導讀

在冬天，尤其北方的冬天，隨著氣溫的降低，當被測介質通過測量管線傳送到變送器時，常出現環境溫度過低發生凍結、凝固、析出結晶等現象，因環境溫度過低而超出所使用儀錶的正常工作溫度區間，直接影響到儀錶測量顯示的準確性。而壓力、流量、液位、溫度等各類儀錶點，其測量介質多為液體，受低溫的影響，更容易造成測量誤差，嚴重者可能引發中毒、火災、爆炸等安全事故。

所以每年一入冬，儀器儀錶的防寒防凍工作顯得尤為重要。 而一些大型的儀器儀錶用戶更是紛紛提早做好準備應對，比如電廠、石油、化工、水廠等都制定了適合於自己企業的儀錶防寒防凍工作的制度，並對儀錶的進行防凍、排污處理等等各個方面的工作。這一期，我們就來探討一下儀錶用戶如何進行冬季儀錶防寒防凍工作。

一、保溫目的

儀錶及管線保溫的目的，在於保證儀錶及檢測、調節系統的正常工作，減少測量附加誤差。通過保溫應該滿足：

● 檢測對象的介質不應該產生凍結、冷凝、結晶。析出等現象。

● 儀錶應該處於技術條件所允許的工作溫度範圍之內。

● 儀錶管線內介質的溫度應該保持在20～80度之間；保溫箱內的溫度應該保持在15到20度之間。

二、 保溫對象

● 壓力變送器、溫度變送器、差壓變送器等安裝在保溫箱內的變送器。

● 外浮筒式、外浮球式液麪變送器或其它形式的露天安裝的液麪變送單元。

● 壓力、差壓、流量等儀錶檢測管線。

● 蒸汽流量測量中，一次取壓元件至變送單元之間的儀錶管線。

● 長度大於1m的就地檢測壓力儀錶的引壓管線。

三、保溫材料

● 儀錶管線的保溫採用管道保溫中最常用的綁紮法保溫結構，分為保溫層及保護層兩部分。

● 保溫層常用的材料有：水泥珍珠岩管殼、超細玻璃棉管殼、石棉帶、超細玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料。

● 保護層常用的材料有：玻璃布平紋帶、瀝青瑪碲脂、瀝青油氈紙、鍍鋅鐵皮、調合漆。

四、 保溫檢查

檢查儀錶保溫伴熱，是儀錶工日常維護工作的內容之一，它關係到節約能源， 防止儀錶凍壞，保證儀錶測量系統正常運行，是儀錶維護不可忽視的一項工作。

這項工作的地區性、季節性比較強。冬天，儀錶工巡迴檢查應觀察儀錶保溫狀況， 檢查安裝在工藝設備與管線上的儀錶，如橢圓齒輪流量計、電磁流量計、旋渦流量 計（渦街流量計）、渦輪流量計、質量流量計、法蘭式差壓變送器、浮筒液位計和 調節閥閥等保溫狀況，觀察保溫材料有否脫落，有否被雨水打濕造成保溫材料不起作用。個別儀錶需要保溫伴熱時，要檢查伴熱情況，發現問題及時處理。

還要檢查差壓變送器和壓力變送器導壓管線保溫情況，檢查保溫箱保溫情況。差壓變送器和壓力變送器導壓管內物料由於處在靜止狀態，有時除保溫以外尚需伴熱，伴熱有電伴熱和蒸汽伴熱。對於電伴熱應檢查電源電壓、空開狀態，保證正常運行。蒸汽伴熱是化工企業最常見的伴熱形式。對於蒸汽伴熱，由於冬天氣溫變化很大，溫差可達 20℃左右，儀錶工應根據氣溫變化調節伴熱蒸汽流量。蒸汽流量大小可通過觀察伴熱蒸汽管疏水器排汽狀況決定，疏水器連續排汽說明蒸汽流量過大，很長時間不排汽說明蒸汽流量太小。

蒸汽流量調節裕度是很大的，因為蒸汽伴熱是為了保證導壓管內物料不凍。要注意的是伴熱蒸汽量不是愈大愈好，有些儀錶工為了省事，加大伴熱蒸汽量，天氣暖和了也不關小蒸汽流量，這樣一是造成不必要的能源浪費，增加消耗，有時反而造成測量故障。因為化工物料冰點和沸點各不相同，對於沸點比較低的物料保溫伴熱過高，會出現汽化現象，導壓管內出現汽液兩相，引起輸出振蕩，所以根據冬天天氣變化及時調整伴熱蒸汽量是十分必要的。

那麼寒冬季節化企如何保證儀錶測量的準確性，從而防範安全事故發生？普遍認為，防凍保溫需從設計源頭把關、全方位預防、落實預防措施三方面加以防範。

第一關：保溫設計

石油化工儀錶無論是電伴熱還是蒸汽伴熱，一定都要做好保溫工作，如果保溫做的不好，那麼伴熱就起不了作用，冬季就很容易被凍壞。有的企業在試車階段經常遇到加了伴熱仍然有儀錶被凍的現象，原因之一就是沒有做好保溫工作。而為瞭解決此問題，只能將伴熱保溫重新進行整改。比如，將所有蒸汽伴熱或電伴熱纏繞後加一層保溫棉保護好，在儀錶箱內部也墊鋪一層保溫棉進行保溫；對處在高空或者風口上的儀錶及導壓管多加幾層保溫棉進行保溫。但實際上，這些補救措施都不是解決問題的根本方法。

專家認為，從設計流程出發來解決此類問題纔是根本。在工藝管道和儀錶的設計階段，業主和設計單位都要充分考慮防凍和環境低溫條件，從源頭避免此類問題的發生。

某用戶表示用蒸汽伴熱，建立蒸汽伴熱網，每一個表、每一個閥都要單獨伴熱，決不能串聯伴熱，否則熱量不夠將導致表被凍。

「根據目前的建築防火規範，不允許高層廠房封閉，但是結合北部極寒地區防凍實際又不得不封閉。因為輕型材料泄爆效果好，所以一些西部煤化工項目在設計時就提出生產廠房要設計成封閉式的。」某集團技術員介紹，「但是輕型材料封閉保溫效果不理想，邊、角、縫密封效果不理想，加上框架整個像大煙囪，有點熱都給抽出去了，所以儀錶管線該伴熱的必須伴熱。」而針對輕型材料封閉保溫效果不好的弊端，內蒙古兩個煤化工項目在詳細設計之前，就針對防凍這個問題專門做了調研工作，出過專門文件送交消防部門審核，最終採用輕型材料對高層廠房進行封閉。該技術員建議，儀錶防凍需要企業提前開展這方面工作，與項目主裝置建設同步，從而避免後期被動。

也有業內人士介紹，目前，儀錶伴熱的幹線是從工藝幹線上分下來的，這段供、回水/蒸汽管線也應該加上監測儀錶，這樣可以避免大面積災難性儀錶凍壞。

據瞭解，因冬季氣溫低下，對於西北石油化工企業來說，即便是增加巡檢人員和次數，但有的效果還是不很理想。

第二關：防凍預案

為應對儀錶防凍，許多石化企業在冬季來臨前加強預防，提前做準備工作。比如介質不流動管線都採取保溫或伴熱、引壓管加伴熱、有冷凝的地方設低點排放等措施。蒸汽伴熱的在冬季日常巡檢時，注意儀錶箱內的伴熱管線的溫度，伴熱管線在冬日最容易被凍壞，會使測量變化，影響生產，要增加巡檢次數和人員，甚至有企業提出，巡檢伴熱保暖設施每天至少6次。

「防凍預案關鍵在於防，要在精神上高度重視，出事之後再處理很麻煩，弄不好會造成裝置跳車。」某集團氣化車間主任表示。

不少企業反映，進入冬季後，如果管線凍了，要用蒸汽吹，有的要吹一週，讓人筋疲力盡。很多一線操作管理人員認為，冬季氣溫較低的時候，工藝改變也增加了儀錶防凍凝的維護量。所以為了保證工藝的正常運行，企業必須全方位提前做好儀錶的防凍凝工作，才能提高對各種非正常狀態的及時處理能力，保證儀錶本身的正常工作狀態。

第三關：基層落實

有企業提出，要經常檢查液位計顯示情況，特別是當DCS監視儀錶趨勢為一直線長期無變化時，應立即通知儀錶及巡檢人員現場確認。上述發生煤氣化爐燒嘴冷卻水流量計凍壞，造成氣化爐停車的企業事後也要求，對重要報警應及時聯繫儀錶人員處理，緊急情況先切除連鎖。某氣化車間主任認為，防凍管理理念也要更新，不能把防凍工作中處理了多少異常當成自己的工作業績，管理、操作人員的重視程度比經驗更重要，防凍工作重在落實。

目前很多企業冬季防凍效果不好，主要是制度落實不到位。比如為防止儀錶凍壞，很多的儀錶都加了伴熱，也都投用了，投用的效果怎麼樣？有沒有溫度呢？伴熱有沒有凍起來？有沒有安排專人進行檢查？檢查的人有沒有做假記錄？伴熱管線都很細，也容易堵，也需要保溫的，一旦保溫損壞，很快就凍起來了。因此，伴熱管線以及儀錶箱體也要防凍，關鍵儀錶都要放在防凍箱裏。

對於儀錶防凍，很多工作在一線的夥伴還提出，儀錶防凍還要處理好與節能減排的關係。有些現場人員為了省事，加大伴熱蒸汽量，儀錶排凝點太高，天氣暖和了也不關小蒸汽流量，裝置能耗增加，造成不必要的能源浪費，增加消耗。冬天氣溫變化大，應根據氣溫變化及時調節伴熱蒸汽流量。

當被測介質通過測量管線傳送到變送器時，常出現環境溫度過低時就會發生凍結、凝固、析出結晶等現象，因環境溫度過低而超出所使用儀錶的正常工作溫度區間，直接影響到儀錶測量顯示的準確性。為此，必須對儀錶和儀錶測量管線進行防凍處理，需要伴熱保溫的對象主要有安裝在儀錶保溫箱內的變送器，外浮筒式液位變送器或其它形式的露天安裝的液位變送單元，壓力，差壓，流量等儀錶的檢測管線和測量管線。那麼具體的我們有哪些操作呢？

一、保持蒸汽管網壓力穩定

「某運行部」儀錶伴熱需要的蒸汽壓力為150攝氏度，0.5MPa，保持蒸汽管網壓力穩定且不低於0.5MPa保證伴熱良好運行的基本條件，當蒸汽壓力低於0.4MPa時，熱動力型的疏水閥無法動作，造成伴熱管凝結水越積越多，最後伴熱管被凍。

二、合理選擇疏水閥的結構形式

合理的選擇疏水閥的結構型式是保證保溫伴熱良好運行的必要條件，疏水閥的結構形式有很多種，根據原理可分為機械式(利用蒸汽和凝結水密度差)、熱動力式(利用蒸汽和凝結水溫度差)與熱靜力式(利用蒸汽和凝結水相變)三種形式;除機械式必須水平安裝之外，熱動力與熱靜力既可水平安裝又可垂直安裝。

其中機械式疏水閥又可分為浮球式(連桿浮球式、自由浮球式)與吊桶式(浮桶式、倒吊桶式)兩種;熱動力式疏水閥可分為雙金屬式、波紋式與隔膜式三種;熱靜力式疏水閥可分為孔板式、脈衝式與噴嘴式三種。究竟選擇哪一種疏水閥更為合理需要根據現場的實際情況而定。

三、凝液的排放

凝液排放口距離疏水閥約300-600mm的距離為宜，凝液排放口伸進排污溝距離溝底約180-200mm的距離為宜;對於既無排污溝又無凝液回收措施的就地排放凝液管，避免冬天倒出結冰的現象，應將就地排放的凝液排放管統一匯總至一根總管，將總管引至就近的排水溝或排水井排放。

四、選擇保溫效果好的保溫箱

保溫箱的選擇要重點要考慮以下三點因素:

1、保溫箱的材質選用不鏽鋼。經驗證明材質為聚氨醋的保溫箱根本起不到保溫的作用，儀錶專業多次改造，為了增強聚氨醋保溫箱的保溫效果，在保溫箱內貼上了一層厚厚的雜毛氈，同時加長了保溫箱內蒸汽盤管的長度;

2、保溫箱保溫層厚度不小於30mm ;

3、保溫箱內的蒸汽伴熱盤管不能少於lm;

五、儀錶的輕重伴熱要適當

根據石油化工儀錶及管道伴熱和隔熱設計規範，伴熱方式分為重伴熱和輕伴熱。重伴熱是指伴熱管線直接接觸儀錶及儀錶測量管線。輕伴熱是指伴熱管線不接觸儀錶及儀錶測量管線或它們之間加一層石棉板隔離開。在被測介質易凍結、冷凝、結晶的場合，儀錶測量管道應採用重伴熱;當重伴熱可能引起被測介質汽化時，應採用輕伴熱或隔熱。輕重伴熱的方式應根據介質的特性來確定。

六、禁止用一根伴熱管串聯伴熱兩臺及以上儀錶

每個蒸汽伴熱系統應單獨設置一臺凝液疏水器，禁止一根伴熱管同時串聯伴熱兩臺及以上的儀錶，一旦伴熱線故障或被凍會造成兩臺或多臺儀錶同時被凍，這樣做存在極大風險，而且規範也不允許這樣做。

七、合理選用保溫伴熱材料及其規格

保溫箱內部的伴熱管材質的選用Φ14x2（Φ12x 1.5)的不鏽鋼管;保溫箱外部的伴熱管材質的選用Φ22x3的不鏽鋼管;保溫材料用Φ25硅酸鋁纖維氈或Φ25硅酸鋁纖維繩至少包兩層，用鋁箔扎帶綁紮。外面用玻璃絲布纏繞兩層，刷防水防火油漆三遍。

八、根部閥的保溫伴熱

根部閥未保溫伴熱是導致變送器膜片損壞的直接原因，按照設計部門的要求工藝介質能夠耐低溫的根部閥不需要保溫伴熱，但水聯運之後管道內未排放乾淨的水留在根部閥內結冰，致使變送器膜片受到過度的擠壓破裂損壞，冬季開車在所難免，解決的措施是水聯運之後將變送器拆開再次排水，對個別特別關鍵的變送器根部閥進行伴熱保溫。

九、毛細管的保溫伴熱

毛細管是否需要保溫伴熱由毛細管導壓油的密度來決定，導壓油的密度不同其所對應的的溫度範圍不同，對於傳遞高溫介質壓力的導壓油，介質溫度在350以上時，廠家一般所選高溫導壓油，其溫度下限在0或20℃以上。當環境溫度低於20或0℃時，毛細管的導壓油可能會稍有粘稠，引起壓力波動影響正常的測量與控制，理論上這樣的毛細管先伴熱(須注意伴熱的輕重，防止導壓油被氣化)再保溫方可保證其液位計在冬季的穩定運行。

十、帶襯裡儀錶及閥門的保溫伴熱

對於帶襯裡的管道式流量計及閥門，當襯裡的耐高溫極限低於伴熱蒸汽的溫度時，工藝管道的伴熱管線不能直接貼在帶襯裡的管道式流量計或者閥門的本體上，否則會使襯裡破裂損壞，最簡潔的解決措施是當工藝管道的伴熱管線敷設至帶襯裡的管道式流量計及閥門本體時，將工藝伴熱管做個U型彎，避開流量計及閥門本體，而且此處也不需要保溫。

十一、伴熱站蒸汽切斷閥及疏水站疏水閥的掛牌

對蒸汽伴熱站所有蒸汽切斷閥及疏水站疏水閥全部掛牌，標註清楚伴熱站根部閥所對應的疏水站的疏水閥，極大的方便了維護級檢修。

十二、保溫伴熱的巡迴檢查

即使做到了以上的十一條，也不能保證伴熱在運行中不會出問題，仍然要巡檢，將儀錶的保溫伴熱臺賬轉換成保溫伴熱的巡檢表格，對每一條保溫伴熱都要求值班人員巡檢簽字，作為一項車間制度強制執行，根據當天的氣溫進行調整，當氣溫更低時要加大保溫伴熱的巡檢力度，由一天2次改為4次或者更多。

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