管网故障影响度及管网故障影响率在供热中的应用

管网故障影响度及管网故障影响率在供热中的应用

卢冰冰

抚顺矿业中机热力有限责任公司，辽宁省抚顺市 113000

作者简介：卢冰冰（1981年6月），性别：女，籍贯：河南省虞城县，民族：

汉族，学历：大学本科，职称：采暖通风工程师，研究方向：暖通工艺设计、供暖生产运行。

摘要：随着城市热网框架的不断拉大,集中供热用户的急速增加,对热网的安全运行提出了更高的要求。在加大老旧管网的改造力度的同时,严格控制升降温速度,降低因温度波动过快所造成的热网应力突变,减少热网漏点故障次数。本文主要分析管网故障影响度及管网故障影响率在供热中的应用。

关键词：管网故障指标管网故障影响度管网故障影响率

引言

供热行业对于供热管网故障对用户的影响,缺少一个定量评价指标。目前行业内多用影响面积表征判断故障影响的大小,但不能充分表现事故时间维度影响。现提出“故障影响度”的概念,其概括了故障影响的范围、故障持续时间两个因素。在“故障影响度”基础上进一步引入“故障影响率”,直观地反映整个采暖期的管网总体情况。

1、安全事故的划分

集中供热系统是由热源、一次热网、热力站、二次热网、用户末端设备等多个环节组成的复杂系统。其中任何一个环节出现问题,影响到最终用户的供热质量,都可视为供热故障。判断供热故障影响程度有三个重要指标:人员伤亡、影响面积和持续时间。在安全生产领域,根据事故的可控性、严重程度和影响范围的不同,可将供热事故分为四个等级。一级安全生产事故:对人身安全、社会财产、社会秩序及生态环境造成损害,或发生2人以上伤亡事故,或影响供热面积在100万m²以上的安全生产事故。二级安全生产事故:影响供热面积在50万m²以上或发生1人伤亡事故的安全生产事故。三级安全生产事故:影响供热面积在15万m²至50m²以内,影响时间超过4小时的安全生产事故。四级安全生产事故:影响面积在15万m²以内的安全生产事故。参照上述规定,安全部门可以根据事故等级启动相应的应对程序。但是对于供热运行管理来说,安全事故等级只能对供热故障进行定性的评估,并不能完全满足供热决策和事故评价的需要。为此,我们引入了“故障影响度”的概念,综合供热面积和持续时间两个因素,对供热故障所造成的影响给出了一个统一的定量评价指标。

2、管网故障影响率

故障影响度是对故障影响的一个量化值,但每个采暖期的供热面积、热网的总长度都在大幅度增加,实际供热天数也不尽相同,如果直接采用每个采暖期的累计故障影响度来横向对比,显然不够客观。为此,提出“管网故障影响率”的理念,即故障影响率=故障影响度/(采暖期平均供热面积×总供热天数×24h)×100%。在管网改造优化建设上,加大对老旧管网以及用户支线的改造力度,更换阀门来提高阀门严密性,减少老旧管网的泄漏故障。所以,我们认为“故障影响率”这一数值,能反映整个采暖期故障影响与正常状态的比率,更有对比性,也更加客观。

3、降低管网故障的做法

3.1管网改造及优化

加大力度对服役时间超过20年的老旧管网进行改造,对经常出现漏点的薄弱管网进行全面更换,提高管网承压能力。优化管网,打通关键路段管网节点,提升管网输配能力。确保阀门严密性,对一次主管网阀门及用户下线阀门的可靠性进行排查和记录,及时更换关闭不严密阀门,确保故障点能够有效隔离。在管网故障时,尽量做到不解列或者少解列,将对用户的影响降到最低。

3.2建立管网优化模型

在集中供热管网设计过程中，设计人员不仅需要考虑初始投资额与施工技术，而且需要考虑管网运行过程中的能量输送损失，依据管网分流节点水力平衡、水力稳定性、初始投资小、流体形成压力损失与散热损失小的原则，优选管道管径、保温层厚度以及保温材料，促使集中供热管道可以向用户提供所需的热负荷。基于此，可以从热能输送视角入手，进行优化设计数学模型的搭建。

3.3防腐优化

在集中供热管网中，水中溶解氧浓度、水的酸碱度、水的温度等因素均对管道腐蚀具有影响，除此之外，管周湿度过大也会增加供热管网外腐蚀。因此，除了选择小吸水性的保温材料外，设计人员还可以在供热管网外保护层中增设防水层，阻却外界水进入保温层的通道。同时，控制介质温度，避免高温送热加速管道内腐蚀。在这个基础上，增设额外的除氧系统以及pH调节装置，降低水中溶解氧浓度，并保证供热管网pH处于合理范围内。根据亨利定律，氧在水中溶解度、接触气体中氧分压成正比，通过在喷射器内将准备除氧水、已脱氧气体强烈混合可以促使溶解于室内的氧扩散到气体，达到除氧目的。喷射器进口水压对除氧效果具有直接的影响，因此，设计人员应优先选择扬程处于0.55MPa左右的除氧泵，并设定除氧泵流量为补给水流量的1.25倍。同时，将止回阀、闸阀（常开）安装在除氧解析器、水箱之间，保证除氧防腐效果。

3.4做好供热管网标准化施工前的清理工作

供热管网标准化施工是供热管网整体施工项目的重要内容，但是，在传统的供热管网体系中存在供热效率低、质量差等诸多问题，这些问题的出现主要是因为供热管道的质量较低或者是管道内部清理工作没有做好而造成的，这就导致了在供热管网供热的过程中会损失过多的能源，而使得需要发挥主要作用的供热管网出现加热不足的问题。在进行供热管网标准化施工之前，要对相关仪器设备进行系统地检查，对管道内存留的杂质进行清除，从而为使供热管网有着更好的供热效率而提供条件。供热管网在长期运行之后，其中的供热管道会存有大量的杂质，会导致供热管道出现堵塞的现象，不利于供热效率的提高，这就需要在供热管网后期的管理工作中，投入足够的人力、财力资源来对管道进行疏通和清理，从而保证供热管网的运行性能。

3.5选择标准化的供热管网运行方式

供热管网运行过程中，对煤炭、电力能源的消耗是大量的，在消耗能源的同时还伴随着污染物质的大量排放，这不仅会破坏生态环境，造成生态失衡，还会对人类的生存和发展产生威胁。再加上气候的变化造成降水量、地表水量以及地下水量的平衡缺失，不利于供热管网的正常运行，导致无法充分体现供热管网系统的有效性和实用性。为了确保供热管网的正常、有序以及标准化运行，需要将先进的质量管理技术运用到供热管网标准化运行管理中，解决制约供热管网运行的不利因素，为供热系统的安全运行创造良好的条件。这样可以落实节能减排的目标，充分发挥供热管网所具有的独特优势，更好地履行保护生态环境的职责。

结束语

综上所述，作为寒冷地区城乡居民的基本生活需求之一，城市供热在基础建设投资力度增加、城镇化建设加速、供热需求持续增长的推动下快速发展，集中供热管网部署面积稳定增长。我国城市集中供热管网布局具有典型的枝状+环状布局特点，受多种因素影响，存在保温、防腐等问题，需要设计人员综合考虑各种因素，构建集中供热管网参数优化设计数学模型。在模型中求解最佳保温材料、最佳保温层厚度以及管道直径、防腐层除氧泵参数，保证集中供热管网保温、防腐问题的有效解决。

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