鍋爐儀表伴熱問(wèn)題的探討與改進(jìn)

周飛船 楊平平 黃繼東

（1 安鋼集團(tuán)動(dòng)力廠， 河南 安陽(yáng) 455004； 2 安鋼集團(tuán)自動(dòng)化公司， 河南 安陽(yáng) 455004）

0 前言

在鍋爐生產(chǎn)中，運(yùn)行參數(shù)準(zhǔn)確可靠關(guān)乎到鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行，特別是對(duì)于室外鍋爐的一些測(cè)量蒸汽、水、煙氣相關(guān)參數(shù)的儀表導(dǎo)壓管需要保持管道中介質(zhì)物理狀態(tài)以便更好的傳遞測(cè)量介質(zhì)參數(shù)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。安鋼集團(tuán)所處安陽(yáng)市冬季平均氣溫-1.7℃，極端氣溫為-21.70℃，在冬天儀表導(dǎo)壓管極易因?yàn)樘鞖夂渖蟽鲈斐傻臏y(cè)量是數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)以及取壓管道結(jié)冰膨脹造成測(cè)量變送器的膜膜片等傳感器的損壞，造成儀表測(cè)量設(shè)備不能正常工作，最近幾年因儀表設(shè)備上凍造成參數(shù)無(wú)法監(jiān)控甚至連鎖停爐的事故時(shí)有發(fā)生，給公司生產(chǎn)帶來(lái)安全隱患。盡管鍋爐上相關(guān)測(cè)量?jī)x表設(shè)備在達(dá)產(chǎn)時(shí)已經(jīng)進(jìn)行過(guò)伴熱處理，但由于存在種種原因不能有效保證儀表設(shè)備的保溫效果。

1 伴熱現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

安鋼鍋爐大部分在室外，相關(guān)儀表測(cè)量設(shè)備雖然采用電伴熱方式已經(jīng)對(duì)取壓管進(jìn)行保溫處理，但是近幾年伴熱效果不盡如人意，設(shè)備上凍情況時(shí)有發(fā)生，總結(jié)來(lái)說(shuō)主要有以下幾個(gè)方面。

1.供電開(kāi)關(guān)容量選擇不當(dāng)或存在短路造成開(kāi)關(guān)跳閘又無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控，造成靜壓導(dǎo)壓管道在寒冷天氣因無(wú)熱源而上凍。

2.伴熱帶敷設(shè)路線不合適，熱別是伴熱帶尾端過(guò)于接近蒸汽管道或接近取樣管道長(zhǎng)時(shí)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(dǎo)體之間的發(fā)熱電阻體老化甚至短路現(xiàn)象。

3.高溫介質(zhì)的儀表檢測(cè)設(shè)備在檢修更換時(shí)，造成取壓管內(nèi)部冷凝液流失，更換后投運(yùn)時(shí)不能等到行成有效的冷凝液后再開(kāi)啟二次閥造成取壓管道過(guò)熱而加速伴熱帶老化或損壞，另外排污閥關(guān)閉不嚴(yán)造成管道介質(zhì)溫度較高而造成伴熱帶老化損壞。

4.儀表設(shè)備取壓管道過(guò)長(zhǎng)、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(dǎo)致伴熱效果不佳。

5.潮濕環(huán)境中伴熱接線盒及尾端密封不牢，造成伴熱帶內(nèi)部短路。

2 伴熱方式及伴熱帶選擇

儀表設(shè)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(cè)量介質(zhì)發(fā)生變化對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來(lái)影響。特別是對(duì)于鍋爐汽包液位及給水測(cè)量來(lái)說(shuō)本來(lái)測(cè)量差壓不大，蒸汽伴熱易造成正負(fù)取壓管內(nèi)冷凝液的密度發(fā)生變化，對(duì)測(cè)量結(jié)果影響比較明顯。另外蒸汽伴熱所需材料多、成本高、維護(hù)難、存在能源浪費(fèi)，綜合經(jīng)濟(jì)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(dǎo)體高分子材料，利用電熱的能量來(lái)彌補(bǔ)儀表取樣管路在取樣過(guò)程中散失的熱量，從而使儀表取樣管路內(nèi)介質(zhì)溫度維持在最合理范圍，達(dá)到保溫防凍效果。電伴熱優(yōu)勢(shì)較多，節(jié)約能源、施工安裝維護(hù)方便、使用壽命長(zhǎng)、能實(shí)現(xiàn)遙控和自動(dòng)控制。在伴熱方式選擇方面要根據(jù)測(cè)量對(duì)象特性及測(cè)量范圍的不同以及變送器安裝方式、取壓管道長(zhǎng)短不同來(lái)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(tǒng)溫度自調(diào)的帶狀限溫伴熱，能隨被加熱體系的溫度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出功率控制自身各點(diǎn)溫度并保持恒溫。電伴熱帶選用要考慮綜合因素如實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、供電條件等，根據(jù)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(jí)和發(fā)熱溫度等級(jí)。結(jié)合安陽(yáng)所處的地理位置來(lái)說(shuō)，這種伴熱帶作為鍋爐儀表設(shè)備取壓管伴熱的首選，同時(shí)根據(jù)測(cè)量介質(zhì)不同來(lái)選用不同耐溫等級(jí)。鍋爐給水系統(tǒng)可選普通中溫型自限溫伴熱帶，鍋爐蒸汽相關(guān)參數(shù)測(cè)量設(shè)備要采高溫型自限溫伴熱帶。

3 儀表設(shè)備安裝位置更改

由于設(shè)計(jì)施工單位不同部分站所儀表設(shè)備位置采用儀表柜集中安裝，這種方式儀表管線較長(zhǎng)，特別是測(cè)量蒸汽介質(zhì)的儀表設(shè)備排污閥泄露會(huì)造成就地儀表柜內(nèi)其他儀表管線伴熱帶的損壞及老化，出現(xiàn)問(wèn)題后更換伴熱帶及保溫層比較麻煩，不能及時(shí)更換處理對(duì)鍋爐安全運(yùn)行存在一定安全隱患。

結(jié)合以上因素，我們利用大修對(duì)部分集中安裝的鍋爐相關(guān)測(cè)點(diǎn)變送器位置進(jìn)行更改，在保證測(cè)量精度符合安裝規(guī)范的前提下更改為就地方式安裝，并對(duì)變送器加裝儀表保溫箱，大大縮短了取壓管長(zhǎng)度，伴熱帶敷設(shè)及更換也更加方便。對(duì)于汽包液位、汽包壓力等測(cè)點(diǎn)移到汽包間內(nèi)，由于汽包間時(shí)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(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題也能保證設(shè)備正常運(yùn)行。

4 伴熱帶供電及安裝敷設(shè)的要求與完善

電伴熱系統(tǒng)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(guò)程中要嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范，可有效避免突發(fā)情況對(duì)電伴熱系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的損壞。

電伴熱系統(tǒng)供電采用了 220VAC交流電，在鍋爐本體上應(yīng)配備一套獨(dú)立配電箱，每個(gè)儀表設(shè)備設(shè)置單獨(dú)的電流保護(hù)裝置要具有過(guò)載、短路保護(hù)功能，我們采用了帶有漏電保護(hù)的空氣開(kāi)關(guān)作為每個(gè)設(shè)備伴熱電源。為了實(shí)時(shí)監(jiān)控開(kāi)關(guān)狀態(tài)，我們?cè)陔娫聪鋬?nèi)部安裝中間繼電器相把每個(gè)空氣開(kāi)關(guān)的狀態(tài)引入到監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警，能夠及時(shí)有效發(fā)現(xiàn)處理問(wèn)題。

伴熱帶敷設(shè)時(shí)對(duì)儀表導(dǎo)管、閥門進(jìn)行防銹、防腐、去除毛刺和銳角等處理同時(shí)要根據(jù)測(cè)量介質(zhì)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(duì)于水系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)設(shè)備來(lái)說(shuō)由于介質(zhì)溫度不高可采用伴熱帶直接貼附在取壓管道壁上進(jìn)行敷設(shè)（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(zhǎng)度與取壓管道長(zhǎng)度之比在1.1-1.5之間），每相隔不超過(guò)50CM用耐熱壓敏膠帶進(jìn)行固定；對(duì)于測(cè)量蒸汽管道相關(guān)參數(shù)儀表設(shè)備伴熱帶敷設(shè)時(shí)，應(yīng)先在取壓管道外部敷設(shè)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(zhì)管路內(nèi)保溫層厚，來(lái)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(shè)時(shí)彎曲半徑應(yīng)大于厚度的 5倍，最后需在伴熱帶外面敷設(shè)一定厚度的保溫材料，并進(jìn)行相關(guān)防水處理。伴熱帶在敷設(shè)時(shí)，電伴熱帶必須配用與環(huán)境相適應(yīng)的防爆溫控器與附件。接線時(shí)，嚴(yán)禁母線短接及電阻絲與母線金屬屏蔽層搭接以免發(fā)生漏電與短路造成電源跳閘。

圖1

5 電伴熱系統(tǒng)維護(hù)

做好電伴熱系統(tǒng)的日常維護(hù)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(tǒng)日常維護(hù)主要有以下幾個(gè)方面：

1.每年重新開(kāi)啟伴熱系統(tǒng)前，要進(jìn)行例行電氣檢查、系統(tǒng)電氣絕緣、性能進(jìn)行檢測(cè)、伴熱帶是否存在短路或絕緣降低老化現(xiàn)象。伴熱季結(jié)束后要及時(shí)停掉伴熱電源。

2.對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電源接線盒、分線盒進(jìn)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(xiàn)，如有要即使進(jìn)行烘干和做防潮措施。

4.在更換測(cè)量高溫介質(zhì)變送器時(shí)要嚴(yán)謹(jǐn)長(zhǎng)時(shí)間打開(kāi)排污閥造成管道過(guò)熱對(duì)伴熱帶不可逆的損傷，特別是在投運(yùn)三閥組時(shí)要注意投運(yùn)順序避免高低壓側(cè)冷凝液流失造成局部管道溫度過(guò)高。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)這幾年對(duì)安鋼鍋爐儀表設(shè)備伴熱系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)完善與優(yōu)化，充分證明只要經(jīng)過(guò)合理、適當(dāng)、符合實(shí)際的儀表管線的伴熱處理后，就能降低伴熱系統(tǒng)的故障率，不僅極大提高了伴熱系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且保溫效果也更加突出，有效保證了儀表設(shè)備的正常工作和鍋爐安全穩(wěn)定高效運(yùn)行。