王支靜

摘? ? 要：隨著城市公用供熱工程技術(shù)的逐漸成熟，城市供熱系統(tǒng)不僅能夠在城市冬季供暖中節(jié)約大量能源，同時(shí)還能夠?yàn)槿藗兲峁└颖憬莸墓┡瘲l件。而供熱系統(tǒng)中的熱力管道屬于有壓管道，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在高溫、高壓環(huán)境中，就會(huì)發(fā)生一定的質(zhì)量缺陷，出現(xiàn)一些故障問(wèn)題，給城市供暖造成影響。本文通過(guò)對(duì)公用熱力管道供熱不平衡及管道腐蝕缺陷的成因分析，探究其處理方法及措施，并用層次法對(duì)其安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)，為城市公用熱力工程健康發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：公用熱力;管道;缺陷

1? 引言

在我國(guó)北方地區(qū)，由于氣候寒冷，必須通過(guò)人工供暖來(lái)度過(guò)寒冷的天氣。隨著生態(tài)化城市建設(shè)理念的實(shí)施，居民供暖逐漸開(kāi)始向集體供暖發(fā)展。公用熱力管道組成的城市供暖系統(tǒng)成為了提供熱力能源的重要保障。在熱力管道運(yùn)行過(guò)程中，由于一些因素的干擾會(huì)導(dǎo)致管道供暖不平衡，局部區(qū)域供暖效果較差等情況，影響城市供暖的質(zhì)量，造成壓力管道泄漏和破裂，給周邊居民的安全造成威脅。通過(guò)對(duì)管道缺陷的成因分析，采取有效措施加以處理，確保熱力管道工作的穩(wěn)定性。通過(guò)層次法對(duì)管道安全性的評(píng)價(jià)，找出管道缺陷規(guī)律，對(duì)供熱管道更好的進(jìn)行維護(hù)和管理。

2? 公用熱力管道熱力不平衡缺陷成因及處理措施

2.1? 管道熱力不平衡的原因

（1）管道運(yùn)行過(guò)程中失水。在供熱管道使用過(guò)程中，熱力系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)失水現(xiàn)象，這是造成熱力不平衡的重要原因。失水現(xiàn)象通常是由于管道發(fā)生泄漏造成的。供熱管道受到外力破壞或者使用年限過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致管道發(fā)生破裂，管道中的熱介質(zhì)（通常為水）發(fā)生泄漏，就會(huì)造成管道的供熱能力下降，出現(xiàn)熱力不平衡現(xiàn)象[1]。泄漏后的水分吸收空氣中的有害氣體（如氧、硫、氯）后附著在管道上，進(jìn)一步對(duì)管道進(jìn)行腐蝕，擴(kuò)大漏點(diǎn)泄露情況，如果不及時(shí)處理，就會(huì)加劇熱力不平衡現(xiàn)象，影響城市的供暖效果。

（2）管道保溫層損壞。城市熱力管道施工中為了防止熱量的流失，都會(huì)對(duì)管道進(jìn)行保溫處理。保溫層不僅可以保護(hù)內(nèi)部管道安全穩(wěn)定運(yùn)行，還能有效阻止熱量的散失。如果在管道運(yùn)行過(guò)程中保溫層出現(xiàn)破損或者雨淋浸水失去保溫功能，就會(huì)導(dǎo)致管道中的熱能在破壞處大量流失。雖然保溫層破壞對(duì)管道熱能流失影響不明顯，但是對(duì)于城市居民供暖影響較大，會(huì)導(dǎo)致部分居民供暖不良。

（3）氣溫影響。環(huán)境溫度也會(huì)對(duì)管道供熱效果造成干擾。供熱管道由于敷設(shè)方式不同，與外界環(huán)境接觸程度存在差異。如今大部分供熱管道埋入地下，而早期的供熱管道則大多使用明管敷設(shè)。如果外界氣溫變化劇烈，就會(huì)給供熱管道的性能造成干擾。在溫度過(guò)低的環(huán)境中，明管敷設(shè)的供熱管道會(huì)散失大量的熱量，而埋入地下的管道熱量散失則較小，因而出現(xiàn)熱力不平衡現(xiàn)象。

2.2? 管道熱力不平衡的處理措施

（1）解決管道失水問(wèn)題。管道失水問(wèn)題通常是管道質(zhì)量問(wèn)題引起的，所以在發(fā)生失水問(wèn)題后，需要對(duì)破損的管道進(jìn)行維修處理，解決失水問(wèn)題。如果管道受到外力作用發(fā)生破壞失水，往往會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成明顯的影響，極易排查，通過(guò)更換管道或者封堵維修可以解決這一問(wèn)題[2]。如果管道自然腐蝕發(fā)生泄漏，往往會(huì)出現(xiàn)不明顯的跑冒滴漏現(xiàn)象（一般在閥門(mén)管件處出現(xiàn)的頻率較高），此時(shí)需要對(duì)熱力不平衡的管道進(jìn)行排查，尋找泄漏點(diǎn)，并進(jìn)行維修處理。

（2）解決管道保溫破壞問(wèn)題。對(duì)于管道保溫層發(fā)生破壞的管道，因?yàn)椴粫?huì)造成明顯的熱力不平衡，所以排查較為困難。通常情況發(fā)生保溫層破壞的部位都會(huì)處于地表暴露狀態(tài)，或者埋深過(guò)淺的部位。所以在排查過(guò)程中，可以對(duì)這些部位加大排查力度。另外加強(qiáng)管道溫度的日常監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，也可以快速鎖定問(wèn)題點(diǎn)。對(duì)于保溫層破壞的管道，可以通過(guò)更換、修補(bǔ)保溫層的方法進(jìn)行處理，恢復(fù)熱力管道的保溫性能。

（3）解決自然環(huán)境影響問(wèn)題。對(duì)于環(huán)境的影響，可以從兩個(gè)方面進(jìn)行預(yù)防和處理。在熱力管道施工建設(shè)之前，需要考慮自然環(huán)境對(duì)管道的影響，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，做好管道的保溫處理，防止其受到外界環(huán)境的干擾[3]。對(duì)于已經(jīng)施工完成的熱力管道，如果受到自然環(huán)境氣溫影響較大，已經(jīng)影響到城市的供暖，可以對(duì)其進(jìn)行保護(hù)施工，通過(guò)增加保溫層厚度等方式提高其保溫性能，減少外界環(huán)境對(duì)管道熱力傳輸能力的影響。

城市供暖季開(kāi)始前，一般都會(huì)對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行加壓試運(yùn)行，提前排查滲漏點(diǎn)，及時(shí)維修管道滲漏點(diǎn)、更換跑冒滴漏、老舊閥門(mén)、管件以及更換或者修復(fù)保溫層等，達(dá)到事前處理的目的。供熱系統(tǒng)正常運(yùn)行后，加強(qiáng)日常巡檢、監(jiān)測(cè)管道壓力溫度，達(dá)到事中控制的效果。

3? 公用熱力管道腐蝕缺陷形成的原因及處理措施

3.1? 管道腐蝕的類型及原因

（1）內(nèi)腐蝕。熱力管道在運(yùn)行過(guò)程中長(zhǎng)期處于高溫高壓環(huán)境下，管道內(nèi)壁與供熱介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，就會(huì)造成管道內(nèi)壁腐蝕情況，影響管道的正常使用。通常情況下，熱力管道溫度越高，其發(fā)生腐蝕的程度就越嚴(yán)重。因?yàn)闊崃艿拦峤橘|(zhì)為水，如果水中含有氧離子和氯離子，在高溫條件下與管道材質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成管道內(nèi)壁破壞。根據(jù)實(shí)驗(yàn)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)熱介質(zhì)中的氧含量固定不變時(shí)，供熱管道的溫度每提高三十度，就會(huì)導(dǎo)致管道腐蝕速度提高一倍，而且管道內(nèi)壁在壓力流作用下不斷承受沖刷，會(huì)加速管道的腐蝕速度[4]。管道內(nèi)壁的防腐層在水流作用下被沖刷帶走，內(nèi)部未經(jīng)防腐處理的管道壁暴露出來(lái)，更加容易發(fā)生腐蝕，從而加劇了管道內(nèi)壁的腐蝕速度。

（2）外腐蝕。管道發(fā)生外腐蝕主要是在自然環(huán)境作用下發(fā)生的。目前，大部分供熱管道都是埋藏在地下的，管道的外保護(hù)層在氧化腐蝕下發(fā)生破損，土壤中的水分和活性離子就會(huì)進(jìn)入到管道保護(hù)層內(nèi)部，直接作用在供熱管道的外管壁上。而且供熱管道在工作工程中會(huì)釋放出高溫，這些溫度會(huì)影響土壤的性質(zhì)，導(dǎo)致土壤溫度增高，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，增加土壤中的有害離子。這些離子會(huì)進(jìn)入到管道中，造成管道的腐蝕[5]。除此之外，如果自然降水過(guò)大，積水在管道周?chē)俜e，導(dǎo)致管道長(zhǎng)期處于水環(huán)境中，也會(huì)造成管道外壁的腐蝕。

3.2? 管道腐蝕的處理措施

（1）內(nèi)腐蝕處理預(yù)防措施。管道發(fā)生內(nèi)腐蝕主要原因是由于管道內(nèi)部導(dǎo)熱介質(zhì)與管道內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)造成的。所以在預(yù)防處理過(guò)程中，可以從三個(gè)方面入手。其一，改善供熱介質(zhì)的屬性。通過(guò)對(duì)供熱管道中的介質(zhì)進(jìn)行改良，降低介質(zhì)中的氧離子含量，同時(shí)對(duì)介質(zhì)PH值進(jìn)行控制，避免供熱介質(zhì)呈現(xiàn)出酸堿性，對(duì)管道內(nèi)壁造成腐蝕。其二，對(duì)供熱管道的溫度進(jìn)行控制。根據(jù)供熱管道的供熱能力，合理控制管道溫度，在保證居民供暖需求的同時(shí)，避免熱量冗余供應(yīng)[6]。其三，對(duì)供熱管道的內(nèi)壁進(jìn)行防腐處理。根據(jù)不同地區(qū)供熱環(huán)境的特點(diǎn)，對(duì)管道的內(nèi)壁進(jìn)行防腐處理，提高管道內(nèi)壁對(duì)于高溫和酸堿的抵抗能力，降低腐蝕發(fā)生的概率。

（2）外腐蝕預(yù)防及處理措施。在供熱直埋管道中，管道工作鋼管的外部通常會(huì)有三層結(jié)構(gòu)，對(duì)內(nèi)部管道進(jìn)行保護(hù)。其中外部為高密度聚乙烯外殼，能夠隔絕一定的物理沖擊。中間為聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料，具有一定的應(yīng)力緩沖能力和保溫效果。最內(nèi)部為做了防腐處理的工作鋼管。當(dāng)發(fā)生外部腐蝕時(shí)，通常為管道外殼和保溫層破裂，此時(shí)可以采用在管道外部纏熱收縮帶的方法進(jìn)行防腐處理[7]。如圖1所示為熱收縮帶防腐施工。在管道熱收縮帶施工完成后重新包裹保溫層和外殼，將管道恢復(fù)原樣。

4? 層次法管道安全性評(píng)價(jià)

在進(jìn)行供熱管道評(píng)價(jià)時(shí)，利用層次法將其分為決策層、評(píng)價(jià)層和因素層，對(duì)管道安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)論證。

4.1? 因素層

因素層就是評(píng)價(jià)供熱管道安全性的直接因素。在因素評(píng)價(jià)過(guò)程中，選取供熱管道運(yùn)行年限、管道直徑、管件數(shù)量、泄漏次數(shù)和補(bǔ)償機(jī)制作為評(píng)價(jià)其安全性的因素。前三項(xiàng)因素主要通過(guò)對(duì)供熱系統(tǒng)發(fā)生缺陷概率與三種因素關(guān)系進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，管道發(fā)生泄漏的部分在管道配件、閥門(mén)等部位出現(xiàn)頻率更高，而隨著管道的使用年限增加，管道發(fā)生泄漏和缺陷的頻率也會(huì)逐漸增長(zhǎng)。在管道直徑因素中，管道直徑越大，管壁越厚其發(fā)生泄漏的次數(shù)就越少，甚至極少發(fā)生腐蝕泄漏的情況[8]。泄漏的次數(shù)則說(shuō)明了管道發(fā)生腐蝕的程度、管道的質(zhì)量和管道施工的技術(shù)水平。在同一區(qū)域中，管道泄漏的次數(shù)越多，說(shuō)明管道上述幾種因素干擾就越大，對(duì)管道安全性的影響就越嚴(yán)重。補(bǔ)償機(jī)制的不同與管道缺陷發(fā)生的關(guān)系通過(guò)分析可知，管道補(bǔ)償機(jī)制與管道泄漏具備一定的聯(lián)系，補(bǔ)償機(jī)制是否科學(xué)決定了泄漏問(wèn)題發(fā)生的頻率，補(bǔ)償效果越好，管道的安全性就越高。

4.2? 評(píng)價(jià)層

評(píng)價(jià)層是對(duì)因素層分析論述內(nèi)容的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，按照對(duì)管道安全性影響的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)不同因素的得分，來(lái)評(píng)定管網(wǎng)的安全性，分?jǐn)?shù)越高，說(shuō)明熱力管道的安全性就越高。在權(quán)重的衡量中，可以根據(jù)管網(wǎng)的層級(jí)和對(duì)供熱系統(tǒng)的影響程度作為確定權(quán)重的依據(jù)。從而確保管道安全性評(píng)價(jià)科學(xué)合理。

4.3? 決策層

決策層主要根據(jù)管網(wǎng)安全性的評(píng)價(jià)，確定管道維護(hù)檢修的優(yōu)先等級(jí)。由于評(píng)價(jià)層綜合考量了管網(wǎng)在供熱管道中發(fā)生缺陷的概率和對(duì)供熱體系影響的大小。所以在進(jìn)行供熱管網(wǎng)的維護(hù)檢修時(shí)，需要對(duì)重點(diǎn)部分和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)檢查和維護(hù)，以確保供熱體系的安全性。

5? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，造成公用熱力管網(wǎng)缺陷的因素較多，其中對(duì)功能性能影響較大的為熱力不平衡和管道腐蝕缺陷。二者都會(huì)影響城市供暖效果，造成管道的損壞。通過(guò)對(duì)其成因的分析，提出了相應(yīng)的處理措施，能夠有效提高其運(yùn)行的穩(wěn)定性。利用層次法對(duì)熱力管網(wǎng)安全性評(píng)價(jià)，能夠結(jié)合評(píng)價(jià)結(jié)果，更好的分配維修養(yǎng)護(hù)資源，提高管網(wǎng)的安全性，保障城市的熱力供應(yīng)，提高城市居民的生活質(zhì)量。

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