環(huán)境的壓力一致，而壓力的下降變化速率取決于容器內(nèi)部的容積還有泄漏量，可結(jié)合水量失衡查漏法來共同確定是否存在漏點(diǎn)。

3.3 測溫法

熱水管道泄漏后，會造成漏點(diǎn)上方的地面溫度升高，會造成漏點(diǎn)附近地下管線井室溫度的升高，所以可利用測溫槍通過溫度變化查找管網(wǎng)上的漏點(diǎn)，測溫法對于管道明確、供熱面積小的區(qū)域有很大的可行性，但對于地形復(fù)雜、供熱面積廣、埋深較深的區(qū)域具有局限性。

3.4 水質(zhì)相關(guān)分析法

水質(zhì)相關(guān)分析法是根據(jù)管網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)為軟化水的特點(diǎn)，對發(fā)現(xiàn)的疑似漏水進(jìn)行水質(zhì)化驗(yàn)確定是否為軟化水來判斷是否為熱力管網(wǎng)泄漏水。

3.5 聲音異常查漏

泄漏發(fā)生時(shí)，在管道壓力的作用下，泄漏處噴射出的水將與泄漏處發(fā)生摩擦。聲音沿管道傳至附近的閥門。同時(shí)，水噴射到周圍的土壤上，也會產(chǎn)生聲音，并通過土壤傳到地面，因管線建設(shè)情況復(fù)雜，此法又對環(huán)境噪音要求較高，并不常用。

4 結(jié)語

熱力運(yùn)行管網(wǎng)是一個(gè)帶壓的閉式循環(huán)系統(tǒng)，在正常運(yùn)行的過程中，管網(wǎng)內(nèi)的水量壓力保持基本恒定。一但發(fā)生泄漏，會造成能源的浪費(fèi)，直接損失是造成管網(wǎng)介質(zhì)水流失，管網(wǎng)運(yùn)行壓力不穩(wěn)定，直接影響供熱溫度，造成停運(yùn)影響熱用戶的正常取暖； 間接損失是加速水泵等主要設(shè)備老化，同時(shí)給供熱企業(yè)帶來額外的維修負(fù)擔(dān)，增加處理成本和人工維修成本。如果在嚴(yán)寒期，長時(shí)間的設(shè)備停運(yùn)，可能會因管網(wǎng)內(nèi)流動的熱水長時(shí)間停用受凍而形成爆管產(chǎn)生新的隱患，因此，解決管道漏損必須要爭分奪秒地查找漏點(diǎn)，及時(shí)進(jìn)行維修和恢復(fù)運(yùn)行，將企業(yè)損失和熱用戶損失降到最小。