設(shè)備管理體系標(biāo)準(zhǔn)之儀表管理：最全儀表伴熱保溫方法分享
【摘要】：本文分享了儀表的保溫設(shè)計(jì)、儀表防凍預(yù)案、保溫材料、檢查要點(diǎn)、基層落實(shí)、儀表伴熱和儀表測(cè)量管線伴熱的具體操作方法等，值得參考。
寒冬將至，北方地區(qū)氣溫驟降，儀表使用單位應(yīng)提早落實(shí)儀表保溫工作，制定適合于自己企業(yè)的儀表保溫工作的制度，并對(duì)儀表的進(jìn)行防凍、排污處理等等各個(gè)方面的工作。
儀表設(shè)備最怕冷，受環(huán)境溫度變化的影響易出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)定、測(cè)量值出現(xiàn)偏差等問(wèn)題，同時(shí)，如果運(yùn)行環(huán)境溫度降到介質(zhì)冷凝點(diǎn)以下，還會(huì)造成儀表和儀表管線的凍堵，這就需要及時(shí)吹掃疏通，否則就會(huì)導(dǎo)致儀表故障，影響裝置正常生產(chǎn)，而壓力、流量、液位、溫度等各類儀表點(diǎn)，其測(cè)量介質(zhì)多為液體，低溫更容易造成測(cè)量誤差，嚴(yán)重者可能引發(fā)中毒、火災(zāi)、爆炸等安全事故。
一、儀表保溫目的
儀表及管線保溫的目的，在于保證儀表及檢測(cè)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常工作，減少測(cè)量附加誤差。通過(guò)保溫應(yīng)該滿足：
1、檢測(cè)對(duì)象的介質(zhì)不應(yīng)該產(chǎn)生凍結(jié)、冷凝、結(jié)晶。析出等現(xiàn)象。
2、儀表應(yīng)該處于技術(shù)條件所允許的工作溫度范圍之內(nèi)。
3、儀表管線內(nèi)介質(zhì)的溫度應(yīng)該保持在20-80度之間；保溫箱內(nèi)的溫度應(yīng)該保持在15到20度之間。
二、 保溫對(duì)象
1、壓力變送器、溫度變送器、差壓變送器等安裝在保溫箱內(nèi)的變送器。
2、外浮筒式、外浮球式液面變送器或其它形式的露天安裝的液面變送單元。
3、壓力、差壓、流量等儀表檢測(cè)管線。
4、蒸汽流量測(cè)量中，一次取壓元件至變送單元之間的儀表管線。
5、長(zhǎng)度大于1m的就地檢測(cè)壓力儀表的引壓管線。
三、儀表保溫材料
儀表管線的保溫采用管道保溫中最常用的綁扎法保溫結(jié)構(gòu)，分為保溫層及保護(hù)層兩部分：
1、保溫層常用的材料有：水泥珍珠巖管殼、超細(xì)玻璃棉管殼、石棉帶、超細(xì)玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料。
2、保護(hù)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(diào)合漆。
四、 儀表保溫檢查
檢查儀表保溫伴熱，是儀表工日常維護(hù)工作的內(nèi)容之一，它關(guān)系到節(jié)約能源， 防止儀表凍壞，保證儀表測(cè)量系統(tǒng)正常運(yùn)行，是儀表維護(hù)不可忽視的一項(xiàng)工作。
這項(xiàng)工作的地區(qū)性、季節(jié)性比較強(qiáng)。冬天，儀表工巡回檢查應(yīng)觀察儀表保溫狀況， 檢查安裝在工藝設(shè)備與管線上的儀表，如橢圓齒輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)、旋渦流量 計(jì)（渦街流量計(jì)）、渦輪流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)、法蘭式差壓變送器、浮筒液位計(jì)和 調(diào)節(jié)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(gè)別儀表需要保溫伴熱時(shí)，要檢查伴熱情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。
還要檢查差壓變送器和壓力變送器導(dǎo)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(dǎo)壓管內(nèi)物料由于處在靜止?fàn)顟B(tài)，有時(shí)除保溫以外尚需伴熱，伴熱有電伴熱和蒸汽伴熱。對(duì)于電伴熱應(yīng)檢查電源電壓、空開(kāi)狀態(tài)，保證正常運(yùn)行。蒸汽伴熱是化工企業(yè)最常見(jiàn)的伴熱形式。對(duì)于蒸汽伴熱，由于冬天氣溫變化很大，溫差可達(dá) 20℃左右，儀表工應(yīng)根據(jù)氣溫變化調(diào)節(jié)伴熱蒸汽流量。蒸汽流量大小可通過(guò)觀察伴熱蒸汽管疏水器排汽狀況決定，疏水器連續(xù)排汽說(shuō)明蒸汽流量過(guò)大，很長(zhǎng)時(shí)間不排汽說(shuō)明蒸汽流量太小。
蒸汽流量調(diào)節(jié)裕度是很大的，因?yàn)檎羝闊崾菫榱吮ＷC導(dǎo)壓管內(nèi)物料不凍。要注意的是伴熱蒸汽量不是愈大愈好，有些儀表工為了省事，加大伴熱蒸汽量，天氣暖和了也不關(guān)小蒸汽流量，這樣一是造成不必要的能源浪費(fèi)，增加消耗，有時(shí)反而造成測(cè)量故障。因?yàn)榛の锪媳c(diǎn)和沸點(diǎn)各不相同，對(duì)于沸點(diǎn)比較低的物料保溫伴熱過(guò)高，會(huì)出現(xiàn)汽化現(xiàn)象，導(dǎo)壓管內(nèi)出現(xiàn)汽液兩相，引起輸出振蕩，所以根據(jù)冬天天氣變化及時(shí)調(diào)整伴熱蒸汽量是十分必要的。
五、做好儀表保溫，防范安全事故發(fā)生
那么寒冬季節(jié)化企業(yè)如何保證儀表測(cè)量的準(zhǔn)確性，從而防范安全事故發(fā)生？普遍認(rèn)為，防凍保溫需從設(shè)計(jì)源頭把關(guān)、全方位預(yù)防、落實(shí)預(yù)防措施三方面加以防范。
1、儀表保溫設(shè)計(jì)
石油化工儀表無(wú)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，那么伴熱就起不了作用，冬季就很容易被凍壞。有的企業(yè)在試車階段經(jīng)常遇到加了伴熱仍然有儀表被凍的現(xiàn)象，原因之一就是沒(méi)有做好保溫工作。而為了解決此問(wèn)題，只能將伴熱保溫重新進(jìn)行整改。比如，將所有蒸汽伴熱或電伴熱纏繞后加一層保溫棉保護(hù)好，在儀表箱內(nèi)部也墊鋪一層保溫棉進(jìn)行保溫；對(duì)處在高空或者風(fēng)口上的儀表及導(dǎo)壓管多加幾層保溫棉進(jìn)行保溫。但實(shí)際上，這些補(bǔ)救措施都不是解決問(wèn)題的根本方法。
儀表專業(yè)人士認(rèn)為，從設(shè)計(jì)流程出發(fā)來(lái)解決此類問(wèn)題才是根本。在工藝管道和儀表的設(shè)計(jì)階段，業(yè)主和設(shè)計(jì)單位都要充分考慮防凍和環(huán)境低溫條件，從源頭避免此類問(wèn)題的發(fā)生。
某用戶表示用蒸汽伴熱，建立蒸汽伴熱網(wǎng)，每一個(gè)表、每一個(gè)閥都要單獨(dú)伴熱，決不能串聯(lián)伴熱，否則熱量不夠?qū)?dǎo)致表被凍。
“根據(jù)目前的建筑防火規(guī)范，不允許高層廠房封閉，但是結(jié)合北部極寒地區(qū)防凍實(shí)際又不得不封閉。因?yàn)檩p型材料泄爆效果好，所以一些西部煤化工項(xiàng)目在設(shè)計(jì)時(shí)就提出生產(chǎn)廠房要設(shè)計(jì)成封閉式的。”某集團(tuán)技術(shù)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(gè)像大煙囪，有點(diǎn)熱都給抽出去了，所以儀表管線該伴熱的必須伴熱。”而針對(duì)輕型材料封閉保溫效果不好的弊端，內(nèi)蒙古兩個(gè)煤化工項(xiàng)目在詳細(xì)設(shè)計(jì)之前，就針對(duì)防凍這個(gè)問(wèn)題專門(mén)做了調(diào)研工作，出過(guò)專門(mén)文件送交消防部門(mén)審核，最終采用輕型材料對(duì)高層廠房進(jìn)行封閉。該技術(shù)員建議，儀表防凍需要企業(yè)提前開(kāi)展這方面工作，與項(xiàng)目主裝置建設(shè)同步，從而避免后期被動(dòng)。
也有業(yè)內(nèi)人士介紹，目前，儀表伴熱的干線是從工藝干線上分下來(lái)的，這段供、回水/蒸汽管線也應(yīng)該加上監(jiān)測(cè)儀表，這樣可以避免大面積災(zāi)難性儀表凍壞。
據(jù)了解，因冬季氣溫低下，對(duì)于西北石油化工企業(yè)來(lái)說(shuō)，即便是增加巡檢人員和次數(shù)，但有的效果還是不很理想。
2、儀表防凍預(yù)案
為應(yīng)對(duì)儀表防凍，許多石化企業(yè)在冬季來(lái)臨前加強(qiáng)預(yù)防，提前做準(zhǔn)備工作。比如介質(zhì)不流動(dòng)管線都采取保溫或伴熱、引壓管加伴熱、有冷凝的地方設(shè)低點(diǎn)排放等措施。蒸汽伴熱的在冬季日常巡檢時(shí)，注意儀表箱內(nèi)的伴熱管線的溫度，伴熱管線在冬日最容易被凍壞，會(huì)使測(cè)量變化，影響生產(chǎn)，要增加巡檢次數(shù)和人員，甚至有企業(yè)提出，巡檢伴熱保暖設(shè)施每天至少6次。
“防凍預(yù)案關(guān)鍵在于防，要在精神上高度重視，出事之后再處理很麻煩，弄不好會(huì)造成裝置跳車。”某集團(tuán)氣化車間主任表示。
不少企業(yè)反映，進(jìn)入冬季后，如果管線凍了，要用蒸汽吹，有的要吹一周，讓人筋疲力盡。很多一線操作管理人員認(rèn)為，冬季氣溫較低的時(shí)候，工藝改變也增加了儀表防凍凝的維護(hù)量。所以為了保證工藝的正常運(yùn)行，企業(yè)必須全方位提前做好儀表的防凍凝工作，才能提高對(duì)各種非正常狀態(tài)的及時(shí)處理能力，保證儀表本身的正常工作狀態(tài)。
3、基層落實(shí)儀表保溫工作
有企業(yè)提出，要經(jīng)常檢查液位計(jì)顯示情況，特別是當(dāng)DCS監(jiān)視儀表趨勢(shì)為一直線長(zhǎng)期無(wú)變化時(shí)，應(yīng)立即通知儀表及巡檢人員現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)。上述發(fā)生煤氣化爐燒嘴冷卻水流量計(jì)凍壞，造成氣化爐停車的企業(yè)事后也要求，對(duì)重要報(bào)警應(yīng)及時(shí)聯(lián)系儀表人員處理，緊急情況先切除連鎖。某氣化車間主任認(rèn)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(dāng)成自己的工作業(yè)績(jī)，管理、操作人員的重視程度比經(jīng)驗(yàn)更重要，防凍工作重在落實(shí)。
目前很多企業(yè)冬季防凍效果不好，主要是制度落實(shí)不到位。比如為防止儀表凍壞，很多的儀表都加了伴熱，也都投用了，投用的效果怎么樣？有沒(méi)有溫度呢？伴熱有沒(méi)有凍起來(lái)？有沒(méi)有安排專人進(jìn)行檢查？檢查的人有沒(méi)有做假記錄？伴熱管線都很細(xì)，也容易堵，也需要保溫的，一旦保溫?fù)p壞，很快就凍起來(lái)了。因此，伴熱管線以及儀表箱體也要防凍，關(guān)鍵儀表都要放在防凍箱里。
對(duì)于儀表保溫，很多工作在一線的伙伴還提出，儀表保溫伴熱還要處理好與節(jié)能減排的關(guān)系。有些現(xiàn)場(chǎng)人員為了省事，加大伴熱蒸汽量，儀表排凝點(diǎn)太高，天氣暖和了也不關(guān)小蒸汽流量，裝置能耗增加，造成不必要的能源浪費(fèi)，增加消耗。冬天氣溫變化大，應(yīng)根據(jù)氣溫變化及時(shí)調(diào)節(jié)伴熱蒸汽流量。
六、儀表伴熱和儀表測(cè)量管線伴熱的具體操作
當(dāng)被測(cè)介質(zhì)通過(guò)測(cè)量管線傳送到變送器時(shí)，常出現(xiàn)環(huán)境溫度過(guò)低時(shí)就會(huì)發(fā)生凍結(jié)、凝固、析出結(jié)晶等現(xiàn)象，因環(huán)境溫度過(guò)低而超出所使用儀表的正常工作溫度區(qū)間，直接影響到儀表測(cè)量顯示的準(zhǔn)確性。為此，必須對(duì)儀表和儀表測(cè)量管線進(jìn)行伴熱防凍處理，需要伴熱保溫的對(duì)象主要有安裝在儀表保溫箱內(nèi)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，流量等儀表的檢測(cè)管線和測(cè)量管線。那么具體的儀表和儀表測(cè)量管線進(jìn)行防凍處理操作如下：
1、保持蒸汽管網(wǎng)壓力穩(wěn)定
“某運(yùn)行部”儀表伴熱需要的蒸汽壓力為150攝氏度，0.5MPa，保持蒸汽管網(wǎng)壓力穩(wěn)定且不低于0.5MPa保證伴熱良好運(yùn)行的基本條件，當(dāng)蒸汽壓力低于0.4MPa時(shí)，熱動(dòng)力型的疏水閥無(wú)法動(dòng)作，造成伴熱管凝結(jié)水越積越多，最后伴熱管被凍。
2、合理選擇疏水閥的結(jié)構(gòu)形式
合理的選擇疏水閥的結(jié)構(gòu)型式是保證保溫伴熱良好運(yùn)行的必要條件，疏水閥的結(jié)構(gòu)形式有很多種，根據(jù)原理可分為機(jī)械式(利用蒸汽和凝結(jié)水密度差)、熱動(dòng)力式(利用蒸汽和凝結(jié)水溫度差)與熱靜力式(利用蒸汽和凝結(jié)水相變)三種形式;除機(jī)械式必須水平安裝之外，熱動(dòng)力與熱靜力既可水平安裝又可垂直安裝。
其中機(jī)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(dòng)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、脈沖式與噴嘴式三種。究竟選擇哪一種疏水閥更為合理需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況而定。
3、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(jìn)排污溝距離溝底約180-200mm的距離為宜;對(duì)于既無(wú)排污溝又無(wú)凝液回收措施的就地排放凝液管，避免冬天倒出結(jié)冰的現(xiàn)象，應(yīng)將就地排放的凝液排放管統(tǒng)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。
4、選擇保溫效果好的保溫箱
保溫箱的選擇要重點(diǎn)要考慮以下三點(diǎn)因素:
①保溫箱的材質(zhì)選用不銹鋼。經(jīng)驗(yàn)證明材質(zhì)為聚氨醋的保溫箱根本起不到保溫的作用，儀表專業(yè)多次改造，為了增強(qiáng)聚氨醋保溫箱的保溫效果，在保溫箱內(nèi)貼上了一層厚厚的雜毛氈，同時(shí)加長(zhǎng)了保溫箱內(nèi)蒸汽盤(pán)管的長(zhǎng)度;
②保溫箱保溫層厚度不小于30mm；
③保溫箱內(nèi)的蒸汽伴熱盤(pán)管不能少于1m；
5、儀表輕重伴熱要適當(dāng)
根據(jù)石油化工儀表及管道伴熱和隔熱設(shè)計(jì)規(guī)范，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表及儀表測(cè)量管線。輕伴熱是指伴熱管線不接觸儀表及儀表測(cè)量管線或它們之間加一層石棉板隔離開(kāi)。在被測(cè)介質(zhì)易凍結(jié)、冷凝、結(jié)晶的場(chǎng)合，儀表測(cè)量管道應(yīng)采用重伴熱;當(dāng)重伴熱可能引起被測(cè)介質(zhì)汽化時(shí)，應(yīng)采用輕伴熱或隔熱。輕重伴熱的方式應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的特性來(lái)確定。
6、禁止用一根伴熱管串聯(lián)伴熱兩臺(tái)及以上儀表
每個(gè)蒸汽伴熱系統(tǒng)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置一臺(tái)凝液疏水器，禁止一根伴熱管同時(shí)串聯(lián)伴熱兩臺(tái)及以上的儀表，一旦伴熱線故障或被凍會(huì)造成兩臺(tái)或多臺(tái)儀表同時(shí)被凍，這樣做存在極大風(fēng)險(xiǎn)，而且規(guī)范也不允許這樣做。
7、合理選用儀表伴熱保溫材料及其規(guī)格
保溫箱內(nèi)部的伴熱管材質(zhì)的選用Φ14x2(Φ12x 1.5)的不銹鋼管;保溫箱外部的伴熱管材質(zhì)的選用Φ22x3的不銹鋼管;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，用鋁箔扎帶綁扎。外面用玻璃絲布纏繞兩層，刷防水防火油漆三遍。
8、根部閥的保溫伴熱
根部閥未保溫伴熱是導(dǎo)致變送器膜片損壞的直接原因，按照設(shè)計(jì)部門(mén)的要求工藝介質(zhì)能夠耐低溫的根部閥不需要保溫伴熱，但水聯(lián)運(yùn)之后管道內(nèi)未排放干凈的水留在根部閥內(nèi)結(jié)冰，致使變送器膜片受到過(guò)度的擠壓破裂損壞，冬季開(kāi)車在所難免，解決的措施是水聯(lián)運(yùn)之后將變送器拆開(kāi)再次排水，對(duì)個(gè)別特別關(guān)鍵的變送器根部閥進(jìn)行伴熱保溫。
9、毛細(xì)管的保溫伴熱
毛細(xì)管是否需要保溫伴熱由毛細(xì)管導(dǎo)壓油的密度來(lái)決定，導(dǎo)壓油的密度不同其所對(duì)應(yīng)的的溫度范圍不同，對(duì)于傳遞高溫介質(zhì)壓力的導(dǎo)壓油，介質(zhì)溫度在350以上時(shí)，廠家一般所選高溫導(dǎo)壓油，其溫度下限在0或20℃以上。當(dāng)環(huán)境溫度低于20或0℃時(shí)，毛細(xì)管的導(dǎo)壓油可能會(huì)稍有粘稠，引起壓力波動(dòng)影響正常的測(cè)量與控制，理論上這樣的毛細(xì)管先伴熱(須注意伴熱的輕重，防止導(dǎo)壓油被氣化)再保溫方可保證其液位計(jì)在冬季的穩(wěn)定運(yùn)行。
10、帶襯里儀表及閥門(mén)的保溫伴熱
對(duì)于帶襯里的管道式流量計(jì)及閥門(mén)，當(dāng)襯里的耐高溫極限低于伴熱蒸汽的溫度時(shí)，工藝管道的伴熱管線不能直接貼在帶襯里的管道式流量計(jì)或者閥門(mén)的本體上，否則會(huì)使襯里破裂損壞，最簡(jiǎn)潔的解決措施是當(dāng)工藝管道的伴熱管線敷設(shè)至帶襯里的管道式流量計(jì)及閥門(mén)本體時(shí)，將工藝伴熱管做個(gè)U型彎，避開(kāi)流量計(jì)及閥門(mén)本體，而且此處也不需要保溫。
11、伴熱站蒸汽切斷閥及疏水站疏水閥的掛牌
對(duì)蒸汽伴熱站所有蒸汽切斷閥及疏水站疏水閥全部掛牌，標(biāo)注清楚伴熱站根部閥所對(duì)應(yīng)的疏水站的疏水閥，極大的方便了維護(hù)級(jí)檢修。
12、儀表伴熱保溫的巡回檢查
即使做到了以上的十一條，也不能保證儀表伴熱在運(yùn)行中不會(huì)出問(wèn)題，仍然要巡檢，將儀表的保溫伴熱臺(tái)賬轉(zhuǎn)換成保溫伴熱的巡檢表格，對(duì)每一條保溫伴熱都要求值班人員巡檢簽字，作為一項(xiàng)車間制度強(qiáng)制執(zhí)行，根據(jù)當(dāng)天的氣溫進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)氣溫更低時(shí)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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