2018年的第一場(chǎng)雪，比以往來(lái)的更早了一些，儀表人有了這些，可以挺住了！
儀表防凍是化工企業(yè)冬季安全生產(chǎn)的最大問(wèn)題。北方地區(qū)，冬季溫度較低，工藝管線一般防凍措施為伴熱加保溫。化工廠冬天防凍，主要考慮的就是工藝正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使其正常工作，那就看設(shè)備，管道里面的介質(zhì)，在冬天溫度低的情況下是否影響工藝要求，主要方法，就是用巖綿保溫，或是內(nèi)加電伴熱加熱。冬季儀表伴熱有幾種方式，一是加伴熱和保溫 伴熱有兩種電伴熱和蒸汽伴熱。二是放空，有些不用的管線及時(shí)排空并吹掃干凈。三是在低點(diǎn)作小排放或打循環(huán)保證流動(dòng)。防凍常用有蒸汽伴熱、電伴熱、保溫材料、熱水伴熱。
在化工廠管道設(shè)計(jì)中，管道的保溫和伴熱經(jīng)常見(jiàn)到，管道的防凍保溫設(shè)計(jì)不容忽視，特別是在高寒地區(qū)的化工企業(yè)。
管道的防凍保溫設(shè)計(jì)需要根據(jù)介質(zhì)溫度和工藝要求具體設(shè)計(jì)保溫措施。否則在惡劣的氣候條件下，易出現(xiàn)液體管支管凍裂的情況，因此管道配管有其特殊的要求，不能按普通的要求設(shè)計(jì)。目前國(guó)內(nèi)實(shí)行的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中尚無(wú)一個(gè)系統(tǒng)完善的設(shè)備、管道防凝、防凍準(zhǔn)則，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)每根管道和設(shè)備，重點(diǎn)進(jìn)行工藝管道防凍保溫的設(shè)計(jì)方法說(shuō)明和相關(guān)注意事項(xiàng)，以確保該防凍保溫效果。
工藝管道內(nèi)介質(zhì)凍結(jié)機(jī)理：介質(zhì)在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由于散熱損失的存在，介質(zhì)的溫度沿流程逐漸降低。在有限的管道長(zhǎng)度內(nèi)，在一般的散熱損失情況下，通常介質(zhì)溫度不至于降低到介質(zhì)的凝固點(diǎn)或冰點(diǎn)；但當(dāng)管內(nèi)介質(zhì)停止流動(dòng)時(shí)，由于介質(zhì)得不到熱量的補(bǔ)充，溫度就有可能降至凝固點(diǎn)或冰點(diǎn)，甚至更低，從而發(fā)生凍結(jié)，輕則堵塞管道，重則導(dǎo)致管道破裂。通常在管內(nèi)介質(zhì)凍結(jié)時(shí)，首先是緊靠管內(nèi)壁的介質(zhì)開(kāi)始凍結(jié)，圓形管道中凍結(jié)的介質(zhì)沿管壁呈環(huán)狀，然后逐漸增加凍結(jié)層厚度，直至凍結(jié)到管中心而堵塞管道。
由上述介質(zhì)凍結(jié)過(guò)程分析可知，管內(nèi)介質(zhì)凍結(jié)是一個(gè)不穩(wěn)定的傳熱過(guò)程。由于不穩(wěn)定傳熱過(guò)程的計(jì)算比較復(fù)雜，因此，在工程上一般采用簡(jiǎn)化方法，即按照穩(wěn)定傳熱的熱平衡方法計(jì)算防止凍結(jié)的保溫層厚度，并適當(dāng)考慮安全因素。
對(duì)于介質(zhì)內(nèi)含水的設(shè)備和管道，采用保溫、伴熱的方式防凍，亦采用設(shè)置坡度排液、輔助管道的方式防凍。
對(duì)下列設(shè)備管道進(jìn)行防凍設(shè)計(jì)：①循環(huán)吸收液管道；②工藝循環(huán)水管道；③后產(chǎn)物處理管道；④脫硫塔；⑤泵、槽類(lèi)盡量放在室內(nèi)。管道的防凍方式采用保溫和伴熱兩種。為了防止管道或設(shè)備被凍壞，根據(jù)介質(zhì)間斷的時(shí)間計(jì)算出保溫層的厚度。
加熱保溫是化工物料輸送管道常用的一種保溫形式，將輸送管道向環(huán)境中的散熱量用加熱的辦法加以補(bǔ)償，使輸送管道中物料溫度保持不變或不凍結(jié)。
作為儀表人應(yīng)時(shí)刻關(guān)注當(dāng)?shù)氐奶鞖忸A(yù)報(bào)，根據(jù)天氣變化，早做準(zhǔn)備，安排好班組的注意事項(xiàng)，一般的防凍防凝措施規(guī)定都會(huì)根據(jù)自己裝置的特點(diǎn)制定，做好水、汽、風(fēng)、油等關(guān)鍵部位的放空排凝、儀表伴熱，保持暢通，定時(shí)巡檢。設(shè)備管道系統(tǒng)自動(dòng)電伴熱；其余防凍管線持續(xù)電伴熱。
冬季儀表防凍防凝要做的工作：儀表伴熱全部投用，并且全面檢查，做到低點(diǎn)排凝；機(jī)泵停用后用氮?dú)獯祪簦粌x表風(fēng)線風(fēng)罐底部定期排凝。防止儀表風(fēng)帶水；裝置水線如果不能放空要稍開(kāi)防止凍裂；裝置吹凈時(shí)排污底閥要吹掃見(jiàn)汽無(wú)液排出；外出檢查要戴好安全帽；為節(jié)約能源盡量不要帶壓排放。
冬季化工廠保溫防凍措施：
1、對(duì)車(chē)間循環(huán)水死水區(qū)管道進(jìn)行保溫；停用的循環(huán)水泵采用倒流措施，并放凈。
2、車(chē)間停用的設(shè)備，如：補(bǔ)水泵、循環(huán)水泵、冷卻器、冷凝器等，要采用放水、定時(shí)巡檢等措施。壓縮機(jī)冷卻水，由操作人員定期檢查，確保水閥保持長(zhǎng)開(kāi)狀態(tài)。
3、車(chē)間外吸附塔、脫硫塔、水洗塔、氣液分離器排污管線，采用電伴熱帶進(jìn)行防凍。車(chē)間內(nèi)水分離器、冷卻器停車(chē)后及時(shí)排凈的方式防凍。
4、室內(nèi)供暖停止時(shí)車(chē)間內(nèi)的自來(lái)水、洗眼器、消防箱等安全設(shè)施，采用電伴防凍。
5、車(chē)間地面、平臺(tái)上如果噴灑上水后，立即進(jìn)行清理，以防結(jié)冰。車(chē)間人員在上平臺(tái)和爬樓梯時(shí)，提高安全意識(shí)與防范意識(shí)。
6、車(chē)間人員在框架上進(jìn)行維修作業(yè)時(shí)，如果達(dá)到了高處作業(yè)要求，落實(shí)好各項(xiàng)安全防范措施：戴好安全帽、系好安全帶，并且要有專(zhuān)人進(jìn)行監(jiān)護(hù)。
7、車(chē)間人員在此期間，加強(qiáng)巡檢次數(shù)，如發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)向上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行反映。
8、工藝用的水線。凡是地上安裝的，且用水量不大的，應(yīng)保證在管線末端有放空閥，保持常流水，來(lái)防止凍結(jié)，有條件的應(yīng)在管線上加設(shè)保溫。
9、間斷使用的水線，必須加設(shè)電伴熱帶進(jìn)行保溫，否則將無(wú)法使用。
10、冬季不用的水線，要將兩邊的法蘭拆開(kāi)，放盡存水，有條件的，用工業(yè)風(fēng)進(jìn)行吹掃以保證管線內(nèi)的積水不被充滿(mǎn)，如果開(kāi)關(guān)不嚴(yán)，則應(yīng)在兩端拆開(kāi)的法蘭處加盲板，并進(jìn)行登記掛牌。
11、對(duì)一些在正常生產(chǎn)中不用的管線，由于長(zhǎng)期處在停用狀態(tài)，在死角內(nèi)可能存有積水而凍結(jié)，一旦要使用，就會(huì)造成不通，而影響生產(chǎn)。對(duì)這樣的管線在入冬前，要用適當(dāng)?shù)牧髁繉?duì)管線進(jìn)行疏通置換后，關(guān)閉有關(guān)的閥門(mén)，保持備用狀態(tài)。
12、消防水線系統(tǒng)的消防栓，消防水線閥門(mén)井等，要關(guān)閉閥門(mén)井內(nèi)的閥門(mén)，放凈水栓內(nèi)存水，保證水栓隨時(shí)都可投用。消防井內(nèi)應(yīng)采用雙層井蓋（其中一層為保溫井蓋）。
13、發(fā)生凍結(jié)處理：設(shè)備凍結(jié)后，應(yīng)用蒸汽或熱水解凍，鑄鐵管線和設(shè)備解凍應(yīng)緩慢，以防爆裂，凍裂管線或設(shè)備禁止在密封狀態(tài)下進(jìn)行加熱，應(yīng)先打開(kāi)放空，橫管由低到高解凍，垂直管由上到下，如有裂紋應(yīng)當(dāng)匯報(bào)。
所有易凍管道，均要按照防凍要求配管，壓縮機(jī)、水泵、安全閥、泄壓閥、公用工程管道也有其特殊防凍措施，處理方法如下：
①工業(yè)用水管道一般直徑較大，且在寒冷地區(qū)需考慮防凍，故多采用埋地敷設(shè)的方法。
②直徑較大的管道一旦發(fā)生結(jié)冰只是在管道內(nèi)壁結(jié)1圈冰，雖然不會(huì)堵塞管道，但其流量會(huì)受到限制，考慮到埋地管道不易清理，通常將其埋至冰凍線以下，以保證管道內(nèi)介質(zhì)不會(huì)結(jié)冰。
③冰凍線以上的水管道，在寒冷地區(qū)埋地敷設(shè)的水管道引出地面時(shí)，應(yīng)根據(jù)工藝要求，在冷卻水出入口總管上設(shè)置切斷閥、防凍排水閥和長(zhǎng)流水等措施。
④設(shè)備管道閥門(mén)處應(yīng)設(shè)置防凍排液閥和防凍循環(huán)旁通管，以便在停工或檢修時(shí)，將設(shè)備和管內(nèi)的存水排凈，以避免凍裂設(shè)備。防凍循環(huán)旁通管和防凍排液閥應(yīng)盡量靠近閥門(mén)，而且也需保溫防凍。任何介質(zhì)的管線，在任何場(chǎng)所都不設(shè)有“盲腸”管段，以避免管內(nèi)介質(zhì)凍結(jié)、凝固、局部腐蝕及吹掃不凈等。架空敷設(shè)的水管道應(yīng)避免死端、盲腸、袋狀管段，可以將有易凍管道的盲端改至最短，或?qū)⒚つc管段改造為假管支撐，對(duì)難以避免的袋狀管段應(yīng)考慮設(shè)置低點(diǎn)排液閥。
⑤壓縮機(jī)入口管道的防凍多采用熱水或蒸汽伴熱以及外敷保溫層的方法。
當(dāng)然，伴熱保溫也是相對(duì)的，其熱量是否滿(mǎn)足要求還需考察其他因素。如果環(huán)境溫度太低，可將壓縮機(jī)放置在壓縮機(jī)房?jī)?nèi)，采取統(tǒng)一供暖的方式。這時(shí)的壓縮機(jī)入口管道可以不防凍，但暴露在室外的入門(mén)管道仍需保溫防凍。
⑥水泵的防凍常采用在泵的進(jìn)、出口管道設(shè)置旁通管道的方式。
為防止備用泵內(nèi)介質(zhì)凍結(jié)凝固，可采用配置設(shè)有限流孔板的防凍循環(huán)管道，使流體從備用泵的防凍循環(huán)管道經(jīng)泵體返回入口管。一般防凍循環(huán)管道設(shè)置在泵出口切斷閥前與泵出口之間，限流孔板須經(jīng)過(guò)核算，防凍管線仍需保溫。水泵防凍管道的安裝形式如圖所示。
所有易凍介質(zhì)或安全閥蒸汽放空、蒸汽放空閥放空后易產(chǎn)生冷凝液(無(wú)害)介質(zhì)，應(yīng)在靠近安全閥出口管底部處開(kāi)設(shè)φ8mm淚孔，以防止安全閥出口結(jié)冰引起憋壓爆炸。
⑦若泄壓閥排放至密閉系統(tǒng)，并且在最低環(huán)境溫度下泄放總管中的氣體有可能冷凝時(shí)，應(yīng)在泄壓閥的排出口凝液可能有積聚的部分伴熱。配管應(yīng)從泄壓閥出口坡向泄壓總管，絕對(duì)避免出現(xiàn)“袋形”，否則氣體凝液將凍結(jié)在泄壓閥出口管道內(nèi)而引起阻寒，從而導(dǎo)致泄壓不暢，發(fā)生事故。
⑧公用工程物料管道的防凍一般只是防止凝液的積聚，在工業(yè)裝置中不僅要采取保溫的方式防凍，還要在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置排放閥或疏水閥等，以便及時(shí)將產(chǎn)生的凝液排放掉。
⑨過(guò)熱蒸汽管道上的低點(diǎn)應(yīng)設(shè)置排放閥，閥的位置應(yīng)靠近蒸汽主管。飽和蒸汽管道上有可能積聚冷凝水的低點(diǎn)或末端需設(shè)置疏水閥。如果蒸汽分配集合管和冷凝液集合管在靠近主管的地方，則應(yīng)設(shè)置切斷閥或止回閥，且閥門(mén)要水平設(shè)置。蒸汽伴熱的每根支管末端應(yīng)設(shè)置分液包和疏水閥，在蒸汽可能積聚凝液的低點(diǎn)要設(shè)置排放閥，以便在系統(tǒng)停止供氣時(shí)，凝液能及時(shí)導(dǎo)出，避免凍結(jié)在管道內(nèi)。蒸汽伴管在回冷凝液收集站時(shí)應(yīng)盡量減少液袋(蒸汽伴管液袋是蒸汽伴管結(jié)凍的主要原因)，在不可避免的伴管液袋中，液袋高度按規(guī)范不能超4m。1個(gè)伴管最多只能有1個(gè)液袋，不能按規(guī)范可允許幾個(gè)液袋同時(shí)存在。
⑩設(shè)備的安全噴淋系統(tǒng)應(yīng)在供水閥下游側(cè)設(shè)置排放閥，當(dāng)系統(tǒng)停止供水時(shí)應(yīng)能排凈，管道內(nèi)不得留存液體，以免在冬季將管道凍裂。事故淋浴洗眼設(shè)施應(yīng)盡量設(shè)在室內(nèi)，如果必須設(shè)在室外時(shí)，應(yīng)靠近建筑物的墻邊安裝，供水管道及其閥門(mén)應(yīng)安裝在建筑物內(nèi)。
?裝置內(nèi)空氣系統(tǒng)(工廠空氣和儀表空氣)是管道防凍保溫容易忽略的地方，因?yàn)楣S空氣和儀表空氣介質(zhì)中含有少量水蒸氣。防凍處理方法是在緩沖罐底部管口導(dǎo)淋閥后增加疏水閥或在緩沖罐底部增加伴熱，在空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器、分離器時(shí)，其中的水蒸氣就會(huì)凝結(jié)積留在設(shè)備底部。緩沖罐需設(shè)置排放閥以排除凝液。在空氣系統(tǒng)管道的低點(diǎn)有可能積聚冷凝水的地方也應(yīng)設(shè)置排放閥。
?在通常的設(shè)計(jì)中，放空閥和導(dǎo)淋閥前短管按規(guī)范其長(zhǎng)度為75-100mm，放空閥和導(dǎo)淋閥前短管長(zhǎng)度在75～100mm時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象，應(yīng)采用小于50mm的短管為宜，且焊接時(shí)必須采用有效的冷卻措施。
總之化工廠工藝管道的防凍保溫有其特有的處理方法。工藝管道多采用蒸汽或熱水伴熱防凍，保溫防凍也是經(jīng)常采用的方式之一。如果管道中的介質(zhì)具有足夠的顯熱，可利用保溫層減少介質(zhì)自身熱量的損失，以此保證物料在管道內(nèi)不至因黏度過(guò)大而滯流。以往公用工程物料管道和水管道多是采用設(shè)置排液裝置來(lái)達(dá)到防凍的目的，隨著化工裝置的規(guī)模越來(lái)越大，操作人性化要求間歇操作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的公用工程管道也應(yīng)采用伴熱保溫的方式。
