热工仪表管路电伴热系统的维护与创新

2024.08.24

贾昌磊

摘要：本文系统地介绍了热工设备保温伴热维护方法及各项防寒防冻措施。并引入不间断监视系统连续监控伴热设备运行情况。对热工仪表管路电伴热系统的维护有一定的指导意义。

关键词：热工仪表；防寒防冻；电伴热；不间断测量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.146

在环境温度下有冻结、冷凝、结晶、析出等现象产生的物料测量管线和检测仪表需采取保温、伴热、隔热措施。近年来，随着高分子材料及特种电缆技术的发展，电伴热作为一种有效的仪表取样管路保温及防冻方案在电厂中被广泛应用。由于伴热设备管理不严格、安装方式不合理、欠维护等原因，仪表管路冻结导致测量失准，引起热工联锁、保护误动的事件时有发生，给机组运行带来了严重的安全隐患。为此，应当从设计、施工、维护、管理等多方面着手，使热工仪表达到防冻效果。

1 自控温伴热电缆工作原理

自控温加热电缆（如图1）由导电聚合物和两根平行金属导线及绝缘互层构成，其特点是导电聚合物具有很高的正温度系数“PTC”特性，能随被加热体系的温度变化自动调节输出功率，自动限制加热的温度。可以任意截短或在一定范围内接长使用，并允许多次交叉重叠而无高温热点及烧毁之虑。以某公司的自控温加热电缆为例，工作电压220VAC，最高维持温度65℃，最小弯曲半径25mm，满足仪表管路伴热需求。

2 仪表管路保温伴热安装、敷设方式

经典的仪表保温、伴热安装方式见图2，紧贴管道表面敷设隔热层，伴热电缆螺旋缠绕（或平行）在隔热层上，外面包裹保温层及防雨层。

3 检查标准

（1）电伴热电缆检查。各段伴热电缆电阻值合格，电缆线间以及与屏蔽层间绝缘合格；伴热电缆不应贴近其他电缆；伴热电缆的接线号头，号头字迹端正清晰，不褪色，内容正确；防雨措施完好；无损坏、虚接的端子，保证接线正确、牢固、美观，号头清晰。

（2）电源检查。估算每路伴热带额定电流；每路伴热额定电流应小于电源电缆容量，应小于电源空开（断路器）容量；由于启动电流远大于稳定电流，应选用D型脱扣曲线的断路器。

（3）仪表箱检查。各仪表保温箱电缆、管路等的孔洞密封完好；保温箱内加热设备完善；内部温度在20℃～45℃之间；各仪表保温箱柜门完好、严密关闭。

（4）仪表管路检查。仪表管路保温层厚度满足要求，保温材料完整、整齐、美观；伴热带尾部不应离高温主管道过远/近；伴热带不应紧贴高温管道敷设；一次门及以前、固定管卡、穿仪表箱根部、弯头、与其它设备管路交叉处以及紧靠钢梁、金属构架、迎风处等易冻薄弱部位应有铁皮、锡纸等防风设施。

检查结束后试运行，检查、记录各伴热电缆温度、启动电流。

4 伴热设备维护

待气温下降到5℃以下连续三天时，正式投入电伴热。每天机组防冻负责人（或值班人员）测试伴热电源盘各路电流，进行记录并分析、比对，确保每路电流变化不超过前一天的10%，发现问题及时联系设备专责、班长，并进行整改。每周进行一次全面检查。准备防冻应急物资（喷灯、伴热电缆、保温棉等），应对突发事件的发生，并提前演练。

气温低于-3℃时，联系运行人员对重要气动设备进行活动试验，防止长期不活动的气动设备结冻。（如燃油跳闸阀、低负荷给水调节阀、减温水系统调节阀等）。冬季巡检还应注意远程站防冻设施，暖气、空调是否工作正常，窗户是否关闭，房门是否能自动关闭，防止气温突降结露导致设备短路或绝缘降低等异常情况的发生。

5 伴热电缆工作情况的不间断监视

正常情况下，自限温伴热带电流随环境温度变化而缓慢变化。当发生伴热带短路、断路、端子接线松动等异常情况时，电流将大幅波动（突升或突降）。为了及早发现和提前预防，增加伴热电流测点引到DCS画面显示。根据伴热电流实际变化情况，设置合理的变速率限制。若电流变速率越限，及时发出报警信息。在取样管路冻结之前迅速排除故障。

由于每台机组伴热电源分支较多，每只空开增加电流监视需要增加大量设备，维护量大且经济性不高。每台机组伴热电源盘内增加伴热总电源电流测点，只需增加一台电流互感器、一台电流变送器及相关电缆。

以我公司#3机组伴熱电流为例，选用的电流变送器精度等级为0.2%，电流互感器精度等级为0.5%，综合误差为0.539%。伴热总电流在65A左右，拟选用量程为0～100A的电流互感器，综合误差0.2696A。综合误差远小于各路伴热电流值，即任一路伴热出现短路、断路等情况时，该设备可准确反应出电流的实际变化情况。又由于伴热电缆故障主要为短路、接地、接线松动等，任一故障均导致电缆大幅波动，报警逻辑能准确判断出伴热异常。有助于热工人员在取样管路冻结之前及时排除故障。

6 技术措施、管理措施

制定专项防冻措施，分级控制，责任到人，确保防冻工作无漏洞；编制热工设备保温、伴热设备检修作业文件包、保温伴热检查记录表，规范检修、维护流程；全面分析热工仪表（或管路）冻结可能产生的后果，采取分散布置、增加冗余测点、增加偏差报警逻辑、保护优化等手段避免热工联锁、保护失灵。制定热工设备防寒、防冻技术措施，应对突发事件。

总之，保温伴热设备安装、维护是一项长期的、系统的工作，是热工专业冬季重点工作任务之一，任一环节的漏洞都可能导致热控设备异常，进而威胁到机组安全运行。及时发现伴热异常，并立即检查、整改，及时排除故障，才能彻底防冻。