某大学城供热管道漏水、漏汽事故分析

某大学城供热管道漏水、漏汽事故分析

凌方舟

江苏力文工程设计有限公司

摘要：本文对某大学城供热管道漏水、漏汽事故进行了分析，提出了可靠的解决方案，并归纳总结经验教训。

关键词：蒸汽管道；供热管道；漏水事故

绪论

某大学城蒸汽供热管网验收完成试运行阶段，多次出现板换前安全阀起跳并大量漏水、漏汽现象；并在一周后出现入户端走廊顶管道泄漏。经过设计、施工、监理与甲方现场事故分析，得出了事故的原因。由设计方出具事故调查报告，并提出整改、解决意见；由施工方落实整改，甲方吸取经验教训。管网之后运行正常，再未出现相关事故。

一、事故概况

1、板换前安全阀多次起跳

大学城供热管网为非连续用汽，仅在晚上学生洗澡时运行。事故出现于第一天板换停止工作后一段时间，安全阀起跳，泄漏大量蒸汽；甲方工人发现事故，手动关闭减压阀组切断阀，重新复位安全阀。之后每天都会出现相同事故，且安全阀起跳后泄漏的并非蒸汽，而是大量的热水。

安全阀起跳后，由于泄放管道未按要求接出室外，造成室内大量排放蒸汽以及热水。

2、入户管道发生漏水、漏汽现象

在试运行一周后，入户端走廊顶管道发生漏水、漏汽现象，严重危及学生、老师及工作人员的人身安全。工人在发现事故后，及时关闭了大学城总供热管线的主切断阀，阻止了事故的进一步发展。

3、教师公寓发生漏水、漏汽

在运行前两个事故处理完成后数周，出现两个公生活区热水温度过热造成管塑料热水管破坏引起的漏水事故。

二、事故分析

1、工程设计概况

（1）事故段工艺流程如下：

图2－1 事故段工艺流程

（2）蒸汽由市政主管接入，蒸汽设计压力2.5MPa（G），设计温度350℃，设计安装温度取20℃。

（3）蒸汽架空管、蒸汽地埋管工作管、疏水及放气管道均选用20＃无缝钢管(GB3087-2008)。地埋管外套管均选用L245螺旋缝焊接钢管(GB/T9711-2017);

地埋管道预制应符合《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》 CJJ/T 104-2014。

弯管、弯头、三通、封头和堵头均为CF415无缝碳钢管件(GB/T12459-2017)。管件订货时，壁厚必须保持正公差，其壁厚偏差应满足规范中要求。

法兰组件的材料和垫片按《钢制管法兰、垫片、紧固件》(HG/T20592～20635-2009)选用。

阀门紧固件：35CrMo全螺纹双头螺柱、螺母为30CrMo六角螺母Ⅱ型、垫片为D型缠绕式垫片，材料标记为1222，密封面形式RF。

波纹补偿器采用全埋Ⅲ型波纹补偿器，使用温度≥300℃，PN40。

2、事故原因

（1）系统为自动控制，在结束供热时，位于板换前的自动切断阀会自动关闭，但并未与市政接入端的电动阀组联动，仅仅关闭了板换前的自动切断阀；且由于操作工人没有相关运行经验，并未手动操作关闭市政接入端的电动阀。

导致市政接入端直至板换前自动切断阀这一段蒸汽管道为承压状态，且为不流动状态。蒸汽减压阀减压是通过控制阀体中的启闭部分的开度，让不同压力的蒸汽流过节流件，以此来调节蒸汽的流量，并降低蒸汽的压力。其阀后的压力调节启闭件的开度，必须依赖蒸汽的流动来控制，当蒸汽为静止状态时，减压阀无法正常工作。

当所有板换都关闭时，前段为静态蒸汽，减压阀不起作用，市政蒸汽的压力传导至减压阀组后的安全阀，必然会导致超压起跳，多次起跳及水击会导致安全阀损坏。

（2）因为仅关闭了板换前的自动切断阀，导致阀前至市政入口处所有管道充满了蒸汽，由于散热作用，蒸汽一直不停的冷凝为水。且由于操作工人贪图方便，以及甲方出于省钱的考虑，将沿线的所有疏水阀组关闭，无法将冷凝水排出。

经过一天一夜的冷凝，管道中充满了水，当第二天再次开机时，有大量的水进入板换。

（3）由于疏水阀组的关闭，管道中的冷凝水无法及时排出，导致运行时产生水击。水击对管道的冲击力巨大，会对管道的弯头，补偿器产生巨大的损伤。在连续一周的使用中，水击的冲击导致了入户端管廊中一弯头焊缝破坏，产生了漏水、漏汽的现象。

（4）生活区热水供应系统的事故是由于电动控制阀失灵造成的，失灵的控制阀位于换热器的蒸汽一侧，由于热水管线的用户支管采用的是塑料给水管，使用温度不能超过60摄氏度；正常情况下热水达到60摄氏度时，电动控制阀应立刻切断阀门，防止管道损坏，但现场的阀门并未正常切断。蒸汽依旧在通过换热器进行热交换，使换热器热水侧的水温持续上升至90~100摄氏度，高温热水被供应至管道井内，当热水出口被打开后，高温热水就会进入到用户支管内，过高的温度超过塑料管的使用上限，管道被软化，产生破裂，进而造成漏水事故。

三、事故处理

（1）增加联动控制，当板换关闭时，同时关闭板换前切断阀以及市政接入端切断阀。此措施可保证减压阀安全运作，且可极大的减小管网停动时的热损失，即保证了安全，又减少了浪费。

（2）管网中的所有疏水装置不得关闭，及时排出管道中的冷凝水，保证管网的安全。

（3）更换入户端损坏的弯头，并对焊缝进行无损检测。

（4）对管网全线进行全面的检查：检查焊缝外观是否完好，对有疑问的焊缝进行无损检测；对有损坏的进行返修。检查补偿器动作是否正常，外观有无损坏；对有损坏的补偿器进行更换。检查管托位移是否正常，是否存在动作位置不正常、脱出支架、损坏的情况，对有问题的进行复位，更换。

（5）所有安全阀的泄放管道按要求接至室外，并在安全阀排放出口位置设置了管道固定措施，防止安全阀起跳后排汽的反冲击力对管道和阀门造成破坏。

（6）甲方吸取经验教训，加强操作工的培训，提高运营水平和责任感。

（7）增加DDC控制，后台开放数据，便于根据今后热负荷曲线进行程序化控制。

（8）设计未能考虑到使用方操作工的经验水平可能存在不足的情况，在今后的设计中，应更全面的考虑。

（9）采取以下措施解决温控阀控制系统失灵的问题。一是在汽水换热器蒸汽管路原电动阀后增加一个自立式温控阀，自立式温控阀是一种机械装置，在一次调试完成工作状况稳定，失灵概率极低，工作原理是利用液体受热膨胀及液体不可压缩的原理实现自动调节。温度传感器内的液体膨胀是均匀的，其控制作用为比例调节。被控介质温度变化时，传感器内的感温液体体积随着膨胀或收缩。被控介质温度高于设定值时，感温液体膨胀，推动阀芯向下关闭阀门，减少热媒的流量;被控介质的温度低于设定值时，感温液体收缩，复位弹簧推动阀芯开启，增加热媒的流量。

（10）自立式温控阀感温探头插入罐体内(罐体原预留有温包插入口)，原电动温控阀的感温探头插入换热器出水管，两个温控阀串联。形成电动和机械双感温双控的形式，任意一个阀门正常工作都可以保证切断蒸汽管路，可以大幅降低换热器热水侧的过热概率。二是将电动阀温度探头采集的温度信号传递至公寓值班室，并配置报警铃，当两个阀门均出现故障，换热器出水温度达到 65 度时进行报警，提醒相关工作人员巡查解决。

（11）本科生学生宿舍生活给水分区为 1-4 层为给水低区，5-6 层为给水高区，研究生学生宿舍生活分区为 1-5 层为给水低区，6-7 层为给水高区，为保证冷热水压力平衡，在屋顶设置相同高度的冷热箱，向学生宿舍供水，低区利用水箱储水的势能重力供水，可以保证冷热水压力平衡和洗浴用水自管适度;由于水箱高度不足，水箱储水的势能不能满足高区卫生器具的压力要求，所以在冷热水两侧设置了流量压力完全相同的增压变频泵，但是当用水量较小时，冷热水变频泵没有同步工作，水泵启泵时造成瞬间压力波动会造成卫生器具冷热水侧压力大幅波动，严重影响用水的舒适性，所以建议对冷热水变频泵控制柜的控制方式进行调整，即由冷水变频泵的压力开关同时控制冷热水变频泵的启停，这样可以保证冷热水两侧压力同时变化，避免卫生器具一侧冷热水压力的压差大幅变化，保证淋浴器出水温度的温度。

结语

综上所述，某大学城供热管道漏水、漏汽事故进行了分析，及时解决了事故，阻止了事故更进一步的扩大。本文如有不当之处，欢迎读者斧正。

参考文献

[1] CJJ34-2010《城镇供热管网设计规范》                      

[2] CJJ28-2014《城镇供热管网工程施工及验收规范》

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