鍋爐儀表伴熱問題的探討與改進

周飛船 楊平平 黃繼東

（1 安鋼集團動力廠， 河南 安陽 455004； 2 安鋼集團自動化公司， 河南 安陽 455004）

0 前言

在鍋爐生產中，運行參數準確可靠關乎到鍋爐安全穩定運行，特別是對于室外鍋爐的一些測量蒸汽、水、煙氣相關參數的儀表導壓管需要保持管道中介質物理狀態以便更好的傳遞測量介質參數的實時狀態。安鋼集團所處安陽市冬季平均氣溫-1.7℃，極端氣溫為-21.70℃，在冬天儀表導壓管極易因為天氣寒冷上凍造成的測量是數據的不準以及取壓管道結冰膨脹造成測量變送器的膜膜片等傳感器的損壞，造成儀表測量設備不能正常工作，最近幾年因儀表設備上凍造成參數無法監控甚至連鎖停爐的事故時有發生，給公司生產帶來安全隱患。盡管鍋爐上相關測量儀表設備在達產時已經進行過伴熱處理，但由于存在種種原因不能有效保證儀表設備的保溫效果。

1 伴熱現狀及存在問題

安鋼鍋爐大部分在室外，相關儀表測量設備雖然采用電伴熱方式已經對取壓管進行保溫處理，但是近幾年伴熱效果不盡如人意，設備上凍情況時有發生，總結來說主要有以下幾個方面。

1.供電開關容量選擇不當或存在短路造成開關跳閘又無法實時監控，造成靜壓導壓管道在寒冷天氣因無熱源而上凍。

2.伴熱帶敷設路線不合適，熱別是伴熱帶尾端過于接近蒸汽管道或接近取樣管道長時間接受高溫烘烤而使伴熱材料老化甚至燙壞伴熱帶，造成伴熱導體之間的發熱電阻體老化甚至短路現象。

3.高溫介質的儀表檢測設備在檢修更換時，造成取壓管內部冷凝液流失，更換后投運時不能等到行成有效的冷凝液后再開啟二次閥造成取壓管道過熱而加速伴熱帶老化或損壞，另外排污閥關閉不嚴造成管道介質溫度較高而造成伴熱帶老化損壞。

4.儀表設備取壓管道過長、伴熱帶纏繞方式不佳以及儀表取壓管伴熱帶超期使用老化導致伴熱效果不佳。

5.潮濕環境中伴熱接線盒及尾端密封不牢，造成伴熱帶內部短路。

2 伴熱方式及伴熱帶選擇

儀表設備取壓管道常用伴熱方式主要有蒸汽伴熱和電伴熱。蒸汽伴熱熱值高，但極易造成測量介質發生變化對測量結果帶來影響。特別是對于鍋爐汽包液位及給水測量來說本來測量差壓不大，蒸汽伴熱易造成正負取壓管內冷凝液的密度發生變化，對測量結果影響比較明顯。另外蒸汽伴熱所需材料多、成本高、維護難、存在能源浪費，綜合經濟效益不高。電伴熱是在絕熱層和被伴熱管道之間安裝起加熱作用的半導體高分子材料，利用電熱的能量來彌補儀表取樣管路在取樣過程中散失的熱量，從而使儀表取樣管路內介質溫度維持在最合理范圍，達到保溫防凍效果。電伴熱優勢較多，節約能源、施工安裝維護方便、使用壽命長、能實現遙控和自動控制。在伴熱方式選擇方面要根據測量對象特性及測量范圍的不同以及變送器安裝方式、取壓管道長短不同來綜合決定采用蒸汽伴熱或電伴熱。

電伴熱帶中的自控溫電伴熱帶，它是一種電熱功率隨系統溫度自調的帶狀限溫伴熱，能隨被加熱體系的溫度變化自動調節輸出功率控制自身各點溫度并保持恒溫。電伴熱帶選用要考慮綜合因素如實用性、經濟性、供電條件等，根據管道維持溫度及偶然性的最高操作溫度選定電熱帶的耐溫等級和發熱溫度等級。結合安陽所處的地理位置來說，這種伴熱帶作為鍋爐儀表設備取壓管伴熱的首選，同時根據測量介質不同來選用不同耐溫等級。鍋爐給水系統可選普通中溫型自限溫伴熱帶，鍋爐蒸汽相關參數測量設備要采高溫型自限溫伴熱帶。

3 儀表設備安裝位置更改

由于設計施工單位不同部分站所儀表設備位置采用儀表柜集中安裝，這種方式儀表管線較長，特別是測量蒸汽介質的儀表設備排污閥泄露會造成就地儀表柜內其他儀表管線伴熱帶的損壞及老化，出現問題后更換伴熱帶及保溫層比較麻煩，不能及時更換處理對鍋爐安全運行存在一定安全隱患。

結合以上因素，我們利用大修對部分集中安裝的鍋爐相關測點變送器位置進行更改，在保證測量精度符合安裝規范的前提下更改為就地方式安裝，并對變送器加裝儀表保溫箱，大大縮短了取壓管長度，伴熱帶敷設及更換也更加方便。對于汽包液位、汽包壓力等測點移到汽包間內，由于汽包間時密閉空間加上鍋爐汽包及管道熱量，即使在寒冷天氣伴熱系統出現問題也能保證設備正常運行。

4 伴熱帶供電及安裝敷設的要求與完善

電伴熱系統一般有配電箱、控制電纜、電伴熱帶及其附件組成。在安裝使用過程中要嚴格遵循相關規范，可有效避免突發情況對電伴熱系統相關設備的損壞。

電伴熱系統供電采用了 220VAC交流電，在鍋爐本體上應配備一套獨立配電箱，每個儀表設備設置單獨的電流保護裝置要具有過載、短路保護功能，我們采用了帶有漏電保護的空氣開關作為每個設備伴熱電源。為了實時監控開關狀態，我們在電源箱內部安裝中間繼電器相把每個空氣開關的狀態引入到監控系統來實現實時監控和報警，能夠及時有效發現處理問題。

伴熱帶敷設時對儀表導管、閥門進行防銹、防腐、去除毛刺和銳角等處理同時要根據測量介質的不同溫度有所不同，以防取樣管道泄露造成伴熱帶老化及損壞。鍋爐中對于水系統相關參數設備來說由于介質溫度不高可采用伴熱帶直接貼附在取壓管道壁上進行敷設（圖1所示），一般建議采用卷繞方式參繞以提高伴熱效果（一般電伴熱帶長度與取壓管道長度之比在1.1-1.5之間），每相隔不超過50CM用耐熱壓敏膠帶進行固定；對于測量蒸汽管道相關參數儀表設備伴熱帶敷設時，應先在取壓管道外部敷設一層硅酸鋁纖維氈或參繞硅酸鋁纖維繩，合理安裝高溫介質管路內保溫層厚，來避免伴熱帶和取壓管道直接接觸，可有效避免取壓管道或排污閥泄露造成伴熱帶燒壞。伴熱帶在敷設時彎曲半徑應大于厚度的 5倍，最后需在伴熱帶外面敷設一定厚度的保溫材料，并進行相關防水處理。伴熱帶在敷設時，電伴熱帶必須配用與環境相適應的防爆溫控器與附件。接線時，嚴禁母線短接及電阻絲與母線金屬屏蔽層搭接以免發生漏電與短路造成電源跳閘。

圖1

5 電伴熱系統維護

做好電伴熱系統的日常維護工作既能保證伴熱供電安全性與伴熱帶使用壽命，也能有效降低電伴熱的更換頻率。系統日常維護主要有以下幾個方面：

1.每年重新開啟伴熱系統前，要進行例行電氣檢查、系統電氣絕緣、性能進行檢測、伴熱帶是否存在短路或絕緣降低老化現象。伴熱季結束后要及時停掉伴熱電源。

2.對現場電源接線盒、分線盒進行檢查，看盒體是否損壞、密封是否良好。

3.檢查保溫層是否完好，是否存在由于管道泄露或雨水造成保溫層潮濕的顯現，如有要即使進行烘干和做防潮措施。

4.在更換測量高溫介質變送器時要嚴謹長時間打開排污閥造成管道過熱對伴熱帶不可逆的損傷，特別是在投運三閥組時要注意投運順序避免高低壓側冷凝液流失造成局部管道溫度過高。

6 結束語

通過這幾年對安鋼鍋爐儀表設備伴熱系統進行改進完善與優化，充分證明只要經過合理、適當、符合實際的儀表管線的伴熱處理后，就能降低伴熱系統的故障率，不僅極大提高了伴熱系統的穩定性，而且保溫效果也更加突出，有效保證了儀表設備的正常工作和鍋爐安全穩定高效運行。