锅炉仪表伴热问题的探讨与改进

周飞船 杨平平 黄继东

（1 安钢集团动力厂， 河南 安阳 455004； 2 安钢集团自动化公司， 河南 安阳 455004）

0 前言

在锅炉生产中，运行参数准确可靠关乎到锅炉安全稳定运行，特别是对于室外锅炉的一些测量蒸汽、水、烟气相关参数的仪表导压管需要保持管道中介质物理状态以便更好的传递测量介质参数的实时状态。安钢集团所处安阳市冬季平均气温-1.7℃，极端气温为-21.70℃，在冬天仪表导压管极易因为天气寒冷上冻造成的测量是数据的不准以及取压管道结冰膨胀造成测量变送器的膜膜片等传感器的损坏，造成仪表测量设备不能正常工作，最近几年因仪表设备上冻造成参数无法监控甚至连锁停炉的事故时有发生，给公司生产带来安全隐患。尽管锅炉上相关测量仪表设备在达产时已经进行过伴热处理，但由于存在种种原因不能有效保证仪表设备的保温效果。

1 伴热现状及存在问题

安钢锅炉大部分在室外，相关仪表测量设备虽然采用电伴热方式已经对取压管进行保温处理，但是近几年伴热效果不尽如人意，设备上冻情况时有发生，总结来说主要有以下几个方面。

1.供电开关容量选择不当或存在短路造成开关跳闸又无法实时监控，造成静压导压管道在寒冷天气因无热源而上冻。

2.伴热带敷设路线不合适，热别是伴热带尾端过于接近蒸汽管道或接近取样管道长时间接受高温烘烤而使伴热材料老化甚至烫坏伴热带，造成伴热导体之间的发热电阻体老化甚至短路现象。

3.高温介质的仪表检测设备在检修更换时，造成取压管内部冷凝液流失，更换后投运时不能等到行成有效的冷凝液后再开启二次阀造成取压管道过热而加速伴热带老化或损坏，另外排污阀关闭不严造成管道介质温度较高而造成伴热带老化损坏。

4.仪表设备取压管道过长、伴热带缠绕方式不佳以及仪表取压管伴热带超期使用老化导致伴热效果不佳。

5.潮湿环境中伴热接线盒及尾端密封不牢，造成伴热带内部短路。

2 伴热方式及伴热带选择

仪表设备取压管道常用伴热方式主要有蒸汽伴热和电伴热。蒸汽伴热热值高，但极易造成测量介质发生变化对测量结果带来影响。特别是对于锅炉汽包液位及给水测量来说本来测量差压不大，蒸汽伴热易造成正负取压管内冷凝液的密度发生变化，对测量结果影响比较明显。另外蒸汽伴热所需材料多、成本高、维护难、存在能源浪费，综合经济效益不高。电伴热是在绝热层和被伴热管道之间安装起加热作用的半导体高分子材料，利用电热的能量来弥补仪表取样管路在取样过程中散失的热量，从而使仪表取样管路内介质温度维持在最合理范围，达到保温防冻效果。电伴热优势较多，节约能源、施工安装维护方便、使用寿命长、能实现遥控和自动控制。在伴热方式选择方面要根据测量对象特性及测量范围的不同以及变送器安装方式、取压管道长短不同来综合决定采用蒸汽伴热或电伴热。

电伴热带中的自控温电伴热带，它是一种电热功率随系统温度自调的带状限温伴热，能随被加热体系的温度变化自动调节输出功率控制自身各点温度并保持恒温。电伴热带选用要考虑综合因素如实用性、经济性、供电条件等，根据管道维持温度及偶然性的最高操作温度选定电热带的耐温等级和发热温度等级。结合安阳所处的地理位置来说，这种伴热带作为锅炉仪表设备取压管伴热的首选，同时根据测量介质不同来选用不同耐温等级。锅炉给水系统可选普通中温型自限温伴热带，锅炉蒸汽相关参数测量设备要采高温型自限温伴热带。

3 仪表设备安装位置更改

由于设计施工单位不同部分站所仪表设备位置采用仪表柜集中安装，这种方式仪表管线较长，特别是测量蒸汽介质的仪表设备排污阀泄露会造成就地仪表柜内其他仪表管线伴热带的损坏及老化，出现问题后更换伴热带及保温层比较麻烦，不能及时更换处理对锅炉安全运行存在一定安全隐患。

结合以上因素，我们利用大修对部分集中安装的锅炉相关测点变送器位置进行更改，在保证测量精度符合安装规范的前提下更改为就地方式安装，并对变送器加装仪表保温箱，大大缩短了取压管长度，伴热带敷设及更换也更加方便。对于汽包液位、汽包压力等测点移到汽包间内，由于汽包间时密闭空间加上锅炉汽包及管道热量，即使在寒冷天气伴热系统出现问题也能保证设备正常运行。

4 伴热带供电及安装敷设的要求与完善

电伴热系统一般有配电箱、控制电缆、电伴热带及其附件组成。在安装使用过程中要严格遵循相关规范，可有效避免突发情况对电伴热系统相关设备的损坏。

电伴热系统供电采用了 220VAC交流电，在锅炉本体上应配备一套独立配电箱，每个仪表设备设置单独的电流保护装置要具有过载、短路保护功能，我们采用了带有漏电保护的空气开关作为每个设备伴热电源。为了实时监控开关状态，我们在电源箱内部安装中间继电器相把每个空气开关的状态引入到监控系统来实现实时监控和报警，能够及时有效发现处理问题。

伴热带敷设时对仪表导管、阀门进行防锈、防腐、去除毛刺和锐角等处理同时要根据测量介质的不同温度有所不同，以防取样管道泄露造成伴热带老化及损坏。锅炉中对于水系统相关参数设备来说由于介质温度不高可采用伴热带直接贴附在取压管道壁上进行敷设（图1所示），一般建议采用卷绕方式参绕以提高伴热效果（一般电伴热带长度与取压管道长度之比在1.1-1.5之间），每相隔不超过50CM用耐热压敏胶带进行固定；对于测量蒸汽管道相关参数仪表设备伴热带敷设时，应先在取压管道外部敷设一层硅酸铝纤维毡或参绕硅酸铝纤维绳，合理安装高温介质管路内保温层厚，来避免伴热带和取压管道直接接触，可有效避免取压管道或排污阀泄露造成伴热带烧坏。伴热带在敷设时弯曲半径应大于厚度的 5倍，最后需在伴热带外面敷设一定厚度的保温材料，并进行相关防水处理。伴热带在敷设时，电伴热带必须配用与环境相适应的防爆温控器与附件。接线时，严禁母线短接及电阻丝与母线金属屏蔽层搭接以免发生漏电与短路造成电源跳闸。

图1

5 电伴热系统维护

做好电伴热系统的日常维护工作既能保证伴热供电安全性与伴热带使用寿命，也能有效降低电伴热的更换频率。系统日常维护主要有以下几个方面：

1.每年重新开启伴热系统前，要进行例行电气检查、系统电气绝缘、性能进行检测、伴热带是否存在短路或绝缘降低老化现象。伴热季结束后要及时停掉伴热电源。

2.对现场电源接线盒、分线盒进行检查，看盒体是否损坏、密封是否良好。

3.检查保温层是否完好，是否存在由于管道泄露或雨水造成保温层潮湿的显现，如有要即使进行烘干和做防潮措施。

4.在更换测量高温介质变送器时要严谨长时间打开排污阀造成管道过热对伴热带不可逆的损伤，特别是在投运三阀组时要注意投运顺序避免高低压侧冷凝液流失造成局部管道温度过高。

6 结束语

通过这几年对安钢锅炉仪表设备伴热系统进行改进完善与优化，充分证明只要经过合理、适当、符合实际的仪表管线的伴热处理后，就能降低伴热系统的故障率，不仅极大提高了伴热系统的稳定性，而且保温效果也更加突出，有效保证了仪表设备的正常工作和锅炉安全稳定高效运行。