化工厂冬季仪表防冻分析与维护措施

灵石中煤化工有限责任公司 山西 晋中 031300

引言

随着经济的发展，化工行业也朝着自动化与现代化进行发展，在化工行业发展的过程中，化工仪表设备对化工行业的生产起着关键性作用，是提高生产效率与维护生产安全的重要介质。然而化工企业的仪表设备常年暴露在大气中，当气温过低时，会导致仪表设备中测量管内的介质会发生冻结，严重影响测量的准确性，仪表设备被冻结，导致指示性工作不能正常完成，严重影响化工厂生产的效率与生产的安全性。因此要加强化工厂冬季仪表设备防冻与维护，提高仪表的使用周期。

1 造成仪表冻结的因素分析

(1)伴热系统出现故障，起着伴热作用的设备没有进行伴热，伴热管与导压管支架处、保温箱口以及导管的管件之间预留的缝隙过大，减弱了伴热的效果，导致仪表设备伴热系统故障，出现冻结的现象。

(2)保温箱内部所装的保温泡沫层的厚度没有达到标准，仪表在安装的过程中太靠近保温箱门，没有安装在保温箱的正中间导致保温效果达不到最佳，同时保温箱内的加热系统没有进行完善，导致保温箱的加热效果欠佳。另外仪表的相关线路进出保温箱时，其开孔处密封性不佳，导致外部冷空气轻而易举的进入保温箱，保温箱的底部支架并没有安装相关的保温隔热层，缺乏保暖性能，导致仪表设备发生冻结的情况。

(3)由于环境具有多变性和突发性，当周围的温度急剧下降时，仪表伴热系统并没有做出相应的调整，导致伴热不足，仪表设备随着温度的降低发生冻结，严重影响了化工厂运行的效率与安全。

(4)在安装导管线路时，技术人员只考虑操作方便这一特性，忽略了导管线路过长加之弯头过多导致的伴热导管末端伴热温度达不到标准的情况，伴热不足将导致管内介质由于气温降低而发生冻结、冷凝的情况，严重影响导管的使用寿命。

(5)电伴热量不足，电伴利用检修箱取电进行伴热，当电源故障时对检修箱进行检修拉闸后，电伴热不能正常供热，导致仪表设备在低温下发生冻结。

(6)新装置的水压试压仪表管线进水，或者在管线进水后没有及时处理或处理不干净，导致仪表设备在冬季低温环境下发生冻坏，影响仪表设备的使用周期。

(7)化工厂在利用蒸汽进行伴热时，存在一根伴热管线同时对多个仪表进行伴热，导致伴热管线过长，供热量不足，导致仪表设备冻坏。

(8)管线或设备长期处于室外运行的状体，进入冬季后，随着气温的降低，管线内和设备中会产生凝结液，而凝结液会沿着管线进入仪表设备，导致管线压力胡压差检测仪表冻坏，影响了测量的准确性，导致化工厂生产运行的安全性受到威胁。

(9)在化工厂生产运行中，其装置会重复多次的进行开停，在这个过程中，仪表空气管线会由于突然的受热和冷却自然凝结成水，随着气温的降低，阀门定位器以及气动元件由于进水造成冻结。

2 防止仪表冻结的相关策略

2.1 选型措施

(1)在选择仪表设备时，要选择自带保温装置的仪表设备或者选择能够适应冬季最低温度的仪表。在对仪表设备进行选择时，首先要考虑仪表的类别、使用范围以及安装地点的环境温度，尽量选择可以适应当地冬季最低气温或者可以防冻保温的仪表，其次将仪表选择的条件提交给厂家来选择仪表的型号。到目前为止，大部分厂家所生产的FISHER阀门定位器和FOXBORO计表头可以适应零下40℃的温度，扩大了仪表的使用范围，提高了仪表的使用寿命，为化工厂生产运行提供了便利。

(2)在选择仪表设备的液晶显示表头时，除对其质量有所要求之外，还要对其环境温度的耐受情况进行分析和考虑，要选择适应性较强的液晶显示表头，提高仪表的使用周期；另外选择隔离液时，也要对环境温度的耐受性进行考虑。

(3)大部分的化工厂在选择设备仪表时，一般考虑两方面的性能，一是经济性能；而是实用性能。所谓的经济性能指价格低廉，性价比较高；实用性能即易维修，同时在使用过程中测量较为准确，适应环境的能力较强，要想提高仪表的使用性能，关键是要将两者进行结合，才能充分的体现仪表选型的重要性，避免仪表冻结和凝固。

2.2 保温伴热措施 以山西晋中地区某化工厂为例，冬季晋中地区月平均气温达零下20℃，并且长期处于零下，自控仪表长期在低温下工作，加大了对仪表保温防冻的难度。由于化工厂的生产特性为高温高压，易燃易爆，因此常采用蒸汽伴热的方式对仪表进行保温。蒸汽伴热的影响因素较多，因此采用蒸汽伴热需要满足以下条件方能保证蒸汽伴热运行的稳定性:

(1)在利用蒸汽伴热时，要想保证伴热的稳定性，其伴热的蒸汽要满足标准的温度和压力，即150℃，0.5MPa，因此要保证蒸汽管网压力的稳定性，若蒸汽压力低于0.4MPa时，输水阀门将无法正常工作，伴热管积累较多的凝结水，导致伴热管道冻结，严重影响仪表的伴热。

(2)输水阀是蒸汽伴热最关键的部件，因此输水阀的选择十分的重要。输水阀的结构较多，如机械式、热动力与热静力等结构。机械式的输水阀在安装过程中必须保持水平状态，热动力与热静力即可水平安装也可以垂直安装。因此在选择时，要根据使用情况进行选择。

(3)凝液排放也是影响蒸汽伴热的因素之一，要想提高蒸汽伴热的效果，要设置好凝液排放口与输水阀的距离以及排放口与地沟的距离，一般来讲排放口应距离输水阀250-450mm的程度，距离地沟150-200为最佳，因此在进行安装时，要严格把握排放口的距离，加强保温的效果。

(4)大部分企业在进行伴热时大都采用一根伴热管线对多台仪表供热的现象，而蒸汽伴热则避免了这一问题，一根供热管线只对一个仪表设备进行供热，同时每个蒸汽伴热系统设置了相对独立的输水器，这样减少了一根管线供热多台仪表，造成的供热不足的现象。

2.3 防冻措施 在冬季低温环境下，巡检人员在进行仪表设备检查时，要将阀门过滤减压阀的凝结液排放干净，同时要对保温箱中的铁皮进行完好性检查，对保温石棉绳、伴热管线等进行排查与处理，一旦发现出现故障要及时进行处理和维护。在防冻期间要对引压管道进行防冻处理，对需要填充防冻液的管道填充-20±2的防冻液，对于其他管道要进行伴热保温和及时防水的处理，避免管道冻结。防冻组成员要制定相关的防冻预案以及防冻制度，车间管理人员要切实关注气候的变化，对恶劣气候开展应对措施，及时对仪表设备进行伴热和保温。在每年的冰冻期，要检查疏水器的输水状况，一旦发生输水管道冻结问题，及时处理。对于停工装置要及时检查防护工作是否标准，利用氮气对停工装置进行吹扫，避免积液冻结。

3 冬季仪表冻结的维护与管理

化工厂冬季仪表防冻除采取相关保温措施外，还应加强对仪表防冻相关问题的维护与管理，从制度的角度出发来加强仪表的防冻维护。第一要建立健全车间管理制度，提高车间管理人员对仪表防冻工作的重视程度，同时在企业成立相关的仪表防冻小组，专门负责仪表防冻工作，防冻小组的成员要从车间选择，防冻组组长由车间主任担任，装置工程师担任副组长，负责人要将防冻意识落实到小组的各个成员之中，提高防冻意识，加强对仪表冬季的防冻维护。防冻小组的主要职责为，在降温之前，要根据车间台账清单，对每个仪表的伴热系统和保温系统进行彻底的清查，找出仪表存在的故障隐患，并及时处理和维修，其次要检查仪表的保温箱、伴热线路以及伴热管线的阀门是否完好，检查保温箱的密封程度和管线保温棉的完好程度等，一旦发现故障及时进行维护和维修。最后，防冻小组要根据实际情况与经验，制定详细的仪表防冻结计划，并准备好一切相关的材料用具。

第二要完善相关制度体系，完善仪表台账清单，台账中要完整的记录仪表的介质、安装条件、安装高度等相关的信息。同时要制定仪表防冻的相关制度，明确人员巡检时间和任务，将责任落实到每位成员中，完善人员交接手续，同时班组人员要掌握巡查制度的各项要求，加强对仪表防冻维护。

结论

仪表设备在化工厂生产运行中起着关键的作用，是化工企业安全高效运行的基础。在北方冬季由于气温的下降，仪表设备常由于伴热不足发生冻结的现象，造成企业测量不准和显示信息有误等问题，对企业的安全生产起不利作用。本文针对仪表冻结问题进行了分析，在选型、伴热和防冻方面提出了仪表防冻结的措施，并且提出了仪表维护与管理方面的策略，为企业加强仪表保温与防冻提出了建议。