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儀表防凍及防熱問(wèn)題
    (1)保溫對(duì)象
    對(duì)于地處北方的石化企業(yè)，冬季的防寒保溫工作十分重要，它是確保儀表準(zhǔn)、靈運(yùn)行的可靠保證。人們往往形成了保溫就是為了防凍的片面認(rèn)識(shí)。其實(shí)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)物性參數(shù)的不同(即保溫對(duì)象的不同)，分為下面兩種形式。
    ①伴熱保溫(防凍)對(duì)象 當(dāng)被測(cè)介質(zhì)通過(guò)測(cè)量管線進(jìn)入到變送器時(shí)，測(cè)量管線內(nèi)的被測(cè)介質(zhì)在周圍環(huán)境可能遇到的溫度時(shí)會(huì)發(fā)生凍結(jié)、凝固，析出結(jié)晶，或因溫度過(guò)低而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。為此，必須對(duì)測(cè)量管線和儀表保溫箱進(jìn)行防凍處理。
    需要伴熱保溫的對(duì)象有安裝在保溫箱內(nèi)的變送器；外浮筒(球)式液位變送器或其他形式的露天安裝的液位變送單元；壓力、壓差、流量等儀表的檢測(cè)管線；蒸汽流量測(cè)量時(shí)平衡容器至變送器間的儀表管線；長(zhǎng)度大于1m的就地檢測(cè)壓力儀表管線；以及粘度大、易結(jié)晶、易堵塞的儀表管線等。
    ②絕熱保溫(防熱)對(duì)象 當(dāng)被測(cè)介質(zhì)通過(guò)測(cè)量管線進(jìn)入到變送器時(shí)，測(cè)量管線內(nèi)的被測(cè)介質(zhì)在較高溫度(如太陽(yáng)光直射)下會(huì)發(fā)生汽化，這時(shí)就應(yīng)采取防熱或絕熱保溫。
    需要絕熱保溫的對(duì)象有兩種，一種是低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑或液氨等低溫介質(zhì)，管線內(nèi)介質(zhì)會(huì)吸收環(huán)境熱量而汽化；另一種是密閉受壓蒸汽管網(wǎng)系統(tǒng)，如檢測(cè)蒸汽及高溫介質(zhì)的流量時(shí)，由孔板至平衡容器之間的管線等。
    (2)保溫方式
    按保溫設(shè)計(jì)要求，儀表管線內(nèi)介質(zhì)的溫度應(yīng)在20~80℃，保溫箱內(nèi)的溫度宜保持在15~20℃。為了補(bǔ)償伴熱儀表管線和容器、保溫箱所散發(fā)損失的熱量，大多采用傳統(tǒng)的蒸汽或熱水伴熱，近年來(lái)隨著電伴熱技術(shù)的成熟并具有的優(yōu)點(diǎn)，將成為取代蒸汽、熱水伴熱的新一代保溫方法。
    ①蒸汽伴熱 儀表管線的保溫采用管道保溫中的綁扎法結(jié)構(gòu)，如圖1-2所示。蒸汽伴熱管與儀表管線之間留有一定空隙，尤其是對(duì)易揮發(fā)液體，要注意熱量過(guò)剩導(dǎo)致汽化。所以在保溫作業(yè)中要針對(duì)不同的保溫對(duì)象，合理地估算保溫層厚度及保溫用的蒸汽量。常用的保溫材料有超細(xì)、石棉帶、聚苯乙烯泡沫塑料等。

    蒸汽保溫系統(tǒng)由蒸汽伴熱管線、保溫箱(內(nèi)裝散熱管)及冷凝回水管線三大部分構(gòu)成，保溫系統(tǒng)管路圖，如圖1-3所示。
    蒸汽伴熱管線按用途分為總管、支管、伴管三級(jí)，伴管及支管的根部應(yīng)安裝截止閥。由于不同管徑的蒸汽管線所能攜帶的熱量有一定限度，因此接在不同管徑上的保溫系統(tǒng)就不能超過(guò)一定的數(shù)量。
保溫箱由箱體、內(nèi)襯保溫材料、變送器支架、U形蒸汽散熱器組成。為便于日常維護(hù)，在箱體的門上設(shè)有觀察窗，箱頂上可插入雙金屬測(cè)溫元件。

    冷凝回水管線按用途分為冷凝液管、回水支管及回水總管三級(jí)，在回水管線根部應(yīng)裝截止閥。在維護(hù)儀表保溫系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)使各保溫管線的冷凝量大致相等，各保溫系統(tǒng)的壓力損失盡可能小，各并聯(lián)的保溫系統(tǒng)之間的阻力大致相等。為節(jié)約熱能，每個(gè)保溫系統(tǒng)一般均單獨(dú)設(shè)置疏水器。
    ②電伴熱 電伴熱是用電熱的能址來(lái)補(bǔ)充被伴熱體在儀表管線中所散失的熱量。一般儀表管線的電伴熱采用電熱帶。露天安裝的儀表箱的電伴熱采用電熱管。電熱管是以無(wú)縫鋼管為外殼，內(nèi)裝電阻絲并充填氧化鎂粉絕緣。電伴熱具有熱效率高、節(jié)約能源、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、施工安裝方便、無(wú)污染、使用壽命長(zhǎng)、能實(shí)現(xiàn)遙控和自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，是取代燕汽、熱水伴熱的技術(shù)發(fā)展方向，目前已在石油、化工、電力、醫(yī)藥、食品等行業(yè)廣泛應(yīng)用。
    a.結(jié)構(gòu)原理。電伴熱帶結(jié)構(gòu)規(guī)格品種多樣，按工作電壓可分為單相帶和三相帶；按工作原理可分為并聯(lián)式和串聯(lián)式；按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可分為普通型和加強(qiáng)型；按絕緣材料可分為F46氟塑料和F4氟塑料復(fù)合絕緣。下面簡(jiǎn)要介紹兩種常用的并聯(lián)式電熱帶。

    (a)單相并聯(lián)式電伴熱帶。該電伴熱帶結(jié)構(gòu)原理如圖1-4所示。圖中電源母(芯)線為兩根平行絕緣銅絞線，在內(nèi)護(hù)套絕緣層上纏繞鎳鉻電熱絲，并每隔一定相等距離(即“發(fā)熱節(jié)長(zhǎng)”)使電熱絲依次與兩母線錯(cuò)開相連，形成連續(xù)并聯(lián)電阻。當(dāng)母線通過(guò)220V電壓后，各并聯(lián)電阻同時(shí)發(fā)熱，形成一條連續(xù)的單相供電伴熱帶。

    單相并聯(lián)式電伴熱帶在安裝時(shí)按使用長(zhǎng)度剪切。由于電伴熱帶尾端的工作電壓隨使用長(zhǎng)度增加而降低。因此，安裝時(shí)不宜超過(guò)使用長(zhǎng)度。如果管線較長(zhǎng)，可采用多點(diǎn)電源供電。
    電伴熱帶的頗定功率(W/m)是一個(gè)重要技術(shù)參數(shù)，它制約著絕緣材料介質(zhì)維持溫度、單電源鼓大使用長(zhǎng)度及發(fā)熱節(jié)長(zhǎng)，這一點(diǎn)在選用時(shí)應(yīng)特別注意。
    電伴熱帶具有柔軟性，可方便地緊貼管道表面敷設(shè)；其外層的金屬編織層是防止靜電的安全接地線，不僅能提高電伴熱帶的整體強(qiáng)度，還起著傳熱和散熱作用。
    (b)三相并聯(lián)式電伴熱帶。該電伴熱帶結(jié)構(gòu)原理如圖1-5所示。圖中電源母(芯)線為三根平行絕緣銅絞線，在內(nèi)護(hù)套絕緣層上纏繞鎳鉻電熱絲，并每隔一定相等距離使電熱絲依次分別與電源母線AB-BC-CA-AB----…反復(fù)循環(huán)連接，在每?jī)上嚅g形成連續(xù)并聯(lián)電阻。當(dāng)母線通380V電壓后，各并聯(lián)電阻同時(shí)發(fā)熱，形成一條連續(xù)的三相供電伴熱帶。
    三相并聯(lián)式電伴熱帶除有單相并聯(lián)式電熱帶的特點(diǎn)外，還有以下特點(diǎn)：由于三相帶有三根母線，其外形更趨扁平，增大了散熱面，因此同截面三相帶的每米功率要比單相帶大；另外，由于三相帶工作電壓比單相帶高√3倍，所以每米功率相同的三相帶使用長(zhǎng)度是單相帶的3倍；此外，使用三相帶能均衡電網(wǎng)負(fù)載，因此三相帶特別適用于較長(zhǎng)距離的大口徑管道伴熱保溫。
(c)典型電伴熱系統(tǒng)。電伴熱帶與溫控器配合使用，能較精確地維持管線或儀表殼體的溫度。在爆炸性環(huán)境中，可選用防爆電器附件與防爆電伴熱帶配合使用，以保證在爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所正常使用。這些附件包括防退電源接線盒、防爆二通接線盒、防爆三通接線盒和防爆尾端接線盒。如要進(jìn)一步提高控溫精度，可選配防爆溫度控制器。典型的電伴熱系統(tǒng)示意圖如圖1-6所示。

    b.安裝與運(yùn)行。電伴熱管線能否合理、正常運(yùn)行，不僅決定于正確合理的選型設(shè)計(jì)，而且與產(chǎn)品的正確安裝也有著重要關(guān)系。
    (a)安裝方法。電伴熱帶在安裝前應(yīng)詳細(xì)閱讀產(chǎn)品說(shuō)明書，了解和掌握電伴熱產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能和安裝使用方法。一般應(yīng)注意以下幾方面問(wèn)題。
    ·電伴熱帶的安裝必須在該管路和周圍鄰近管路全部安裝結(jié)束，并經(jīng)水壓試驗(yàn)(或氣密試驗(yàn))檢查合格，管壁防銹漆干燥后開始。在安裝時(shí)需蒸汽吹掃管線，一般應(yīng)在掃線后再安裝電伴熱產(chǎn)品。
    ·電伴熱帶安裝后，嚴(yán)禁電焊、氣焊作業(yè)，以防止電焊熔渣濺落到電伴熱帶上。安裝保溫層、防水層必須在電伴熱系統(tǒng)全部安裝、調(diào)試合格、試送電正常后進(jìn)行。
    ·敷設(shè)電伴熱帶的管道表面應(yīng)裸露，無(wú)油污、雜物，并不得有銳利的棱邊、銳角。
·電伴熱帶敷設(shè)一般采用螺旋纏繞方法(見圖1-7)。施放電伴熱帶應(yīng)將線盤放在放線架上，手提電伴熱帶行走。放線時(shí)嚴(yán)禁打折或在地上拖拉。電伴熱帶安裝敷設(shè)時(shí)的最小彎曲半徑應(yīng)不小于電伴熱帶厚度的6倍。

·電伴熱帶一般安裝在管道下方，用鋁膠帶粘貼安裝。施工時(shí)邊敷設(shè)電伴熱帶邊覆蓋鋁膠帶，并用力壓平，使電伴熱帶緊貼在管道上。在粘貼鋁膠帶后，再每隔0.6m用耐熱膠帶將電伴熱帶沿徑向固定4/3圈，見圖1-8，使電伴熱帶與被熱管道貼緊，以提高伴熱效率。

·安裝電伴熱帶要充分考慮管道附件拆卸的可能性。圖1-9、圖1-10所示為壓力表和液位計(jì)的電伴熱帶纏繞方法。

·法蘭處易產(chǎn)生泄漏，纏繞電伴熱帶時(shí)，應(yīng)避開其正下方。圖1-11所示為法蘭式節(jié)流孔板電伴熱帶的纏繞方法。

    ·由于并聯(lián)式電伴熱帶由一段段發(fā)熱節(jié)組合而成，其首尾兩端各有幾十厘米的不發(fā)熱部分(冷端)，安裝電器附件時(shí)，應(yīng)確認(rèn)冷端的起始點(diǎn)(移去編織層，在外護(hù)套上有凹坑的，即為發(fā)熱節(jié)點(diǎn))，將開始發(fā)熱部分控制在需要伴熱的部位，冷端長(zhǎng)度一般為0.2~0.3m。
    ·并聯(lián)式和串聯(lián)式恒功率電伴熱帶安裝時(shí)嚴(yán)禁交叉與疊繞。若螺旋纏繞時(shí)，至少應(yīng)有10mm以上的間隙，以避免交叉疊繞處過(guò)熱，影響電伴熱帶正常使用壽命。
    ·控溫器感溫包只能水平安裝和垂直向下安裝，否則會(huì)出現(xiàn)溫度不穩(wěn)定現(xiàn)象。控溫器附件安裝時(shí)，必須膠圈、墊圈、緊固件等齊全、緊固，符合防爆規(guī)范要求。
    ·電伴熱系統(tǒng)除介質(zhì)管路系統(tǒng)裝有可靠的接地保護(hù)外，同時(shí)還應(yīng)將電伴熱帶的編織層全部連接在一起，并裝設(shè)可靠的接地保護(hù)(接地電阻不大于4Ω)。
    (b)調(diào)試運(yùn)行
    ·電伴熱系統(tǒng)安裝完畢后，必須逐個(gè)回路進(jìn)行電氣測(cè)試：先用500V或1000V的兆歐表檢查系統(tǒng)的絕緣電阻，電伴熱帶芯線與地線或與不帶電的中性線之間應(yīng)不小于2MΩ；正常后，再檢查系統(tǒng)的直流電阻是否正常，其阻值大小是否與所測(cè)系統(tǒng)的總功率相對(duì)應(yīng)，若為三相帶，還需測(cè)量三相電阻阻值是否平衡；所有這些全部正常后方可進(jìn)行試送電(在配電箱側(cè)檢查測(cè)試時(shí)，應(yīng)注意溫控器的觸點(diǎn)必須處于“閉合”狀態(tài))。
    ·試送電時(shí)，先將溫控器調(diào)整在介質(zhì)維持的平均溫度上，然后通以額定電壓，逐段檢查發(fā)熱情況和各電氣參數(shù)是否正常。試送電時(shí)間一般為2h。
    ·如試送電正常，應(yīng)在停電后進(jìn)行保溫層和防水層施工。保溫材料必須干燥，且保證材料的質(zhì)量和厚度。若保溫層受濕，應(yīng)干燥后再包纏防水層。
    ·保溫層施工結(jié)束后，重新測(cè)試、送電，并帶負(fù)載連續(xù)運(yùn)行監(jiān)視8h。一切正常后，應(yīng)在管道防水層外粘貼“電伴熱示警”標(biāo)記，以提醒注意。