儀表保溫伴熱系統在高寒地域的應用

摘要:儀表保溫伴熱系統是檢測儀表測量準確的保障，尤其是高寒地域的工業生產，儀表保溫伴熱尤為重要，本文就高寒地域儀表保溫伴熱的應用進行簡單探討。

關鍵詞:儀表保溫伴熱系統 高寒地域

0 引言

儀表檢測系統被測物料種類繁多，而其冷凝溫度等物理特性也不盡相同，在周圍環境溫度的影響下，會發生凍結、冷凝和析出的現象，為保證儀表測量的準確性需要為儀表增加保溫伴熱。按設計規定，要求儀表管道內的物料溫度保持在20℃-80℃，一般儀表使用環境溫度為-20℃-80℃，高寒地域冬季環境最低溫度一般在-30℃以下。

1 保溫伴熱的形式及方式

保溫伴熱按照熱源的形式不同，一般分為蒸汽伴熱、電伴熱、熱水伴熱。蒸汽伴熱是采用低壓蒸汽對儀表測量管線進行伴熱的形式，在工業生產中大多采取此種形式。在不宜采用蒸汽伴熱的檢測系統或者沒有蒸汽熱源的條件下一般采用熱水伴熱。在需要實現遙控和自動控制，對環境的潔凈程度要求較高或者沒有其他熱源的場合宜采用電伴熱。

保溫伴熱的方式分為重伴熱和輕伴熱。重伴熱是指伴熱管直接接觸儀表及測量管道。輕伴熱是指伴熱管不直接接觸儀表及測量管線，之間采用石棉板等隔離。為保障測量管道和儀表內的被測物料處于正常工作狀態，應當根據物料的特性確定伴熱的形式和相應的伴熱方式。當測量腐蝕性或者熱敏性強、易分解的物料時，不允許將伴熱管緊貼于儀表及測量管線。

蒸汽伴熱效果好、適用范圍較廣，但施工、維護量較大。電伴熱是近年興起的新型伴熱形式，具有維護量較小，施工簡便的特點，但是溫升越高其耗能也越大，且易老化，在危險場所需要防爆型伴熱帶，對于高寒地域電伴熱不是最佳選擇。

化工生產中有些檢測系統，不宜采用蒸汽伴熱，否則儀表測量管路中的介質有可能發生聚合或者分解現象，所以要考慮選擇熱水伴熱，有時為了節約能源也采用熱水伴熱。

2 保溫伴熱系統的安裝

蒸汽伴熱系統包括總管、支管、伴管、和管路附件，在蒸汽支管及伴管的根部應安裝截止閥。一般采用0.6MPa壓力蒸汽，蒸汽管線采用Φ14×2無縫不銹鋼管，有時為了加強伴熱效果也可采用Φ16×2無縫不銹鋼管。因回水管線內可能存在汽、水混合兩相的狀態，考慮到混合流體的體積比純冷凝液的體積大，冷凝回水管的管徑取純液相時管徑的1.3~2倍。

伴熱管在安裝時應從測量系統的最高點開始，到測量系統的最低點終止。施工前要核對所用的管材、管件、閥門等的規格、材質、型號，應符合設計要求。

伴熱管線應采用單回路供汽和回水，伴熱系統之間不應串聯連接。重伴熱的伴熱管與測量管道應緊密相貼，輕伴熱的伴熱管與測量管道不應直接接觸，可用一層石棉板加以間隔，碳鋼伴熱管與不銹鋼管道不應直接接觸。伴熱管的集液處應該加設排液閥門。無縫鋼管應該采用焊接，固定時應過緊，應能自由伸縮。伴熱管安裝要杜絕脫節，要特別注意儀表閥門、取壓及孔板的根部閥位置，要伴熱到位。伴熱管安裝后要進行水壓試驗，并符合“管道壓力試驗”的規定，全部試驗合格后進行管道保溫。

電伴熱采用電熱帶，電伴熱系統一般由配電箱、控制電纜、電伴熱帶及其附件組成。附件包括電源接線盒、中間接線盒、終端接線盒及溫控器。電伴熱帶具有柔軟性，可方便地緊貼管道表面敷設，外層的金屬編制是防靜電的安裝接地線，不僅能提高電伴熱的整體溫度，還起著傳熱和散熱的作用。被伴熱的管道必須經過吹掃、試壓合格，管道表面防銹干燥后，方可進行電伴熱帶的安裝。被伴熱的管道表面應裸露，無油污、雜物，并不得有銳利的棱角、銳角。電伴熱帶一般應安裝在管道的側面或側下方，用鋁膠帶粘貼安裝。施工時邊敷設電伴熱帶邊覆蓋鋁膠帶，用力壓平，使電伴熱帶緊貼在管道上。在粘貼鋁膠帶后，再每隔0.6米用耐熱膠帶將電伴熱帶沿徑向將其纏繞固定，使電伴熱帶與被伴熱管道貼緊，以提高伴熱效率。電伴熱帶安裝之后要嚴禁電焊、氣焊在附近動火，防止火花、熔渣損傷電伴熱帶。電伴熱系統應對電伴熱編織層及電氣附件作可靠的接地，嚴禁短路，接地電阻應小于4Ω。在防爆場所，電伴熱帶與其配套的防爆電氣設備及附件的安裝、調試和運行，必須遵循國家頒布的《爆炸危險場所電氣安全規程》的有關條文。

3 疏水器的選用

每個蒸汽伴熱保溫系統均宜單獨設置一臺冷凝疏水器。疏水閥在蒸汽加熱系統中起到阻汽、排水作用，選擇合適的疏水閥，可使蒸汽加熱設備達到最高工作效率。

疏水閥按照制造原理可分為:機械式、熱靜力型、熱動力型。機械式包括浮球式、開口向上浮子式、開口向下浮子式等，熱靜力型包括蒸汽壓力式、雙金屬式等，熱動力型包括圓盤式、孔板式。其中浮球式、開口向上浮子式、開口向下浮子式等必須水平安裝，雙金屬式、圓盤式即可水平安裝也可垂直安裝。雙金屬式、圓盤式應用較多。安裝使用疏水器時應注意以下幾個問題:①應根據蒸汽管道或用汽設備凝結水量的大小來選用疏水器的形式和規格;②疏水器應安裝在蒸汽管道的最低處或彎管道的下部;③疏水器應裝有旁路管，以便于檢修，必要時還可以用此管直接排出凝結水;④安裝疏水器時應注意閥體箭頭方向，不要裝反，不可傾斜;⑤疏水器應在管道吹掃后安裝，避免疏水器過濾網堵塞。

4 保溫伴熱的應用實例

4.1 某化工廠液態產品分離工段采用導壓管方式測量閃蒸氣壓力及流量，由于閃蒸氣體中含有碳氨氣，在環境溫度下易結晶造成測量管線堵塞，測量不準，對此對儀表測量管線常年采用蒸汽伴熱防止介質結晶。

4.2 黑龍江某化工廠采用EJA雙法蘭液位計測量酚水儲罐液位，在冬季室外溫度降到-30℃后，液位計輸出緩慢、測量嚴重滯后，經查系低溫造成毛細管內填充的硅油凝滯，造成測量誤差，在儀表毛細管外加保溫棉后儀表輸出指示正常。

4.3 黑龍江某化工廠采用孔板測量酚水流量，冬季投入伴熱后流量儀表輸出大幅度波動，經拆開保溫棉檢查伴熱管線與儀表導壓管線有緊密接合處，過熱的伴熱蒸汽導致儀表測量管線中的酚水中出現氣化現象，最終導致儀表輸出波動，在伴熱管與導壓管之間采取隔離措施后測量準確。

4.4 某化工廠進界區循環水壓力測量，因距離蒸汽源較遠經常發生凍害，采用電伴熱后測量準確。

4.5 東北某化工廠測量循環水壓力時，為了防止凍害發生，在正常蒸汽伴熱的基礎上又增加了電伴熱，電伴熱帶熱量較低所以與儀表測量管線及蒸汽伴熱管線緊密接觸，造成電伴熱帶外皮絕緣老化、損壞。

5 結論

①對于被測介質易結晶、或者粘稠介質宜采用蒸汽伴熱。②保溫伴熱管線與用于液體介質的儀表測量管線要保持一定距離，或者采取有效隔離，避免液體氣化，給測量造成誤差。③電伴熱一般用于離蒸汽源較遠的儀表伴熱保溫。④在北方高寒地域在沒有特殊要求的情況下，蒸汽伴熱與電伴熱、熱水伴熱相比是最適于生產需要的伴熱方式。⑤一般情況電伴熱帶不能與蒸汽伴熱共同使用，即使采用也要做好良好的隔離措施。

參考文獻:

[1]吉林化工工程公司.《儀表及管線伴熱和絕熱保溫設計規定》.

[2]樂嘉謙.主編《儀表工手冊》.化學工業出版社.

[3]陳洪全，岳智主編.《儀表工程施工手冊》.化學工業出版社.