浅析集中供热采暖系统的故障

2022-09-10

近年来随着城市化进程的加快, 人们对生活质量水平有了更高的要求, 北方冬季雾霾严重的城市开始大规模的采用集中供热采暖, 一些南方新建的高档小区也开始加入集中采暖的设计。伴随着集中供热采暖系统使用范围的扩大, 由于设计原因或使用过程中发生的问题, 导致温度达不到设计要求, 影响了供热的效果和效率。

(一) 关于集中供热采暖系统的概述

近年来, 我国经济快速发展, 城市化水平大幅提高, 但也伴随而来很多负面影响, 空气质量问题困扰着各大城市, 经常上媒体头条。一到冬季, 好多北方城市雾霾严重, PM2.5值爆表。雾霾的成因有很多种, 其中之一就是由于冬季的采暖供热, 以往一家一户燃烧煤炭的形式独立取暖, 或小规模小型锅炉集中采暖, 虽然取暖效果达到了, 但煤炭燃烧释放大量有毒有害气体, 以及小锅炉燃烧效率低, 尾气处理措施落后是空气污染的源头之一。现在国家开始大力推广集中供热采暖系统用于冬季供热采暖。所谓集中供热, 是指一种以热水或蒸汽作为热媒, 用一个或几个热源经过热交换站向城市多区域的用户提供热能的形式。随着集中供热采暖系统的推广, 系统运行过程中经常出现各种故障, 影响人们的生活体验, 也会对供热企业造成损失。所以我们需要就相关的故障进行系统的了解, 当故障发生时做出正确的判断, 更重要的是做好预防工作。

(二) 集中供热采暖系统常见的故障分析

1. 热交换站或者锅炉系统的故障

热交换站或者锅炉系统是整个供热系统的核心, 一旦它们在运行的过程中出现问题就会导致整个采暖系统供热不畅。一般来讲, 当采暖系统中绝大部分用户的室内温度不达标, 且位于整个采暖系统的各个位置, 这时可考虑是热源出了问题, 应尽快对热交换站或锅炉系统进行检查。在热交换站, 目前较普遍的做法是利用区域锅炉系统提供的低压蒸汽经过汽水换热机组换热, 为采暖系统供热。这里可从这几方面找原因:第一, 蒸汽压力低于设计值, 这时应检查蒸汽管道和区域锅炉系统;第二, 汽水换热机组内蒸汽疏水阀组出现故障, 导致换热机组无法正常换热;第三, 补水系统运行出现故障导致系统水容量偏低, 补水系统正常以变频补水泵的方式居多, 可检查补水泵是否正常运行;第四, 换热机组循环水泵循环水量低于设计值, 这时, 应考虑系统内部有不正常的水量流失, 应检查室外管道和个采暖用户的使用情况。

2. 室外系统故障引起的供热故障

当采暖系统中局部区域用户的室内温度不达标, 或系统中多处用户室内温度不达标但热交换站和锅炉系统没有发生故障时, 可考虑是室外系统的缺陷引起的供热故障。引起室外系统的供热故障的原因主要有以下几种:第一, 室外管网的保温系统不符合标准。保温材料质量低劣, 风化腐蚀严重, 或大规模脱落, 供热系统室外“漏热”严重, 在室外温度和管道内流速过低区域甚至可能导致管道冰冻, 当室外管网是露天设置的情况下更容易出现这种情况;第二, 管道“气堵”, 供热管网设计时, 通常会考虑一个顺水流向的坡度, 引导循环水中的空气在系统高点处设置的自动排气阀排放, 当自动排气阀不能正常工作时, 管网内空气没有及时排出, 积聚过多时会最终引起积聚处管道内热水不流动, 影响整个管网正常运行;第三, 管道的初调节受到破坏, 这种情况多出现在新用户入网后未对管网做整体调节, 引起原有用户采暖不正常。采暖系统中各用户的系统阻力不一致, 通常会在用户采暖入口处设置调节阀组, 用以平衡各用户之间的阻力, 当新用户加入后, 需检查原有用户采暖入口处的调节阀组是否需要做相应调整, 避免以上问题发生[1]。

3. 室内系统的缺陷引起的采暖故障

室内系统的缺陷引起的采暖故障是最常见的采暖故障, 在一个采暖入口内部分用户采暖温度不达标时, 最有可能发生的就是这种故障。最容易引起室内系统的原因有以下几种:第一, 室内管道安装时没有按规范设置必要的坡度。正常设计时, 室内采暖管道应设置千分之三的顺水流向的坡度, 部分用户在装修时自己调整了采暖管道, 没有按要求设置管道坡度, 导致管道内空气无法正常排出, 影响该管道后的散热器不能正常使用;第二, 自动排气阀关闭或损坏, 这往往发生在顶层用户。采暖系统在主管的最高处应设置自动排气阀, 自动排气阀在整个采暖季节应保持常开状态, 当其被非正常关闭时或损坏时就会导致该采暖系统从末端开始发生故障;第三, 没有定期开启散热器的手动排气阀。每组散热器上均设置有手动排气阀, 用以排出积聚在散热器内的空气, 在采暖季节应定期检查开启手动排气阀;第四, 初次调试不当或人为改变调节阀组。在室内采暖系统的设计时为了做好水力平衡, 使用最多的是同程式走管, 并在各支管处设置调节阀, 一次调试后, 使用时不能随意开关此阀门, 避免发生水力失调。第五, 管道堵塞。采暖管道或散热器内的泥沙、锈蚀等杂物容易在管道弯头、三通、阀门处发生堵塞时采暖系统运行不畅, 在较小管径处更容易发生此类故障, 当用户中局部单个散热器发生故障时可着重检查这些地方的管道内是否有堵塞发生。

(三) 对于几种常见故障的预防和处理策略

1. 在用户端出现的故障

集中供热采暖系统在用户端出现的故障主要是散热器和各类阀门以及局部管道出现的问题, 根据发生故障的部位、故障发生时的状况, 结合近期是否有人为的调节采暖系统等因素, 可大致判断故障的类型, 检查相关阀门和管道, 如有损坏及时更换, 避免采暖系统故障扩大化。对于因加入新用户后破坏了原有用户水力平衡的, 设计运营方应结合新用户, 对整个管网综合计算, 重新设定用户的调节阀组, 恢复正常供暖。同时, 在施工环节应严格要求和规范施工, 在容易发生故障的部位严把质量关, 降低故障发生的可能性。

2. 在换热站及室外管网出现的故障

集中供热采暖系统在换热站应设置相应的监控系统, 平时要有人员值守, 发生故障时正确判断, 及时处理。

3. 在设计中应注意的问题

我们在设计采暖系统时, 应严格依据设计规范, 正确选取室外设计参数, 设计时必须经过负荷计算, 水力平衡计算, 合理选择采暖用水的供回水的温差, 根据供回水温差及散热器的设计参数计算出正确的散热量;散热器采暖属于对流式换热, 在布置散热器时应尽量设置在窗台等利于散热的部位, 在特殊房间如控制室等不允许漏水的地方应使用焊管式散热器, 并对管道做焊接处理, 单组散热器数量不超标布置, 布置管道时正确设置相关阀门, 设置采暖入口时应设置合理的阀门室。在设计换热站时有条件的应尽量设置在区域负荷中心处, 根据热源条件选择合理的换热设备, 正确计算换热机组的循环水泵及补水泵, 合理原则泵的扬程和流量, 统筹全局, 认真做好每一方面。