1、申報論文（中 級）題目： 供熱管道泄漏監測系統 選擇與實施 單 位：烏魯木齊通道供熱公司 姓 名：胡彥彬申報專業：供熱 2015 年 11 月 9 日摘 要隨著我國集中供熱系統規模穩步增加和能源問題的日益嚴峻，集中供熱管道系統的遏制跑冒滴漏節能降耗和提高供熱管道使用壽命成為目前供熱管網的重要問題。長期以來我國集中供熱管網施工管理落后，熱力管道質量控制缺失，由此造成供熱管道密封不嚴、熱力管網散熱損失嚴重、供熱管道使用壽命低等問題，使得供熱管道惡性事故頻出，供熱管網失水及能量損失居高不下。為了能有效解決上述問題，城市集中供熱管道應選擇并加裝泄漏監測系統。本文通過分析我國供熱管網的現狀以及存在的問題

2、，介紹了國外供熱管道泄漏監測的現狀以及我國供熱管道泄漏監測的可選系統。通過對國內幾個供熱管道泄漏監測系統安裝和運行情況的調研，分析其供熱管道施工中存在的問題，分析結果顯示，安裝泄漏監測系統有助于提高供熱管道建設質量以及延長供熱管道的使用壽命。城市熱力管網在設計和施工中都要注意泄漏監測系統建設問題。針對新管線建設和老舊管線的更新，提出了泄漏監測系統的選擇原則以及施工管理方法。關鍵詞：泄漏監測系統 泄漏檢測 目 錄摘 要II緒 論1一、前言2二、國內外供熱管線泄漏監測與檢測現狀32.1、我國供熱管線安裝施工現狀32.2. 我國供熱管線的泄露檢測現狀32.3. 我國供熱管線泄露監測系統安裝及運行情況

3、現狀32.4. 北歐國外供熱管線泄露監測系統現狀3三、供熱管線監測系統選擇43-1國內可獲得的監測系統43-2供熱管線泄漏監測系統的選擇原則4四、供熱管線泄漏監測系統的實施原則5結論7參考文獻8緒 論隨著我國城市化進程的加速，在北方地區，需要供熱的建筑物和設施成倍增加，截止2011年底，全國供熱面積達到47.38億平方米，供熱管道的總里程達到13萬公里。但是，現有供熱管道的建設水平低，跑冒滴漏嚴重，造成巨大的能源浪費和管道投資損失。要解決我國熱力管道建設質量低、能源浪費嚴重以及管道壽命短的問題，我們需要考慮給新建熱力管線和改造熱力管線加裝適合的泄漏監測系統，對管道泄漏狀態進行實時監測，及早發現

4、泄漏隱患并排除，降低管道運行維護費用，減少能量損失，提高管道使用壽命。同時，提高熱力管道施工設計完善程度，對熱力管道建設施工提出更高的要求，以避免施工不當對管道帶來的損害以及保證泄漏監測系統正常運行。本文通過對我國供熱管線安裝及監測系統安裝現狀的分析，給出解決供熱管道泄漏監測的辦法-安裝管道泄漏監測系統并優化熱力管道施工過程控制。供熱管道檢測系統安裝供熱是一項系統工程，系統的優化包括施工圖設計的優化、管道制造技術指標的優化、施工過程的優化、補口質量的提升以及施工檢測作業控制的優化。熱網工程作為市政現代化建設的主要標志之一，在市政基礎設施投資占有相當大的比重。一、前言集中供熱在近年來的蓬勃發展，

5、進入了嶄新的時代，今后集中供熱不僅在規模上會繼續擴大，而且伴隨技術進步和行業競爭，對供熱質量和水平也會提出新的要求。隨著市場經濟的發展、世界能源價格的沖擊等眾多因素影響，我國已經開始重視改變現行供熱管道能源損失大、使用壽命低和惡性事故頻發的問題，通過標準制定、大型供熱公司試行等方式積極推行供熱管道泄漏監測，改變目前熱網建設質量差、管道泄漏查找困難的局面，改變傳統的施工理念，研究新的施工方法，合理有效地的發揮熱網的節能輸送能力、提高熱網使用壽命。供熱管道泄漏監測系統選擇原則以及施工控制正式針對我國供熱管道建設的落后現狀提出的，旨在理清對管道泄漏監測系統選擇原則的正確認識以及施工過程的優化與控制，

6、提高供熱管道的建設質量，減少熱網能耗，延長熱網使用說明。二、國內外供熱管線泄漏監測與檢測現狀2.1、我國供熱管道及其安裝施工存在的問題1980年代，北歐供熱管道技術隨著國外政府貸款工程應用到國內集中供熱管道工程中，經過30多年集中供熱的突飛猛進，以鋼管、聚氨酯保溫層和高密度聚乙烯外護管以三位一體結構構成的保溫管在中國得到了長足的發展，最大管徑達到了DN1400，截止2011年底，根據相關資料，中國供熱面積已經超過了47.38億平方米，供熱管道總里程超過13萬公里。遺憾的是，在我國引進并消化吸收了北歐供熱管道制造技術的同時，并沒有同步引進北歐供熱管道泄漏監測技術，已經鋪設的超過13萬公里的供熱管

7、道多數為直埋且基本都沒有泄漏監測，無法對管道內、外泄漏情況進行準確判斷和定位，帶來了失水、能量損失以及惡性泄漏事故頻出等問題。低價中標等招標制度的實施和行業惡性競爭愈演愈烈，也給供熱管道帶來了很多質量問題：1）高密度聚乙烯外護管材質大多達不到現行標準要求，回收料使用泛濫；2）低價采購管道的聚氨酯密度普遍偏小，抗壓強度不足，安裝過程中容易造成保溫層壓扁，造成保溫性能不足，外表面超溫和泄露隱患；3）保溫層耐溫不足導致主干線高參數運行管道保溫層嚴重碳化失效。熱力管道施工中，對工作管焊接、安裝以及壓力試驗等方面的要求一般都比較規范，工作管焊接質量基本可靠。但是，施工中對管道的保溫補口以及現場臨時接管開

8、口等處的保溫密封等施工質量控制卻基本被忽視，造成的問題是多數保溫補口密封不做氣密試驗，不做焊口試驗，密封不嚴，發泡密度不足等問題。臨時接管、現場制作固定墩等部位對保溫層打開后不進行密封，直接在施工過程中就留下了地下水滲入保溫層的通道。補口密封不嚴以及臨時接管外護管密封缺失等問題，給管道帶來了極大的腐蝕隱患。熱力管網中保溫補口數量巨大，不合格的補口將直接導致供熱管道保溫層進水、鋼管腐蝕、熱損逐步增加和管道使用壽命下降等問題，抬高供熱運行成本，降低了管網投資效益。按照正常的邏輯來說，應該是問題越多越需要采取監控措施，恰恰相反，我國的供熱管道基本沒有泄漏監測手段。全國集中13萬公里的供熱管道至少也有

9、1300萬個補口，管道泄漏隱患之巨大令人觸目驚心。2.2. 我國供熱管線的泄漏檢測現狀我國現行供熱管道沒有裝備泄漏監測系統，無法檢測到地下水滲入保溫層的外泄漏故障。而介質泄漏故障的檢測基本上依賴升壓、分段關閥門等非常低效和落后的方法查找泄漏管段，再通過相關儀、聽音桿、超聲波檢測儀等查找泄漏點。這些傳統的檢測方法需要保證管道系統里面有一定的運行壓力，而且只能檢測到部分介質泄漏嚴重的故障點。輕微泄漏或者外泄漏故障基本無法檢測到。夏季管網維修排查過程中，需要對系統進行升壓檢測漏點，檢測成本高。而且升壓后內介質泄漏會進一步加劇保溫層潮濕范圍，造成進一步的保溫層外泄漏故障擴大化，引起更大面積的管道腐蝕。

10、可以看出，目前常用的供熱管道泄漏監測手段都是事后檢測的方法，缺乏預防性，檢測到泄漏點進行維修時，也僅僅是對泄漏位置的局部進行工作管的焊接修補，而不對保溫層潮濕范圍進行檢測，維修不徹底，泄漏點維修后仍會陸續出現其他銹蝕穿孔點。供熱管道的內泄漏源于外泄漏，正式由于外泄漏造成的工作管腐蝕才最終導致介質泄漏。所以，供熱管道的運行維護應從事后修補的工作方式轉換到預防性維護的工作方式，即從修補內介質泄漏點為主轉變為修補外泄漏點為主，如此，才能降低管道維修維護成本，切實提高管道的使用壽命。供熱管道使用壽命的提高意味著管網能源損失減少和管網投資效益的增加。如何才能實現供熱管道運維從被動維修轉換到預防性維護呢？

11、管道泄漏監測系統是實現這一轉變的關鍵。預防性維護實施得當的情況下，在供熱管道整個使用壽命內，管道泄漏監測系統能為供熱企業帶來相當于監測系統自身投入上千倍的回報。2.3. 我國供熱管線泄漏監測系統安裝及運行情況現狀10年前，供熱管道泄漏監測系統也是由于國外政府貸款項目的要求進入到中國供熱管道市場，為多個國外政府貸款項目進行了配套，例如牡丹江供熱項目、大連熱電供熱項目、秦皇島供熱項目、青島供熱項目等等。但大多數監測系統并沒有正常運行，而僅僅是滿足貸款項目驗收的需要。國內投資的供熱管道項目極少有安裝管道泄漏監測系統的。除了北京熱力公司已于近年要求直埋管道供貨加裝報警線，其他工程的供熱管道基本沒有加裝

12、報警線。經與業內監測系統供應商和多個安裝了監測系統或者管道安裝了報警線的供熱企業相關人員交流，已經安裝的系統無法正常運行的主要原因在于施工過程沒有做到有效控制。主要體現在：1）報警線由施工單位接線，很少測試，而施工單位人員缺乏相應的培訓，無法正確實現監測系統的線路安裝和檢測；2）施工中出現的補口問題、管道質量問題、施工破壞問題無法及時糾正，導致監測系統施工過程中就無法做到全線貫通；3）項目業主缺少對監測系統施工質量控制的認識，導致工程無法嚴格控制；4）相應規范、標準和作業規程的缺失導致監測系統施工沒有質量控制標準可依賴；5）監測系統供應商捆綁銷售監測系統的目的僅僅是為了實現管道產品的銷售，自身

13、缺乏對監測系統施工的重視。2.4. 北歐國外供熱管線泄露監測系統現狀北歐國家的供熱行業尤其是瑞典的供熱行業與我國供熱行業的溝通和交流較為頻繁，我們也通過交流和訪問了解了北歐國家供熱管道及其監測系統安裝情況的現狀。歐洲有統一的供熱管道相關標準，制造商數量不多，保溫管道基本做到嚴格按照歐洲標準制造和供貨，材料質量有保證、制造工藝有保證，管道質量優良。歐洲管道制造商和管道補口服務商的補口技術較為先進，切實能夠做到補口密封嚴格，管道建設過程中質量控制嚴格，基本可以杜絕地下水入侵保溫層的外泄漏點。即便如此，在北歐國家的供熱管道建設中，依然把泄漏監測系統作為管道的標準配置，已經成為供熱管道的有機組成部分。

14、而且，管道部分大小，都標準配置泄漏監測系統，甚至小到DN20的入戶管道。可靠的產品質量、嚴格的施工質量控制以及管道泄漏監測系統的配置使得北歐國家的供熱/供冷管道的使用壽命都能夠達到30年以上，有的甚至可以使用到50年。2.5. 管道泄漏監測系統必不可少比較國內供熱管道的材料、施工、補口、運維的現狀和北歐供熱管道的現狀，我們不難得出這樣的結論：給供熱管道配置泄漏監測系統對我國的供熱管網來說，已經不是應不應該配置的問題，而是必須配置，才能減少供熱管道的問題，減少資源和能源浪費，提高百姓福祉。在全世界有集中供熱的國度里，中國的供熱管道質量、工程建設質量是最差的，管道運行維護管理的水平也是最低的，管道

15、的使用壽命是最短的。解決這一突出問題的關鍵是通過安裝泄漏監測系統提高供熱管道施工質量，通過監測系統安裝過程中的不斷檢測來反復確認管道補口質量，通過監測系統安裝過程中對井室、臨時接管等部位容易缺失外護密封性位置的嚴格要求提高施工作業質量，通過監測系統對管道回填、試壓等過程后的檢查測量來進一步確認材料和施工質量，排除施工破壞點和故障點，建設完整和符合設計及規范要求的供熱管網。應該說，如果管道泄漏監測系統在北歐的供熱管道上可以被認為是可有可無的，對于中國的供熱管道，確實十分必要而且必須的標準配置，我們的材料、施工存在的問題遠遠超出北歐供熱界人士乃至世界除中國之外其他國家供熱界人士的想想。三、供熱管線

16、監測系統選擇3-1國內可獲得的監測系統目前在國內可獲得、具有運行可能性的監測系統有如下幾種：1）電阻法監測系統 德國布蘭德斯系統，采用鎳鉻合金絲作為傳感線，導線有激光打孔的塑料外護，通過電阻法來定位泄漏點和斷點等故障；國內的供應商為經銷商，沒有監測系統現場施工和檢測服務；2）阻抗法監測系統 采用安裝在保溫層中銅線作為傳感線，通過測量銅線和鋼管之間的阻抗變化來判斷泄漏點和斷點等故障，可測量線路長度。阻抗法監測系統采用銅線作為監測線的系統古老而成熟，目前多數系統是基于這一原理開發的。目前基于阻抗法的管道泄漏監測系統主要有丹麥的EMS（European Monitoring System）系統和瑞典

17、的PG（Pipeguard Monitoring System，有瑞典PG Monitoring System公司提供）。其中瑞典PG公司在歐洲供熱管道泄漏監測市場上是最大的運營商和供應商，在線監測的管道長度超過了4000公里。PG公司的系統采用了“互聯網+”的構成方式，各監測設備彼此獨立運行，數據通過無線傳輸，監測軟件為基于WEB的SPG5.0監測系統，對訪問用戶數量、訪問時間和訪問地點均沒有限制，通過監測軟件可以實時了解各監測系統上傳的監測測量數據，供用戶判讀，避免任何誤報。瑞典PG公司在中國除了提供管道泄漏監測系統外，同時提供基于瑞典技術的監測系統接線、安裝、檢測和基于瑞典技術的現場保溫

18、補口服務。電阻法和阻抗法都能夠對管道內、外泄漏進行實時監測。根據歐洲監測系統標準EN14419和中國已經通過審核即將發布的標準城鎮供熱直埋熱水管道泄漏監測系統技術規程，上訴兩種方法均可滿足標準的要求，只是，為了滿足標準中提出的傳感線必須適合于不同類型監測系統工作需要的要求，采用電阻法的系統，需要同時在保溫層中加裝至少2條銅線，以便于采用阻抗法設備接入。3）基于光纖分布式測溫的監測系統 基于光纖分布式測溫的監測系統的傳感線為光纜，光纜敷設在保溫管道的外表面，可以識別由于管道保溫層損壞或者介質泄漏導致的光纜所處環境溫度的變化。也可用于供熱管道的泄漏監測，但更多傾向于內介質泄漏監測，對保溫層局部潮濕

19、，基本不具備檢測能力，局部小范圍外泄漏監測的靈敏性低于采用電阻法或者阻抗法的系統。3-2供熱管線泄漏監測系統的選擇原則存在多種系統可供選擇的情況下，如何選擇合適的供熱管道泄漏監測系統呢？根據對國內外監測系統工程實踐的了解，結合中國供熱管線施工中的特殊性，總結泄漏監測系統的選擇原則如下：1）從早期報警角度來說，盡可能首先選用電阻法或阻抗法的監測系統，早期外泄漏預警功能更強；2）從施工便利角度來說，最好采用報警線埋設在保溫層中的監測系統，因為報警線一般較為纖細，埋設在保溫層中的報警線更容易受到保護，而且，對泄漏的監測也最直接；3）從施工的可行性的角度來說，最好選用采用電阻法或阻抗法的監測系統，因為

20、這兩種方法對線路接頭的數量沒有限制，更有利于在無法連續施工的條件下，與施工進度和安排配合安裝。在中國，由于施工審批項目繁多，尤其是在城市條件下，不一定能夠實現連續施工與輻射。光纖分布式測溫監測系統由于需要連續敷設才能滿足對光纜接頭數量的控制要求，不是很適合分段施工的工況。4）從系統安裝可靠性和實際施工協調難度方面考慮，盡可能選擇能夠提供配套現場接線、測試、補口、調試、施工報告、竣工圖紙等一些列系統+施工+補口一條龍服務的供應商，避免由于施工協調不暢和補口質量問題影響監測系統的最終運行效果。5）從系統可靠性角度來說，最好選擇各監測設備獨立運行，互不依賴，數據無線傳輸，監測軟件基于網絡的系統，系統

21、可靠性高，數據訪問便利。6）從監測系統提供數據內容上說，最好選用能夠實時提供實際監測數據的系統，便于排出干擾信息，做出準確判斷，提供更多的決策參考。7）對于無法解決施工質量控制和補口質量控制的供熱管道工程，建議采用阻抗法和光纖分布測溫系統并行安裝的方式，最不利條件下保證內泄漏故障報警信息有效。8）對于老舊管道改造的工程，建議采用阻抗法系統，便于未來與其他管道銜接和系統擴展。9）從施工經驗上來說，盡可能選擇具備國內、外使用和工程安裝業績的系統供應商，以保證工程安裝可以以正確的方式進行。供熱管道工程多數屬于隱蔽性工程，監測系統的接線、測試等工作都要求一次性做對，運行后再改錯的成本太高，因此，監測系

22、統在國內工程上的成功施工經驗和管理經驗很重要。以上原則結合工程實際，可協助實現對管道泄漏監測系統的審慎選擇。四、供熱管線泄漏監測系統的實施原則為了保證管道泄漏監測系統能夠順利完成安裝和交付運行，施工過程的安排和控制至關重要，以下是工程設計和施工中應盡可能遵守的原則：1）監測系統設計、變更應與管道設計和變更同步進行，二者不可脫鉤，以保證系統接線的準確性以及與管道系統的匹配性；2）監測系統施工中報警單元檢測、接頭檢測、分段檢測、管溝回填檢測、水壓試驗后檢測均應有明確的表格和圖片記錄，清晰記錄檢測位置和監測數據，并得到質量控制人員的復查認可；3）有報警線的管道和無報警線管道連接處應將報警線引出到地面

23、上的測點箱中；4）所有井室中的保溫管外護管進井長度不小于500mm，對所有進井保溫管的保溫層端部均應采取永久性防水密封措施；5）保溫管進井的穿墻密封管件應采用集成了監測系統跨接接線并采取相應密封措施的工廠預制總成式井壁密封管件，避免施工單位現場裝配井壁密封件；6）將監測系統接線和保溫管補口作業打包，統一由監測系統的供應商承擔，以避免施工過程中由于目標不同導致難以協調，甚至造成監測系統在安裝過程中出現已知故障點無法排除和解決的問題；7）對竣工圖應有明確的規定，應提供接口位置、關鍵點坐標、線路長度、路由長度等全面的信息，以方便日后檢測定位時參照竣工圖紙確定故障點位置，也便于將管網信息合并到GIS系統當中；8）除了上述原則外，其他施工中的規程完全按照EN14419和城鎮供熱直埋熱水管道泄漏監測系統技術規程的要求執行；9）保溫管道的質量應符合GB/T29047的質量標準要求，基于中國保溫管道材料的現狀和工程材料采購制度的現狀，最低限度應保證保溫層端部密度不小于50kg/m3且高密度聚乙烯外護管的強度和斷裂