■ 張俊杰 孫冬彬 劉亞男

供熱管網安全運行是供熱系統(tǒng)的頭等大事，如何才能保障管網在供暖季節(jié)安全運行昵？要在供暖運行之前，排除安全隱患。每年冬季供暖管網發(fā)生的爆管事故頻率很高，每次損失都十分慘重。究其原因，是管網腐蝕、滲漏、補償器老化等隱患未能及早發(fā)現，導致事故發(fā)生。這些小的滲漏、缺陷以及補償器輕微的開裂，依靠現有檢測手段是很難發(fā)現的。因此，非常有必要采用更為先進的檢測手段和技術來滿足當前供熱管網檢測的需求。

一、供熱管網安全隱患

近幾年，供暖企業(yè)提出了“冬病夏治”的理念，在停暖檢修期間及早把發(fā)現的問題和隱患給消除掉，確保供暖季熱網的安全運行。

（一）補償器設計與實際不符

補償器是供熱管網中最薄弱的環(huán)節(jié)，最容易發(fā)生滲漏和爆管等重大的安全事故。因此，補償器定位、修復、更換和維護顯得尤為重要。只有在檢修期間，才能有機會更換、維護補償器。

（二）一次網滲漏

一次供熱管網通常管徑大、距離長、埋設深（淺則4～5m，深則10m左右），且閥門和排氣閥少、氣阻大、保溫層厚，一些小的滲漏，根本無法形成射流穿透保溫層，泄漏噪聲很微弱，靠傳統(tǒng)聲音探測方法很難探測到泄漏點的準確位置。每年夏季檢修時，供熱單位經常遇到一次網壓力保不住，持續(xù)補水的問題。

（三）結垢、堵塞

盡管供熱管網采用的是軟化水，硬度很低，但是因其采用管材基本都是鋼管，所以結垢、腐蝕、堵塞、滲漏現象時有發(fā)生，一旦發(fā)生結垢、堵塞就會導致供熱管網的水力失調、流量變小，影響供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定。

二、管道機器人原理、組成及應用環(huán)境

（一）管道機器人組成以及工作原理

CCTV管道機器人是一套完整的管道內窺檢查系統(tǒng)，是由電纜卷盤、導向車、攝像頭、控制單元、主機監(jiān)控顯示器等組成。按照CCTV管道機器人推進的方式，又可以分為電動和手動兩種。其工作原理是通過CCTV管道機器人放入供熱管網內部，檢測管道內部的結垢、堵塞、腐蝕、裂紋等管道缺陷情況以及補償器的定位信息，通過電纜信號將攝像資料和數據實時傳輸到監(jiān)控主機，經過專業(yè)軟件處理和分析工具，評價管道內部存在問題和缺陷，掌握管網真實工況和現狀，為后續(xù)工作制定解決方案提供了科學的依據，為供熱管網的隱患治理、爆管預防起到了積極作用。

（二）管道機器人應用環(huán)境和條件

CCTV管道機器人盡管優(yōu)勢十分突出，但也受各種條件、工況、環(huán)境的限制和制約。主要應用條件如下：

a. 管道內積水不得超過管道液位20%；b. 管道淤泥、結垢、雜物不能太多；c. 兩頭開孔且吹掃才能減少霧化；d. 開孔的隱患和危害未來可能存在風險。

三、管道機器人檢測思路、流程

（一）檢測思路

CCTV管道機器人具體檢測思路是根據管網補水、保壓的情況以及檢測的需求，通過聲音探測或關閘閉水鎖定可疑的管道，然后通過拆卸閥門或管道開孔，高壓水清洗以及吹掃以后，再將管道機器人放入管網中進行檢測管道內部情況，并實時將數據上傳到顯示器，經過軟件處理分析，評價管網缺陷。

這種機器人屬于常用的機器人，屬于非帶壓作業(yè)的機器人。對于帶壓作業(yè)的管道機器人則不需要這么繁瑣，但仍需開孔或通過消防栓進入管網即可進行探測，但因為成本太高，至今在國內尚未有應用案例。

（二）檢測流程

CCTV管道機器人檢測流程要根據管網淤泥、干燥情況、新舊管網、檢測需求等靈活掌握，不可生搬硬套、盲目執(zhí)行。

CCTV機器人管道檢測流程圖

四、案例分析

寧夏某熱力公司為了實現全市熱電聯產，集中整合了幾家私企熱力公司。由于小的熱力公司以小型鍋爐房為熱源，管網運行壓力0.8Mpa左右，溫度90℃左右，而并網以后運行壓力要達到1.3Mpa，供熱溫度110℃～130℃。很明顯，原有幾家熱力公司的一次網補償器的壓力、溫度都不能滿足熱電聯產需求，只有更換補償器，才能消除供熱期間安全隱患。可是，管網鋪設年限過久、圖紙缺失嚴重，加上補償器的實際位置與圖紙嚴重不符，無法準確找到補償器。最后，決定采用CCTV管道機器人來解決這一難題。

（一）拆卸閥門或開孔

通常，一次網管徑都很大，閥門間距很長，少則幾百米、長則1～2km才有一個閥門，且閥門體積很大，拆卸、安裝的工作量很大，費用很高。但CCTV管道機器人又必須進入管道內部才能檢測，最后決定直接在管道上開孔作業(yè)。鑒于之前熱力公司已經按照圖紙位置開挖了探坑，只是未能挖到補償器，正好可以作為開孔位置。由于CCTV機器人的攝像頭體積很小，管道開孔的作業(yè)面不大，開孔相對簡單。

（二）管道中水排凈

由于之前開挖探坑位置處于地勢低洼地帶，管道正好處于管網的最低點，管道內積存了大量的清水，液位已超過管道50%，足以浸沒攝像頭，影響攝像頭成像效果。因此，CCTV機器人在進入管道作業(yè)前必須先抽水。通常液位不得超出管道的20%，且淤泥要少，內部相對清潔，才能滿足爬行器工作。否則，還要用高壓水進行沖洗，把內部沉積的淤泥清理干凈，才能把機器人放入管道檢測。本次采用的機器人是電動的，而不是手動推進的，在機器人進入管道時相對省力。

（三）吹掃

由于供熱管道是密閉的，且積存了很多殘留的清水，管道內部的濕度很大。而且，管道內外的溫差很大，CCTV機器人一旦進入管道就會在攝像頭上形成霧氣或水珠。即便是在攝像頭涂上防霧化的涂液，也避免不了攝像頭霧化。因此，在CCTV機器人進入供熱管網內部前，一定要采用鼓風機進行吹掃，烘干管道的濕氣。唯有如此，機器人才能正常進入供熱管道中。

（四）CCTV檢測

當所有工作準備好完畢后，將CCTV管道機器人從開孔處進去供熱管道，技術人員利用遠程控制器來控制機器人行進的速度和察看的角度，根據傳輸到地面顯示器的影像資料，3600觀察管道內部的情況，準確記錄補償器的米數和位置，工作人員利用管線探測儀接收機在地面探測出具體的位置，作上標記，便于施工人員開挖、更換。

（五）現場開挖

根據CCTV檢測的補償器圖像和給定的具體位置，組織施工人員根據量測的距離、作好的標記進行現場開挖，開挖驗證結果顯示，CCTV 管道機器人探測的非常準確。

本次使用CCTV管道機器人共檢測出一次網補償器4處，為熱力公司更換補償器、消除安全隱患、保障冬季的供暖管網安全運行發(fā)揮了積極作用，為客戶節(jié)省了盲目開挖的成本，也節(jié)省了大量的檢修作業(yè)時間。但是在今后熱網探測過程中，要根據管道淤泥的情況，科學選擇機器人的類型，如果淤泥清洗不干凈，還是建議采用電動機器人更為妥當。

總之，CCTV管道機器人對供熱管網檢測滲漏、結垢、堵塞、腐蝕、私接管線、補償器定位等有著非常直觀的檢測效果，對解決供熱管網疑難雜癥，熱網“冬病夏治”理念的貫徹落實有著至關重要的作用。盡管非帶壓機器人在實際檢測和操作中，還有諸多不便，但隨著科學技術的發(fā)展，帶壓CCTV管道機器人的出現，管道機器人一定會在供熱管網的安全運行中得到廣泛應用。