摘要：华电新疆发电有限公司乌鲁木齐分公司热网首站（简称热网首站）所带热负荷主要是热网隔压站负荷，热网隔压站与热网首站相距12km，一级网直供约390万㎡小区换热站。乌鲁木齐分公司热网首站于2010年10月建成投运，热网首站的设计最大供热能力为580MW（供热面积大约1157万㎡）。随供热面积逐步扩大应对突发状况时因热网首站设计原因在设备及逻辑保护方面均无有效的处理能力，致使发生两次供热不安全事件，两次事故均属厂外热网事故及热网首站本身设计不合理引起，为避免类似事件再次发生导致供热事故，造成不良社会影响，必须采取措施，杜绝类似事件再次发生。
关键词：设备可靠；逻辑完善；保障安全
一、事故原因分析：
2012年12月因为一级热网管道破裂，造成管网大量失水，系统迅速失压，热网循环泵入口因入口压力低发生汽蚀现象，使热网系统发生强烈的振动和冲击，造成热网膨胀节损坏。2013年12月因热网隔压站停电，热网隔压站热负荷瞬间到0，造成一级供热管道内介质体积迅速膨胀，使供、回水压力快速升高，造成热网回水管道膨胀节损坏。针对两次事故进行分析，第一次事故因热网系统无有效的稳压措施，第二次事故因热网系统无有效泄压保护措施。两次事故有设备设计缺陷，也有人员操作迟缓的原因，为避免类似的事故再次发生影响民生，造成不良的供热事故，具体原因有以下几个方面：
1、设备方面：1）热网回水管道上缺少安全阀及紧急泄压阀，在遇到热网隔压站突然停电事故，热网回水压力上升时无快速降低热网回水压力的措施。2）热网供汽母管上无安全阀及电动泄压阀，在水侧故障导致汽侧超压时无法有效降低汽侧压力。
2、逻辑保护方面：1）在热网运行汽、水侧异常时无快速切除热网汽、水侧保护；2）热网无补水泵稳压等相关逻辑保护。
3、人员操作方面：人员相对操作滞后，未能针对事故现象及时采取快速有效的处理措施。
二、采取的相关措施：
（一）设备设施完善：
1、在热网回水母管上增加两台DN100的安全阀，整定压力分别为：0.7MPa、0.73MPa。
2、热网回水滤水器上加装一台管径DN150紧急泄压电动阀。
3、热网供汽母管上增加一台DN100的安全阀整定压力为：0.6MPa，并加装一台电动泄压阀，动作压力为0.55MPa。
如图一：热网回水管道改造前后对比
改造前 改造后
如图二：热网汽侧改造前后对比
改造前 改造后
（二）逻辑保护改进：
1、增加热网回水压力稳压保护逻辑，保证热网回水压力稳定在要求值的±0.02MPa左右。具体保护如下：①热网回水压力低I值，联启第一台热网补水泵运行，低Ⅱ值联启第二台热网补水泵运行。②热网回水压力≥0.5MPa，延时5S联停运行补水泵。
2、增加热网回水泄压电动门及热网汽侧母管泄压电动门并设定联锁开、关保护，能有效防止超压及过度泄压，具体动作如下：①热网回水压力≤0.5MPa，联关热网回水滤水器泄压电动门。②热网回水压力高Ⅱ值全开热网回水滤水器泄压电动门。③热网汽侧母管压力≥0.55MPa，联开热网汽侧母管泄压电动门。④热网汽侧母管压力≤0.45MPa，联关热网汽侧母管泄压电动门。
3、热网供回水压力高、低超过要求值时切除热网汽、水侧运行，保证热网设备不受损坏，能再次快速投入，具体保护如下：①热网回水压力低Ⅲ值，联开低调；延时20S，联关#1、2机液压快关阀、逆止门、五抽供热网气动调节阀、热网供汽母管电动蝶阀；延时30S，联关热网循环泵出口门后跳运行热网循环泵。②热网回水压力高Ⅲ值，热网回水滤水器排污电动总门全开则延时30S，联开低调；延时40S，联关#1、2机液压快关阀、逆止门、五抽供热网气动调节阀、热网供汽母管电动蝶阀；延时50S，联关热网循环泵出口门后跳运行热网循环泵。③热网供水压力高Ⅱ值，延时10S，联开低调；延时20S，联关#1、2机液压快关阀、逆止门、五抽供热网气动调节阀、热网供汽母管电动蝶阀；延时30S，联关热网循环泵出口门后跳运行热网循环泵。
（三）运行操作调整：
一级热网沿线最高处在隔压站标高为772米。热网首站热网加热器接管处，标高为775米，与循环水泵进、出口管高度压差0.15MPa；130度高温水饱和压力为0.17MPa，附加安全压力0.05MPa，则一级网理论的静水压值应为：0.15+0.17+0.05=0.37MPa。由于本热网系统管路长、管径大、负荷波动大的特点，实际运行可采用0.45MPa静压值比较合适；不宜过高，若静压过高，介质经过循环水泵增压后，势必造成供水管网压力高，对管道及附件（比如厂内补偿器）的运行安全有影响。
图一：
1、通过计算及运行参数分析对热网运行参数进行调整，将热网回水压力由原运行参数：0.5-0.75MPa，调整为：0.45-0.55MPa；2、制定热网安全运行的专项技术措施：1）、热网回水压力低于要求值时及时启动热网补水泵向系统补水，并根据热网回水压力情况及时降低热网循环水流量，热网回水压力无法维持时及时退出热网汽、水侧运行。2）、热网回水压力快速升高时及时开启热网泄压阀进行泄压，同时联系热网隔压站了解情况，如因热网隔压站停电造成，应快速切除热网汽侧运行，在热网隔压站运行正常后回水压力会降低，监盘人员要提前关闭热网回水泄压阀，并将热网除氧器补至高水位，及时启动热网补水泵向系统补水，并适当降低热网循环水流量，将热网汽侧缓慢投入运行，热网汽侧在热网隔压站失电再次投入前期两小时应适当控制热网热负荷，因热网首站距热网隔压站有12km，完成一个循环需要2小时左右，在两小时后会有大量的高温度热水进入热网首站，会造成热网首站回水温度快速上升，容易引起热网汽侧母管超压，前两小时控制热负荷可以避免热网首站回水温度高造成的冲击。
图二：
热网隔压站失电改造前后对比参数：
改之前：热网隔压站停电后回水压力3分钟由0.64MPa上升至1.033MPa(压力变送器最大量程1.0MPa）,如图一
改造后：热网隔压站停电后回水压力3分钟由0.45MPa上升至0.625MPa，热网回水压力可控。如图二
由上图可以看出，通过改造后可以有效避免因热网隔压站停电对我厂热网首站造成的冲击，改造后在采暖季发生了多次热网隔压站停电事故，均得到有效处理，未对热网首站设备造成损坏，保证了热网安全可靠运行。
三、总结：
综述通过逻辑保护改进、设备设施完善、运行操作等多方面的完善，可有效避免因热网隔压站停电、供热管道泄漏等事故引起热网首站供、回水管道超压或循环泵入口压力过低引起气蚀，同时可以避免因水侧故障引起汽侧超压损坏设备的事故发生，可有效保证热网安全可靠运行。
论文作者:王毅
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/27
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