火電企業供熱安全可靠性分析研究及對策

華電電力科學研究院有限公司 何曉紅 吳 暢

1 供熱可靠性主要因素分析

供熱機組非停方面。供熱機組的正常運行是安全供熱的重要保障。某區域火電機組2018~2020年累計發生非停的機組中，采暖供熱機組在采暖期累計發生非停占機組非停總臺次的29%，工業供熱機組全年累計發生非停占總臺次的24%；熱源安全裕量方面。熱源安全裕量為供熱能力最大的一臺機組停運時企業內剩余供熱能力與滿足熱負荷70%供熱能力的差值。某區域2020年熱源安全裕量為正的占61%、比2019年的74%有所下降，熱源安全裕量為負的企業占比39%、比2019的26%有所上升。熱源安全裕量為負時企業缺乏供熱安全保障，一旦發生供熱事故將無法滿足外界用熱需求，需通過新建熱源或供熱改造等方式來提高熱源供熱保障能力。

備用熱源方面。備用熱源是供熱安全的重要保障，在機組檢修或事故工況下尤為重要。2020年某區域有26%的供熱企業在熱源側建有備用熱源，比2019年32%略有下降；有74%的供熱企業在熱源側無任何形式的備用熱源，比2019年68%略有上升，僅有部分企業熱網側與其它熱源單位實現了部分或全部聯網。

熱網聯網方面。熱網與熱源密切相關，完善的熱網可通過熱源的多樣性、熱網互聯互通和各換熱站間的水力熱力平衡等來避免或減少單一熱源或機組故障對熱用戶的沖擊。某區域采暖供熱企業熱網聯網情況中，有24%的企業熱網均接入了2個及以上的熱源或與當地熱網實現互聯互通，機組非停后基本不影響熱網正常供熱；有32%的企業熱網僅實現了熱網部分聯網，一旦機組發生非停，聯網熱源僅能保障一定的應急備用防凍或局部的熱網供熱；還有44%的企業熱網僅有單一熱源，一旦機組發生非停只有少數企業能通過熱源側的備用熱源保證供熱，具有較大的安全風險。

熱網安全性方面。主要包括熱網非計劃停運和熱網非計劃降出力兩種。某區域近三年熱網安全性整體較好，僅發生了部分熱網安全相關事故。2018~2020年發生熱網非停的企業分別有2家、7家和3家；發生熱網非計劃降出力的供熱企業分別有4家、5家和3家。

熱網管網老舊方面。集中供熱的熱水管網一般按20年設計，而根據熱網實際運行經驗，運行超過10年以上的供熱管網普遍存在較大的管網老化、跑冒滴漏、管網水力失調、能耗偏高等問題。截至2020年底，某區域有36%的采暖供熱企業一次熱網運行年限超過10年，10年以上的一次熱網長度占總熱網長度比例高于50%的有11家。結合熱網老舊和近三年熱網非停及降出力情況，可知熱網老舊嚴重的企業更容易發生熱網安全事故。

2 供熱安全可靠性問題分析

采暖期供熱機組非停現象時有發生。運行人員應急調整能力欠缺，遭遇突發情況時對主輔機的調整不到位、不及時；檢修維護不到位，細節落實不佳，缺陷管理不嚴，設備維護不及時；反措落實不到位，對涉及鍋爐、汽機、電氣、熱工等的二十五項反措學習不夠深入，供熱應急專項處置方案可操作性不強；技術監督管理不到位，機組發生強迫停運后未嚴格按照相關原則開展原因分析和采取防范措施，強迫停運再次發生。

部分熱源供熱保障力度不夠。部分企業外部熱力市場拓展較快，熱源供熱能力與實際熱負荷增長速度不匹配，現有供熱機組須發揮最大供熱能力，而新建熱源機組或調峰鍋爐審批較難，事故工況下難以滿足外界熱負荷需求；備用熱源的建設更多從安全角度考慮，具有投資大、回報率低的特點，使熱源供熱企業較少考慮備用熱源技改投入；早期熱源供熱企業普遍存在機組單機容量較小、機組臺數較多特點，“上大壓小”改造后機組單機容量變大，但臺數變少，熱源風險隨之增加，此外城市快速擴張和環保問題使得燃煤小鍋爐被大量取締，備用熱源減少；獨立熱源企業僅躉售熱量給當地熱力公司，在備用熱源的建設方面主動性和必要性較小。

熱網互聯互通普遍不足。部分熱源供熱機組臺數較多、存在備用熱源，企業內部即實現靈活供熱，熱網互聯互通需求不大；早期城市集中供熱發展緩慢，熱負荷較小，熱網布局以支狀管網為主，未能按照互聯互通的需求設計和施工，不利于后期聯網改造工作；長久以來發電企業對發電的重視程度遠超供熱，相關的行業供熱規范和地方供熱條例也未對熱網互聯互通提出強制性要求；較多城市的熱網由多家熱力公司經營，各家需求不盡相同，難以進行有效的整合；部分供熱企業介入當地熱力市場較晚，已有熱力市場格局無法打破，躉售供熱的方式使得在熱網互聯互通上無過多話語權。

熱網非停和降出力無法杜絕。供熱機組故障造成機組降出力或機組非停，從而導致供熱中斷；熱網主干線或支線管道泄漏、設備故障、閥門不嚴，或因外力破壞發生管網泄漏等，造成大面積停熱或全網停運事故；熱力站中換熱器泄漏、水泵故障或補水管路爆裂等，使得熱網降出力現象時有發生；熱網發生故障時搶修不及時、搶修隊伍能力不強、應急物資儲備不足等，也使得熱網缺陷處理不及時甚至擴大。

熱網老化現象日趨嚴重。部分企業熱網建設年限較早，受資金投入不足、產權等因素影響，供熱改造不及時，熱網日趨老化；熱力市場開拓過程中新接入的熱網健康狀況參差不齊，燃煤鍋爐替代、“三供一業”回收和其它途徑收購接入了較多老舊管網，企業老舊管網比例增加；早期熱網受管材材料及施工工藝影響，管道使用壽命縮短、檢修質量差、管網老化加速；部分熱網運行條件惡劣，一些老舊小區的供熱管道長期處于浸泡或陰暗潮濕狀態，熱源參數變化使得熱網參數變化頻繁，應力作用對熱網傷害較大；供熱管理相對粗放，居民私自放水現象時有發生，非供熱期熱網難以有效養護，水力失調、跑冒滴漏、能耗偏高等現象依舊存在。

3 供熱安全可靠性研究對策

夯實供熱生產管理，促進安全基礎提升。夯實供熱基礎管理。總結汲取供熱事故教訓，加強機組設備管網排查和治理，提升智能熱網管控水平；多渠道增加企業供熱安全裕量。適時開展供熱增容改造，積極實現網側互聯互通，將社會熱源納入全廠供熱體系之中；加強應急能力建設。不斷健全供熱預警和應急機制，落實應急措施和隊伍，做好輿情控制，全面提升供熱安全應急水平。

強化科技創新應用，推進技術裝備升級。深挖熱源側供熱潛能。積極推廣低溫余熱回收、新型凝抽背、調峰蓄熱等成熟供熱節能技術，提升電廠供熱能力，保證供熱質量；加強管網優化改造。熱網建設采用無補償直埋、長距離輸送、多熱源聯網、智能熱網等先進技術，加大創新技術應用，加快推進熱網技術裝備升級；做好數字化供熱信息平臺建設。開展基層供熱企業平臺搭建和功能測試工作，為后期開展供熱遠程診斷和運行優化打好基礎。

完善供熱安全標準，提高供熱監督水平。對標發電設備管理，完善供熱管理體系和管理標準，加強供熱設施的運維和檢修管理，強化監管和考核，提高供熱生產可靠性和經濟性；完善供熱技術監督實施細則。參照相關行業標準、設計規范和運行規程，結合熱力企業的實際狀況制定完善的供熱技術監督實施細則，指導供熱企業開展技術監督工作；強化供熱技術監督管理工作，建立三級供熱技術監督網絡，開展熱網可靠性查評工作。

開展安全風險評估，強化問題落實整改。建立供熱安全管理長效機制。健全供熱安全管理體系，加強供熱設備管理，提高供熱安全可靠性和供熱管理水平；開展安全風險評估。結合企業供熱實際情況，按照安全風險的相關要求確立供熱安全風險評估等級，明確安全風險管控職責；強化落實整改。摸清供熱企業安全管理現狀，結合企業生產實際和合區域特點制定有效治理措施。