當前化工企業(yè)、電廠(chǎng)的鍋爐、除氧器、除鹽水箱等設備采用露天布置時(shí), 相關(guān)的熱工自動(dòng)化設備, 包括變送器、遠傳磁翻板液位計供應等就地顯示儀表以及輸送、測量管道等,就會(huì )有一部份不可避免地需要在室外布置。在冬季有冰凍的地區, 凡是測量蒸汽、水、燃油的儀表導壓管(如流體壓力、流量、液位的儀表管路以及分析儀表的低流速取樣管)必須采取防凍措施,方能保證熱工自動(dòng)化設備的正常運行, 使儀表及其測量管道處于正常工作狀態(tài)。防凍措施的主要方式是伴熱保溫, 可分為蒸汽伴熱保溫和電伴熱保溫2種方式，比如伴熱型的遠傳磁翻板液位計供應，其結構形式就是主管設計有一個(gè)夾層，夾層中用來(lái)通過(guò)高溫蒸汽，以確保內部測量的介質(zhì)不凝固、結冰?？偟恼f(shuō)來(lái)，伴熱型的保溫系弘工作原理是通過(guò)伴熱媒體散發(fā)一定的熱量, 通過(guò)直接或間接的熱交換補充被伴熱管道及儀表的熱損失, 以達到升溫、保溫或防凍的目的。本文簡(jiǎn)要地介紹了關(guān)于電伴熱技術(shù)的優(yōu)勢及實(shí)際應用, 比較了自控溫電纜和高溫礦物絕緣電纜的特點(diǎn), 根據火電廠(chǎng)熱工保溫對象的特點(diǎn), 以濰坊電廠(chǎng)熱工儀表管道保溫方案為例, 分析了目前電伴熱系統在國內火電廠(chǎng)熱工儀表管道保溫中的設計與應用情況?，F場(chǎng)投運效果顯示, 電伴熱系統在火電廠(chǎng)的保溫應用中技術(shù)可靠、投資合理、運行穩定。
目前,蒸汽伴熱和電伴熱在國內電廠(chǎng)都有應用,相對來(lái)說(shuō), 電伴熱在新建電廠(chǎng)的應用更加廣泛。蒸汽伴熱的熱能是不穩定的, 屬于不調解伴熱方式, 故溫度波動(dòng)較大, 整個(gè)管路伴熱不均勻, 有造成被測介質(zhì)汽化的可能, 而且耗能較大[ 1] 。電伴熱克服了上述缺點(diǎn), 它以電熱元件為熱源, 屬于較穩定的熱源, 伴熱溫度可通過(guò)溫度控制器精確地控制, 整個(gè)管路加熱均勻, 不易造成汽化;僅當需要提供熱量時(shí)才投入通電,能耗較低、施工簡(jiǎn)便、維護量*少, 特別適用于變送器就地分散布置時(shí)的管路伴熱[ 2] 。山東濰坊電廠(chǎng)二期2 ×670 MW超臨界機組采用了德國B(niǎo)ARTEC電伴熱保溫防凍技術(shù), 本文以此為例, 根據流體介質(zhì)溫度、儀表安裝位置、施工周期等方面的要求, 介紹目前電伴熱技術(shù)在火力發(fā)電廠(chǎng)中的設計與應用。
1、伴熱電纜特性分析
自控溫電伴熱方案主要采用了自控溫電伴熱帶。自控溫電伴熱帶由導電塑料和2根平行母線(xiàn)加絕緣層、金屬屏蔽網(wǎng)及防腐外套構成。其中由塑料加導電碳粒經(jīng)特殊加工而成的導電塑料是發(fā)熱核心。當伴熱帶周?chē)鷾囟容^低時(shí), 導電塑料產(chǎn)生微分子收縮, 碳粒連接形成電路使電流通過(guò), 伴熱帶便開(kāi)始發(fā)熱;當溫度較高時(shí), 導電塑料產(chǎn)生微分子膨脹,碳粒逐漸分開(kāi), 導致電路中斷, 電阻上升, 伴熱帶自動(dòng)減少功率輸出, 發(fā)熱量便降低。當周?chē)鷾囟冉档蜁r(shí), 塑料又恢復到微分子收縮狀態(tài), 碳粒相應連接起來(lái)形成電路, 伴熱帶發(fā)熱功率又自動(dòng)上升。由于整個(gè)溫度控制過(guò)程是由材料本身自動(dòng)調節完成的, 其控制溫度不會(huì )過(guò)高或過(guò)低。自控溫電伴熱帶不需要溫控器即能自動(dòng)有效地將伴熱溫度控制在一定范圍內。該電伴熱帶具有發(fā)熱均勻、可以纏繞、不怕重疊、無(wú)局部過(guò)熱、可以任意剪切、施工簡(jiǎn)單、安裝方便、)是說(shuō), 對電伴熱系統, 其維持溫度為5℃, 但*高暴露溫度甚道溫度高于設定值時(shí)停掉伴熱系統電源。
2.3　施工安裝的特點(diǎn)
至可達540℃左右。理論上只有MI系統可用,但電廠(chǎng)的實(shí)際情況是, 在設計時(shí)熱控工程師只給出相關(guān)保溫箱的數量和導壓管的數量, 而不提供導壓管的長(cháng)度。MI電伴熱帶必須由工廠(chǎng)制造, 無(wú)法在現場(chǎng)任意剪切。如等到導壓管安裝完畢, 再測量長(cháng)度后交工廠(chǎng)制造、運輸, 則交貨期就會(huì )較長(cháng), 這對于安裝工期比較緊的電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)不太現實(shí)。因此, 在實(shí)際施工過(guò)程中采用了2種方法:對于中低溫管道的伴熱, 采用自調控電纜;對于高溫管道, 采用MI電纜。自調控電纜伴熱方案的安裝方法:在儀表管(直徑12 ～ 15 mm左右)外先包一層保溫材料(石棉繩、硅酸鹽等), 厚度約為10 ～ 15 mm, 再包上一層鋁皮, 以起到隔離部分熱量的作用;然后敷設自調控電伴熱線(xiàn);*后上正式保溫層。整個(gè)系統保溫效果可以采用溫控器控制。該方案有效地解決了無(wú)法準確測定導壓管長(cháng)度的現場(chǎng)問(wèn)題, 控制方法簡(jiǎn)單。該方法對靠近鍋爐的導壓管進(jìn)口部分需要特別注意, 因為這時(shí)的蒸汽溫度是*高的, 需要增加內層保溫的厚度以隔離更多的熱量來(lái)保證伴熱帶的外護套不被燙傷。該方案因能在現場(chǎng)根據管道實(shí)際長(cháng)度的任意剪切制作, 安裝簡(jiǎn)單, 方便施工與維護。
采用MI電纜伴熱方案的安裝方法是直接將MI伴熱帶敷設于導壓管的外表面, 再上外層保溫即可。這在理論上是較好的方法, 只需單層保溫、熱量計算準確、使用安全、壽命長(cháng)并且能克服不利因素。但該方案除了不能現場(chǎng)制作、制造周期長(cháng)外, 還有控制器等問(wèn)題。MI為恒功率伴熱電纜, 每一回路均要采用一個(gè)溫控器;而且對于溫度為四五百攝氏度的高溫蒸汽, 普通的機械溫控器探頭無(wú)法承受, 使得控制器部分的投資較大。
3、結論
電伴熱不但適合用于蒸汽伴熱的各種場(chǎng)所, 而且能解決蒸汽伴熱難以解決的問(wèn)題, 如長(cháng)距離管道的伴熱、窄小空間的伴熱、無(wú)規則外形的設備(如閥門(mén))伴熱以及無(wú)蒸汽熱源或邊遠地區管道和儀表的伴熱等。通過(guò)合理的設計, 能夠加快施工、減小投資。從濰坊電廠(chǎng)二期投運情況看, 電伴熱系統的保溫效果良好, 產(chǎn)品性能穩定可靠, 達到了保溫防凍的目的, 保證了儀表的正常工作和電廠(chǎng)的安全有效運行。