河南省安裝集團有限責任公司 樊躍峰

熱工儀表防凍技術探討

河南省安裝集團有限責任公司 樊躍峰

熱工儀表在保證熱力工程安全運行中起著至關重要的作用。但在天氣較為寒冷的地區(qū)，因設計和施工工藝不當，常常有儀表及其附屬的導壓管、差壓變送器等被凍壞失靈的情況，致使鍋爐水位、部分汽水流量及壓力信號不準，增加維護工作量，同時給工程運行帶來了嚴重的安全隱患。為此，應當從設計和工藝施工這兩方面著手，使熱工儀表達到防凍的效果。

一、熱工儀表防凍設計

1.蒸汽伴熱。當采用蒸汽伴熱防凍時，一般是將通有蒸汽的伴熱管與儀表敷設在一起，然后外加保溫。單根或兩根儀表管路，可以將伴熱管敷設在儀表管路的兩旁或中間；整排走向的儀表管，可間隔進行蒸汽伴熱，以節(jié)約成本。儀表管路進入保溫箱時，保溫箱內(nèi)應裝設伴熱管路。敷設伴熱管時，應注意使流量、水位等差壓儀表的正、負壓測量儀表管路盡可能地受熱均勻，因為如果兩根管路受熱不均，會引起管內(nèi)介質比容的相對變化，進而引起測量誤差（對差壓量程較低的汽包水位，正、負儀表管路應尤其注意）。因此，差壓儀表的正負測量管路與伴熱管路不應太近，受熱程度應基本相同。

伴熱蒸汽的汽源要可靠，汽源壓力應能使蒸汽輸送到各分支管路的末端，并保證一定溫度和流量。汽源壓力一般不超過1MPa，溫度不超過200℃（對于余熱鍋爐系統(tǒng)，如為雙壓系統(tǒng)，鍋爐低壓蒸汽即可滿足伴熱要求；如為單壓系統(tǒng)，可增加一套減溫減壓器，引用鍋爐自產(chǎn)蒸汽即可）。各伴熱管分支上均需裝設一次閥門和二次閥門。一次閥門作為開關汽源用，裝在支管從母管引出的地方；二次閥門作為調(diào)整伴熱汽量和伴熱溫度用，裝在各分支的末端。各分支管的疏水，可根據(jù)情況接入疏水母管或直接排入地溝。注意伴熱溫度不能使測量管內(nèi)的介質汽化。工藝伴熱管線采用公稱直徑DN10、DN15、DN20三種規(guī)格的無縫鋼管。伴熱管與測量管應采用同樣的保溫方式，一體保溫（一般采用外纏石棉繩+玻璃絲布）。

2.電伴熱。當采用電伴熱防凍時，在安裝前要使被加熱儀表管道的防銹防腐涂層干透，管道上無毛刺和利角，檢查電熱帶表面有無破損，電熱帶絕緣電阻應≥20MΩ。安裝時，每隔50cm將電熱帶用玻璃纖維壓敏膠帶或鋁膠帶固定在干管上，盡可能將電熱帶附在管道下斜45°側方向；線路的第一供電點和尾端各預留1m長的電熱帶，以便隨時拆除、維修和更換；在使用二通或三通配件處，電熱帶各端應預留50cm長，多根電熱帶應注意合理選用電源點，便于維修；保溫層材料必須干燥，要加防水外罩，在保溫層外加警示標簽并注明“內(nèi)有伴熱帶”。安裝完成后，檢查電熱帶表面是否損壞，用搖表2500VDC測試每一獨立回路一端，絕緣電阻應在20MΩ以上；保證電源部分過載保護、漏電保護和防爆安全裝置良好。

對于電伴熱方式應嚴禁蒸汽伴熱與電伴熱混用于一體，伴熱帶安裝時不得破壞絕緣層，應緊貼于被加熱體以提高熱效率，若被伴熱體為非金屬體，應用黏膠帶增大接觸傳熱面積，以尼龍扎帶固定，嚴禁用金屬絲綁扎。電熱帶一端接入電源，另一端線芯嚴禁短接或與導電物質接觸，并剪切為“V”型，使用配套的封頭套封，接線后應用硅膠密封。安裝時應逐一測量伴熱點的絕緣電阻，屏蔽層必需接地。按電伴熱各路的電壓、電流等參數(shù)選用漏電保護裝置。

采用蒸汽伴熱初期投資較小，但能耗大，且運行維護工作量較大，其本身也為易凍介質，施工及運行過程中要注意其自身的防凍，不能有易積水處，在不影響被伴熱體準確測量的前提下，保證伴熱效果；電伴熱初期投較大，技術含量相對較高，但其能耗低，維護方便，經(jīng)濟性好。對于以上兩種的伴熱方式，在技術上已相當成熟，用戶可根據(jù)自身情況合理選用。

二、工藝施工中的防凍措施

雖然設計時增加了伴熱管系統(tǒng)，但在設備停運期間，測量管路不可避免地會有一部分的殘留介質。為此在測量管路敷設時盡量避免“U”型彎及低點測量方法，不可避免時可增加管路的低點放水門。對于管道上的壓力表，可采用改進工藝的方法防凍。壓力表凍壞的原因是由于彈簧壓力表與設備連接是環(huán)形漲力彎，在使用過程中，常積存冷凝水，當室外溫度低于0℃時，水結成冰，使壓表及表彎變形損壞。對此可將壓力表彎管進行改造，把表彎彈簧管由彎管垂直放置，改為螺旋向下回流模式。改進后，如系統(tǒng)停運，壓力表接管的液體可沿管壁回流至原容器及管道中，不再有冷凝積水，保護壓力表見圖1。

對于露天的變送器、壓力表、差壓計等易凍介質的測量元件、就地儀表應盡量放置在專用的防護箱或小間內(nèi)。

總之，在寒冷地區(qū)，應當從工程設計和工藝施工等方面綜合考慮，以達到熱工儀表防凍的目的，盡可能保證儀表的靈敏性。為工程運行提供精確的數(shù)據(jù)，從而為工程運行提供科學參考。實踐證明，儀表安全是工程運行安全的有力保證。