火电厂热工仪表取样管电伴热系统的设计与应用.pdf

内 蒙 古 电 力 技 术 I N N E R MO N G O L I A E L E C T R I C P O WE R 2 0 1 4 年第 3 2 卷第 5 期 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 8 - 6 2 1 8 ． 2 0 1 4 ． 0 5 ． 0 2 3 火电厂热工仪表取样管电伴热系统的设计与应用 赵永刚 。 贾杰 ， 田振宇， 刘伟 内蒙古 电力勘 测设计院 ， 呼和浩特0 1 0 0 2 0 摘要 介绍了火电厂热工仪表取样管电伴热的原理以及电伴热技术在北方地区火力发电 厂中的优势， 结合火电厂热工仪表取样管保温特点， 分析 了与热工仪表取样管电伴热设计有 关的3 个 因素 保 温层厚度 、 管线内介质 温度、 保温材料的导热 系数 ， 并 以北方地 区某火力发 电厂热工仪表取样管电伴热系统设计应用为例 ， 论证了该计算方法的设计误差率低， 以及能 够充分发挥 电伴热 系统的优势和降低 工程造价等优点。 关键词 电伴热系统； 仪表； 取样管； 保温防冻； 环境温度 文献标志码 B 中圈分类号 T M 9 2 4 文章编号． 1 o o 8 6 2 l 8 2 o 1 4 0 5 册9 o 一0 3 ． 一 De s i g n a n d Ap p l i c a t i o n o f P o we r T r a c i n g S y s t e m o n T h e r ma l I n s t r u me n t S a mp l i n g T u b e i n T h e r ma l P o we r P l a n t Z h a o Yo n g g a n g ，J i a J i e ，T i a n Z h e n y u ，L i u We i I n n e r Mo n g o l i a P o w e r S u r v e y D e s i g n I n s t i t u t e ， Ho h h o t 0 1 0 0 2 0 Ab s t r a c t An a l y s e d t h e d e s i g n a n d a p p l i c a t i o n d e v e l o p me n t s o f p o we r t r a c i n g s y s t e m i n t h e r ma l i n s t r u me n t s a mp l i n g t u b e t h r o u g h a n a l y z i n g t h e a d v a n t a g e s o n p o we r t r a c i n g t e c h n o l o g y ， wi t h c o mb i n i n g t h e r ma l i n s u l a t i o n p r o p e r t i e s o f t h e rm a l i n s t r u me n t s a mp l i n g t u b e i n t h e r ma l p o w e r p l a n t ， a n d p o we r t r a c i n g s y s t e m w a s d e mo n s t r a t e d t h a t t h e d e s i g n ； t e c h n o l o g y wa s r e l i a b l e ， r e a s o n a b l e i n v e s t me n t a n d s t a b l e o p e r a t i o n o n t h e t h e r ma l i i n s u l a t i o n o f t h e r ma l i n s t r u me n t s a mp l i n g t u b e i n t h e r ma l p o we r p l a n t ． Ke y wo r d s p o w e r t r a c i n g s y s t e m； i n s t rume n t ； i n s t rume n t s a mp l i n g t u b e ； t h e r ma l i s o l a t i o n ；a mb i e n t t e mp e r a t u r e 0 引言 在北方地区冬季火力发电厂运行过程 中， 部分 设备环境温度可能会低于0 oC， 如露天锅炉 或设 备 ； 锅炉停炉期 间， 锅炉房 内靠近门、 窗、 过道 的低 温区域 ； 直接空冷系统区域等。当环境温度低于 0 c I 时， 会出现如下情况 仪表测量取样管路内液态 介质冻结 ， 导致介质参数无法准确测量 ； 气动执行 机构压缩空气管路产生冷凝水， 冻结后导致阀门无 法正常操作； 直接空冷系统的工艺阀门底部存在积 水 ， 冻结后导致阀门无法正常操作 ； 直接空冷凝结 水系统和抽真空系统温度过低或冻结 ， 造成翅片管 束内出现结冰现象。 北方地 区火 力发 电厂仪表取样管路常采用 电 伴热和蒸汽伴热 2 种保温方式， 伴热介质释放一定 的热量 ， 通过直接或间接能量交换来补充被伴热仪 表管的热损失， 以达到仪表管路内介质的正常工作 要求。蒸汽伴热方式通过蒸汽伴热管道释放的热 量用以弥补被保温管道的热量损失， 由于蒸汽的散 热量不易控制 ， 整个管路伴热分布不均匀 ， 局部可 能造成被测介质的汽化 ， 保温效率较低。电厂中 汽 、 水 系统热工测点 布置分散 ， 需要伴热 的仪表取 【 收稿日期】2 0 1 4 - 0 6 - 0 7 【 作者简介】赵永刚 1 9 8 1 一 ， 男 ， 内蒙古人， 硕士 ， t程师， 从事电厂自动化研究 与设计T作。 内 蒙 古 电力 技 术 2 0 1 4 年第3 2 卷第5 期 保温厚度 为2 5 m m， 压力测量取样管路散热量 O计 算公式如下 Q 2 “rr A t 。 一 t 2 ／ l n [ d ／ a q 2 1 w ／ m。 电伴热电缆可采用平行法和缠绕法进行敷 设。如计算出的单位长度热损失小于电伴热电缆 单位长度的额定发热值， 一般采用平行法 ， 即使用 铝胶带将伴热电缆直接粘贴在管道上， 并使用耐热 胶带每隔0 ．5 m沿径向包扎电伴热电缆即可； 如计算 出的单位长度热损失大 于电伴热 电缆单位长度 的 额定发热值 ， 一般采用缠绕法。缠绕法需先确定电 伴热电缆的缠绕螺距Is ， 然后根据．s 计算电伴热电缆 的长度L 。缠绕螺距s 计算公式如下 S r r d ／ 一 1 1 ／ 2 ． 式中 d ’管道外径 ， m m； 电伴热电缆的长度系数， K 等于取样管路 散热量q除以电伴热电缆的米功率。 电伴热电缆的长度 计算公式如下 ￡ - ／ s [ s 1 T d 】 。 表 l 列 出 了4种 C WH 型电伴 热电缆 的参数 。 以C WH 一 2 0 W 电伴热 电缆 、 除氧水压力测量取样管 路散热量 9 为2 1 W／ m为例， 利用上述公式计算得 S 1 3 7 ． 3 8 m m， L 1 7 ． 3 m。查询该 电厂施工 阶段电伴 热电缆敷设清册， 除氧水压力测量取样管路伴热电 缆实际敷设量为 l 7 ．5 m， 设计误差率仅为 1 ． 1 4 ％， 设 计准确率较高 。 表 1 C WH 型电伴热电缆主要技术参数 利用缠绕法敷设电伴热电缆时， 以往采用预估 方式计算电伴热电缆用量， 即通常取被保温取样管 路长度的1 ．5 - 2 倍。若选取 1 ．5 倍系数 ， 1 5 m除氧水 压力测量取样管路则需 2 2 ． 5 m电伴热 电缆 ， 与现场 实际敷设量偏差较大。可见 ， 利用上述公式计算电 伴热电缆长度， 可以较为准确地计算出全厂电伴热 电缆使用量， 降低工程材料造价。 2 - 3 电源设计 由于电伴热 电缆需要 2 2 0 V交流 电源 ， 在电源 设计 中， 通常需专为主厂房 电伴热 电缆配 电设置一 面电源柜 ， 以满足主厂房各 区域电伴热电缆 电源要 求。一般情况下 ， 电伴热电源柜布置在锅炉运转 层 ， 电伴热电源柜电源来 自两路 3 8 0V交流 电源 ， 分 别是锅炉运转层 MC C A段 、 MC C B段 ， 再通过 电源 自动切换装 置 、 盘 内小母线 、 熔断器分配给主厂房 仪表保温箱供 电回路 。在上述选型示例 中， 按长度 1 5 m保温取样管 、 管路 内介质温度 t 为 9 O℃、 米功 率为2 O w， m的电伴热电缆 ， 保温箱内配置 1 0 0 0 W 电加热器 、 6 0 w白炽灯， 电伴热电缆的供电电流为 1 ． 3 7 A ， 可选支路微型断路器容量为2 A 、 保温箱主 回路微型断路器容量宜选用 1 O A。 3 电伴热系统安装注意事项 1 掌握供货厂家 电伴热系统安装与操作手 册 的要求 ， 接受厂家技术人员的专业安装培训 ， 对 电伴热电缆进行绝缘性能测试。 2 对仪表导管、 阀门进行防锈、 防腐、 去除毛 刺和锐角等处理。 3 合理安装高温介质管路内保温层 硅酸铝 隔热棉 ， 且厚度不低于设计值 ， 以防直接接触烧坏 电伴热电缆。 4 安装电伴热电缆、 外保温层以及镀锌白铁 皮后 ， 应进行绝缘性能测试 ， 防止热量 过快损失 和 人员接触烫伤 。 4 应用效果 北方地区某火力发电厂 2 x 3 3 0 MW机组 电伴热 系统 的设计应用了上述方法 ， 单台机组伴热 电缆总 设计用量9 6 0 m， 实际使用电伴热电缆9 9 4 m， 设计 误差率低。实践证明 ， 按照本文所述 的设计方法进 行热工仪表取样管电伴热系统设计 ， 不仅使用效果 良好， 节约了投资， 降低了工程造价， 而且能够充分 发挥电伴热系统 的优势。 参考文献 [ 1 】郭岩． 电伴热技术在电厂的应用[ J j ． 哈尔滨职业技术学院 学报 ， 2 0 0 7 3 8 8 8 9 ． [ 2 】 周曼妮． 仪表电伴热系统在石化装置中的应用【 J J ． 石油化 工安全环保技术， 2 0 0 9 ， 2 5 4 1 3 1 6 ． [ 3 】王晓东 ， 李真． 电伴热带的选型、 安装与维护[ J 1 ． 石油工程 建设， 2 0 0 4 ， 3 0 4 3 2 3 4 ． [ 4 ]徐英． 仪表电伴热系统的设计选型与施工[ J ] ． 中氮肥， 2 0 0 6 1 3 3 3 4 ． 编辑 王秀清