合理改造儀表保溫伴熱實現節能降耗

馮萬軍

(陜西延長石油集團(有限)責任公司延安石油化工廠，陜西 延安 727406)

陜西延長石油集團(有限)責任公司延安石油化工廠地處陜西北部，冬季漫長寒冷，最低溫度-24℃，該廠自2009年開工以來，因檢測儀表伴熱問題造成的非計劃停工高達9次之多，并且凍壞了數十臺儀表，造成了巨大的經濟損失。冬季時，檢測儀表的防凍防凝工作量非常大，并且能耗也高。針對這種情況，公司組織技術力量，決定對裝置的伴熱系統進行技術改造。

1 存在問題①

該廠生產裝置的室外儀表，在設計和安裝伴熱系統時，需要考慮的因素很多：

a. 要將伴熱溫度控制在儀表規定的溫度范圍內，否則會影響儀表的測量精度，甚至引起聯鎖停車事故，影響裝置的平穩運行；

b. 由于伴熱管線難免會有較多彎曲，安裝施工時焊口較多，再加上常年腐蝕，易發生泄漏；

c. 設計的科學性和適宜性會直接影響伴熱系統的循環暢通，如果設計有缺陷，會使伴熱系統在運行時無法正常循環，伴熱效果不佳；

d. 伴熱系統的能耗也是重要因素，蒸汽伴熱能耗大、成本高，設計與投用不合理會造成資源浪費。

改造前的儀表伴熱管線如圖1所示。實際應用中，儀表檢測管道(φ3mm×18mm)細長，伴熱蒸汽和洗油管網錯縱復雜，日常維護受蒸汽壓力及回水壓力等干擾，維護量大，而且伴熱效果也不好。

圖1 改造前伴熱管線圖示

如果儀表維護人員在日常工作中稍有疏忽或巡檢不到位，就可能致使儀表伴熱凍凝或泄漏，使得冬季維護工作量加大，同時給生產安全造成隱患。雖然每年在檢修、搶修和冬季維護中都會對儀表伴熱管路進行疏通處理，但是效果仍不理想。

2 儀表伴熱系統的改造

經過多年的摸索實踐，該廠在大修過程中，組織技術力量，在原伴熱管線疏通處理的基礎上，對導壓管/孔板的取壓方式和沖洗油伴熱線進行徹底改造。

2.1 改造原理

儀表導壓管內的介質是不流動的，常采用蒸汽伴熱防凍、防凝，以保證儀表為工藝生產提供準確的數據和可靠的控制方式[1～4]。

此次改造根據熱傳遞的兩種方式，徹底解決了儀表導壓管冷凝結冰的問題。采用自伴熱[5]的安裝方式，將儀表導壓管從孔板法蘭取壓后向上引壓，冷凝液冷凝后自動進入工藝管道，加上工藝管道自身的熱量傳導到導壓管道上，再根據工藝介質正常的溫度，確定引壓線的長短和保溫層的厚度，工藝溫度大于100℃的導壓線不能長于1m，導壓線采用較薄的保溫，以防止燙傷檢修人員；工藝溫度低于60℃的導壓線不能大于60cm，保溫層加厚，采用全保溫。

2.2 改造方案

根據介質不同的檢測元件設計不同的改造方案。對于氣體介質儀表，采用就近取壓、豎直安裝的原則，使引壓線盡量短(圖2，虛框內為加保溫部分)；對于輕質油、蒸汽及水等介質，視取壓點情況盡量選擇豎直安裝(圖3)；對于重油儀表，需保留隔離罐(圖4)。

圖2 氣體介質儀表自伴熱方式

圖3 輕質油、蒸汽和水介質儀表自伴熱方式

圖4 重油介質儀表自伴熱方式

上述儀表伴熱改造方案中，將儀表箱和儀表伴熱取掉，隔離包視實際介質決定是否加裝。對于蒸汽管道和高溫管道，變送器的安裝位置一定要與管道懸空間隔大于10cm以上。

儀表采用自伴熱后，為了盡量減少熱量的損失，常采用綁扎法處理，一般分為保溫層和保護層兩部分，保溫層選用石棉繩(通常厚度為20mm)纏繞；保護層用玻璃纖維布包扎，并刷涂防腐漆隔潮，防止雨水進入而增大熱量損耗。

3 經濟效益分析

3.1 安裝

原設計每臺儀表安裝時需要的材料為PN1.6DN15mm截止閥7個，保溫箱、疏水閥和根部閥各一個。改造后，只留下了根部閥，這樣208臺儀表伴熱的安裝材料費用就節約了三十多萬。

3.2 日常消耗

每臺儀表使用1.0MPa的伴熱蒸汽，每臺每小時消耗蒸汽0.02t，按每噸蒸汽150元計算，每年拌熱投用4 000h，208臺儀表節約的費用為2 496千元。

年消耗沖洗油乙二醇6.0t，改造后沖洗油的消耗量下降到0.6t，按每噸沖洗油1萬元計算，每年節約5.4萬元。

經過此次儀表伴熱管線方案的改造后，裝置運行至今，再未發生過因流量和壓力檢測元件的原因導致的非計劃停工。

4 結束語

儀表采用自伴熱方式，不僅節約了大量的蒸汽，降低了日常維護的工作量，還有效地降低乙二醇、疏水器、引壓管線、三閥組及儀表箱等各種材

料的消耗。而且儀表顯示的準確性和控制的可靠性有所提高，避免了使用蒸汽伴熱的所有影響，減少了因流量和壓力檢測元件故障導致的非計劃停工，保證了裝置的長周期運行，也在最大程度上實現了節能降耗。