城市供热管道 缘何问题多

城市供热管道 缘何问题多

12月13日，黑龙江省绥化市庆安县热电厂供热管道发生爆裂，使城内部分居民遭遇14小时的停热，个别居民家里的暖气片被冻裂。

12月10日，甘肃省酒泉市解放路电信大厦南侧的一级供热主管道突然爆裂发生泄漏，致使39个换热站瘫痪，附近500万平方米供热区域的15万居民供暖受阻。事故发生后，由于居民大量使用空调、电暖器等设备取暖，电网不堪重负，部分区域停电，使居民的生活雪上加霜。

供热管道是城市集中供热系统的重要组成部分。随着城市发展，大型供热管网或是超大型供热管网正在日趋形成，伴随而来的是各种管道事故日益增多，如焊缝开裂、管道下沉变形、管道腐蚀泄漏、阀门破损、补偿器腐蚀开裂等，造成的经济损失和社会影响较大。

根据相关部门对多家热力公司的一级管道和元部件的事故调查统计，集中供热管网是由管道及元部件构成的，管网故障主要为管道故障和元部件故障两大类。

统计数据表明，管道故障约占56%，元部件故障约占37%，其他故障占7%。其中，管道故障包括管道腐蚀泄漏和焊缝开裂两种情况，但腐蚀泄漏占到管道故障的98%。管道上的元部件主要是阀门和补偿器，阀门故障约占65%，补偿器故障约占35%。

城市供热管道爆炸，看起来是偶然的，但从爆炸发生的根源分析，又是必然的。

随着运行年限的增加，管线长、部件多的大型管网出现安全问题的可能性增大，但“预防为主”的战略可以超前防范，杜绝大型事故。

编者按

近年来，随着城市供热需求的增加，供热地下管线长度迅速增加，供热地下管线事故时有发生，城市供热地下管线安全已成为市政地下管线安全研究的重点问题和城市发展过程中亟待解决的热点问题。

本期，本报参照近年来国内各地区发生的供热管道安全事故，对事故根源作了分析，并提出几点预防措施，以期对预防城市供热管道安全事故起到积极作用。

原因分析

热负荷计算不准确

国家现行的《城镇供热管网设计规范》《室外给水排水和燃气热力工程设计规范》《膨胀土地区建筑技术规范》等对城市供热管道的设计作了详细的规定，但是部分设计单位和设计人员只是按照惯例或者所谓的经验进行热负荷估算，导致部分热负荷远远超过实际需求、超过管道的承压能力，加之采购人员不按照供热介质工作参数选取管材，导致部分地区的供热管材不达标，为供热管道的运行埋下隐患。2006年9月18日，江苏省徐州市一供热管道爆炸就是由于管道内气压过大，一个焊接的长期不用的检查孔被炸开导致的。

管道连接混乱

供热管道主要有焊接连接、法兰连接和螺纹连接3种形式，通常采用前2种形式。实际连接中，局部管段法兰过多、法兰螺栓上有的未上螺帽或管道焊缝未完全焊透、未融合，都会增大供热管道泄漏、爆炸的几率，降低管道的力学性能。2001年1月12日，陕西省西安市一供热管道爆炸就是由于焊工随意施焊，焊接坡口没有完全融合，焊缝未经无损检测造成的。

乱用阀门及补偿器

供热管道常用的有安全阀、截止阀、减压阀等9大类，每类阀门都有其独特的功能和适用范围，如供热管道的干管或支管的起点应安装关断阀门等。

设计人员没有注意阀门间的细节差别，采购人员由于缺乏了解采购了根本不是设计中要求的阀门，安装人员不按照图纸指定位置安装等，都是导致供热管道爆炸的原因。2013年6月24日，辽宁省大连市一供暖管道爆炸主要就是由于补偿器损坏导致的。

管道中发生水击现象

水击是指突然停电或停泵后，以水为热媒的供热管道中正在流动的水突然停止流动，致使原来以一定速度流动的动能转变为压力能的现象。

水击产生的压力很大，而且随着水击前流速的加快，水击产生的压力也会增大。水击会使系统管道剧烈振动、保温层脱落，导致补水箱、安全阀上大量冒水。对于高温水供热系统，水击还会破坏管道支架。

水击是导致供热管道爆炸的主要原因之一。2011年3月16日，北京市一供热管道爆炸就是由于采暖停热，发生水击现象，管网压力波动，致使薄弱管网破损造成的。

管道埋深不达标

《城市工程管线综合规划规范》对供热管道最小覆土深度作了规定：供热管道直埋时，人行道下为 0.7米，车行道下为0.8米；供热管道敷设在管沟中时，人行道下为 0.2米，车行道下为0.2米。但是，从现场勘测和实际抽样中发现，供热管道在部分地段的实际埋深根本没有达到规定的深度。

此外，对于重型车辆通过地段和闹市地段，供热管道的埋深标准也有待修正。因为，供热管道在车辆等载荷碾压作用下由于受力过大或者受力不均，都会发生爆炸。2011年12月15日，山东省济宁市一个交叉路口发生供热管道爆炸，就是由于车辆碾压，管道变形破裂引起的。

管道超年限使用

供热管道的常规使用年限是15年至25年，但是，目前国内生产的绝大部分供热管道根本达不到其规定的使用年限。

供热管道超年限运行必然导致管道老化、锈蚀严重，在供热大负荷运行时段更容易破裂。

2012年12月2日，江苏省徐州市20小时内供热管道连续2次爆炸，就是由于管道超年限使用，锈蚀严重，水蒸气外泄引起的。

管道受腐蚀

供热管道的腐蚀分为两种，内腐蚀和外腐蚀。城市集中供热管道以地下敷设方式为主，尤其是近年来大量采用的直埋敷设方式。直埋敷设不但施工方便，而且降低了工程造价。

但是，一旦出现腐蚀泄漏等故障，查找漏点和维修都十分困难。同时，部分供热管道长期处于恶劣的地下环境中，如强酸性、强碱性环境，腐蚀速度会很快。

此外，出厂、运输和安装过程中局部保温层被划破，没有被及时修复，也会导致事故发生。2013年11月7日，山东省济南市一供热管道爆炸，就是因为雨水汛期加之供热调试升温，供热管道保温层潮气量急剧增加，不能及时外排，在保温层破损处管道破裂导致的。

自然灾害导致爆管

当城市遭遇地震、台风、雷电等自然灾害时，对供热管道的破坏是非常严重的，可能会造成整个城市供热系统瘫痪，往往还会导致次生灾害，危及人们的生命财产安全。

1975年2月4日，辽宁省海城一带发生地震，营口市供热管道受到毁灭性破坏，经过一个多月的抢修才基本恢复正常供热。

应对措施

精细设计 合理配置资源

综合考虑管网投运后的运行管理及事故抢修，合理配置关断阀门及排气泄水阀，缩短事故抢修放水时间；尽量利用自然补偿或预热技术，减少补偿器数量；采用多热源联网，使管道连接形成环网布局，以提高系统的储备能力，形成代偿功能。

严把关口 确保管材质量

采用直埋敷设的，严格控制预制直埋保温管管材质量，同时，钢管、聚氨酯保温层、聚乙烯外套要三位一体，实现无补偿直埋。关断性阀门要选用进口焊接阀门或质量过关的国产焊接阀门，确保在事故状态下双向密封，满足抢修焊接需要。补偿器结构要满足敷设要求，不锈钢管材应满足耐腐蚀要求。排气管、泄水管及管件壁厚要采用加厚的。

掌握资料 加强现场管理

工程管理人员在关注管道焊接质量的同时，应对管道上附属小管的缩口保温引起高度重视。由于缩口质量不过关，地下水渗入管外壁造成管道外腐蚀的情况经常出现。同时，要对管道敷设的外部环境、相邻管线进行了解，避免外界因素对管道安全产生影响。

详细掌握管网的管径、走向、埋深等相关信息，管道、阀门及补偿器的生产厂家、型号、性能及安装时间，关断阀的位置及严密情况，放气阀、泄水阀的位置，集中供热系统中的调峰锅炉房或其他可能成为应急热源的情况，重点用户（医院、学校、养老院）的联络方式。

借助科技 提高应急能力

认真分析研究管网结构及负荷分布，制定可能出现具体问题的应急预案及措施，将影响面降到最小。推广应用先进的技术装备，快速查找管网漏点。存备一定量的备品备件，如补偿器、各种规格的短管等。配备现场抢修的车辆和装备（如管网工程抢修车、耐高温防护服等），配备专业抢修队伍，加强队伍的培训和应急演练，提高应急能力。

推广先进技术