热工仪表防冻技术探讨

河南省安装集团有限责任公司 樊跃峰

热工仪表防冻技术探讨

河南省安装集团有限责任公司 樊跃峰

热工仪表在保证热力工程安全运行中起着至关重要的作用。但在天气较为寒冷的地区，因设计和施工工艺不当，常常有仪表及其附属的导压管、差压变送器等被冻坏失灵的情况，致使锅炉水位、部分汽水流量及压力信号不准，增加维护工作量，同时给工程运行带来了严重的安全隐患。为此，应当从设计和工艺施工这两方面着手，使热工仪表达到防冻的效果。

一、热工仪表防冻设计

1.蒸汽伴热。当采用蒸汽伴热防冻时，一般是将通有蒸汽的伴热管与仪表敷设在一起，然后外加保温。单根或两根仪表管路，可以将伴热管敷设在仪表管路的两旁或中间；整排走向的仪表管，可间隔进行蒸汽伴热，以节约成本。仪表管路进入保温箱时，保温箱内应装设伴热管路。敷设伴热管时，应注意使流量、水位等差压仪表的正、负压测量仪表管路尽可能地受热均匀，因为如果两根管路受热不均，会引起管内介质比容的相对变化，进而引起测量误差（对差压量程较低的汽包水位，正、负仪表管路应尤其注意）。因此，差压仪表的正负测量管路与伴热管路不应太近，受热程度应基本相同。

伴热蒸汽的汽源要可靠，汽源压力应能使蒸汽输送到各分支管路的末端，并保证一定温度和流量。汽源压力一般不超过1MPa，温度不超过200℃（对于余热锅炉系统，如为双压系统，锅炉低压蒸汽即可满足伴热要求；如为单压系统，可增加一套减温减压器，引用锅炉自产蒸汽即可）。各伴热管分支上均需装设一次阀门和二次阀门。一次阀门作为开关汽源用，装在支管从母管引出的地方；二次阀门作为调整伴热汽量和伴热温度用，装在各分支的末端。各分支管的疏水，可根据情况接入疏水母管或直接排入地沟。注意伴热温度不能使测量管内的介质汽化。工艺伴热管线采用公称直径DN10、DN15、DN20三种规格的无缝钢管。伴热管与测量管应采用同样的保温方式，一体保温（一般采用外缠石棉绳+玻璃丝布）。

2.电伴热。当采用电伴热防冻时，在安装前要使被加热仪表管道的防锈防腐涂层干透，管道上无毛刺和利角，检查电热带表面有无破损，电热带绝缘电阻应≥20MΩ。安装时，每隔50cm将电热带用玻璃纤维压敏胶带或铝胶带固定在干管上，尽可能将电热带附在管道下斜45°侧方向；线路的第一供电点和尾端各预留1m长的电热带，以便随时拆除、维修和更换；在使用二通或三通配件处，电热带各端应预留50cm长，多根电热带应注意合理选用电源点，便于维修；保温层材料必须干燥，要加防水外罩，在保温层外加警示标签并注明“内有伴热带”。安装完成后，检查电热带表面是否损坏，用摇表2500VDC测试每一独立回路一端，绝缘电阻应在20MΩ以上；保证电源部分过载保护、漏电保护和防爆安全装置良好。

对于电伴热方式应严禁蒸汽伴热与电伴热混用于一体，伴热带安装时不得破坏绝缘层，应紧贴于被加热体以提高热效率，若被伴热体为非金属体，应用黏胶带增大接触传热面积，以尼龙扎带固定，严禁用金属丝绑扎。电热带一端接入电源，另一端线芯严禁短接或与导电物质接触，并剪切为“V”型，使用配套的封头套封，接线后应用硅胶密封。安装时应逐一测量伴热点的绝缘电阻，屏蔽层必需接地。按电伴热各路的电压、电流等参数选用漏电保护装置。

采用蒸汽伴热初期投资较小，但能耗大，且运行维护工作量较大，其本身也为易冻介质，施工及运行过程中要注意其自身的防冻，不能有易积水处，在不影响被伴热体准确测量的前提下，保证伴热效果；电伴热初期投较大，技术含量相对较高，但其能耗低，维护方便，经济性好。对于以上两种的伴热方式，在技术上已相当成熟，用户可根据自身情况合理选用。

二、工艺施工中的防冻措施

虽然设计时增加了伴热管系统，但在设备停运期间，测量管路不可避免地会有一部分的残留介质。为此在测量管路敷设时尽量避免“U”型弯及低点测量方法，不可避免时可增加管路的低点放水门。对于管道上的压力表，可采用改进工艺的方法防冻。压力表冻坏的原因是由于弹簧压力表与设备连接是环形涨力弯，在使用过程中，常积存冷凝水，当室外温度低于0℃时，水结成冰，使压表及表弯变形损坏。对此可将压力表弯管进行改造，把表弯弹簧管由弯管垂直放置，改为螺旋向下回流模式。改进后，如系统停运，压力表接管的液体可沿管壁回流至原容器及管道中，不再有冷凝积水，保护压力表见图1。

对于露天的变送器、压力表、差压计等易冻介质的测量元件、就地仪表应尽量放置在专用的防护箱或小间内。

总之，在寒冷地区，应当从工程设计和工艺施工等方面综合考虑，以达到热工仪表防冻的目的，尽可能保证仪表的灵敏性。为工程运行提供精确的数据，从而为工程运行提供科学参考。实践证明，仪表安全是工程运行安全的有力保证。