冰凍模式開啟，化工廠工藝管道防凍措施應該這樣做!
近一週，我國的中東部地區大雪風飛，氣溫堵下，中央氣象臺多次繼續釋出暴雪橙色預警和寒潮藍色預警，交通運輸也受到了不同程度的影響。在這極寒天氣裡，我們的化工廠應採取哪些措施防寒保暖呢？以下整理了幾個小tips，供各位參考！
在化工廠管道設計中，管道的保溫和伴熱經常見到，管道的防凍保溫設計不容忽視，特別是在高寒地區的化工企業。管道的防凍保溫設計需要根據介質溫度和工藝要求具體設計保溫措施。否則在惡劣的氣候條件下，易出現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計。目前國內實行的設計標準中尚無一個系統完善的裝置、管道防凝和防凍準則，需要結合現場每根管道和裝置，重點進行工藝管道防凍保溫的設計方法說明和相關注意事項，以確保該防凍保溫效果。
工藝管道內介質凍結機理
介質在管道內流動時，由於散熱損失的存在，介質的溫度沿流程逐漸降低。在有限的管道長度內，在一般的散熱損失情況下，通常介質溫度不至於降低到介質的凝固點或冰點；但當管內介質停止流動時，由於介質得不到熱量的補充，溫度就有可能降至凝固點或冰點，甚至更低，從而發生凍結，輕則堵塞管道，重則導致管道破裂。通常在管內介質凍結時，首先是緊靠管內壁的介質開始凍結，圓形管道中凍結的介質沿管壁呈環狀，然後逐漸增加凍結層厚度，直至凍結到管中心而堵塞管道。
由上述介質凍結過程分析可知，管內介質凍結是一個不穩定的傳熱過程。由於不穩定傳熱過程的計算比較複雜，因此，在工程上一般採用簡化方法，即按照穩定傳熱的熱平衡方法計算防止凍結的保溫層厚度，並適當考慮安全因素。
工藝管道的防凍設計
對於介質內含水的裝置和管道，採用保溫、伴熱的方式防凍，亦採用設定坡度排液、輔助管道的方式防凍。對下列裝置管道進行防凍設計：
①迴圈吸收液管道；
②工藝迴圈水管道；
③後產物處理管道；
④脫硫塔；
⑤泵、槽類儘量放在室內。
管道的防凍方式採用保溫和伴熱兩種。為了防止管道或裝置被凍壞，根據介質間斷的時間計算出保溫層的厚度。
加熱保溫是化工物料輸送管道常用的一種保溫形式，將輸送管道向環境中的散熱量用加熱的辦法加以補償，使輸送管道中物料溫度保持不變或不凍結。
管道佈置要求和防凍措施
所有易凍管道，均要按照防凍要求配管，壓縮機、水泵、安全閥、洩壓閥、公用工程管道也有其特殊防凍措施，處理方法如下。
1、埋地水管道
工業用水管道一般直徑較大，且在寒冷地區需考慮防凍，故多采用埋地敷設的方法。直徑較大的管道一旦發生結冰只是在管道內壁結一圈冰，雖然不會堵塞管道，但其流量會受到限制，考慮到埋地管道不易清理，通常將其埋至冰凍線以下，以保證管道內介質不會結冰。
2、冰凍線以上的水管道
★佈置要求
（1）在寒冷地區埋地敷設的水管道引出地面時，應根據工藝要求，在冷卻水出入口總管上設定切斷閥、防凍排水閥和長流水等措施。寒冷地區冰凍線以上水管的防凍管道安裝形式見圖1~圖4。
其中，迴圈水時可採用圖1所示防凍措施；新鮮水附近無回水管道可採用圖2或圖3所示防凍措施；最冷月平均氣溫等於或低於0℃地區的迴圈水、新鮮水等管道可採用圖4所示防凍措施（斷流時間過長時需伴熱）。
裝置管道閥門處應設定防凍排液閥和防凍迴圈旁通管，以便在停工或檢修時，將裝置和管內的存水排淨，以避免凍裂裝置。防凍迴圈旁通管和防凍排液閥應儘量靠近閥門，而且也需保溫防凍。
（2）任何介質的管線，在任何場所都不設有“盲腸”管段，以避免管內介質凍結、凝固、區域性腐蝕及吹掃不淨等。架空敷設的水管道應避免死端、盲腸、袋狀管段，可以將有易凍管道的盲端改至最短，或將盲腸管段改造為假管支撐，對難以避免的袋狀管段應考慮設定低點排液閥。
★防凍措施
（1）為防止室外地上管道不使用時發生管道凍裂，應設定排水閥。平時沒有水流動的管道，如孔板流量計的儀表管，應設定蒸汽伴熱管，以防凍結。
（2）在裝置執行時有可能暫時停車的裝置，其冷卻水管道的切斷閥採用閥門保溫箱或對閥門伴熱的方法防凍。
（3）安裝在垂直管道上的切斷閥或止回閥的出口排放閥應儘量靠近切斷閥或止回閥，若有可能可在閥體上排放。
（4）泵或壓縮機的冷卻水排放管道應設定成坡向管道，並將其沿坡向接至回水或下水管道。
3、壓縮機入口管道
壓縮機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。當然，伴熱保溫也是相對的，其熱量是否滿足要求還需考察其他因素。如果環境溫度太低，可將壓縮機放置在壓縮機房內，採取統一供暖的方式。這時的壓縮機入口管道可以不防凍，但暴露在室外的入門管道仍需保溫防凍。
4、水泵
水泵的防凍常採用在泵的進、出口管道設定旁通管道的方式。為防止備用泵內介質凍結凝固，可採用配置設有限流孔板的防凍迴圈管道，使流體從備用泵的防凍迴圈管道經泵體返回入口管。一般防凍迴圈管道設定在泵出口切斷閥前與泵出口之間，限流孔板須經過核算，防凍管線仍需保溫。水泵防凍管道的安裝形式如圖所示。
圖中啟用泵的出口端（C和B）壓力應大於入口端（A）的壓力，備用泵的出口端（D）壓力小於B點的壓力。由於止回閥的存在，使得止回閥上段至B點處有積液，因此設定了旁通線，使積液從B端透過旁通線流經泵返回A點，以此達到防凍的目的。
5、安全閥、洩壓閥
所有易凍介質或安全閥蒸汽放空、蒸汽放空閥放空後易產生冷凝液（無害）介質，應在靠近安全閥出口管底部處開設φ8mm淚孔，以防止安全閥出口結冰引起憋壓爆炸。
若洩壓閥排放至密閉系統，並且在最低環境溫度下洩放總管中的氣體有可能冷凝時，應在洩壓閥的排出口凝液可能有積聚的部分伴熱。配管應從洩壓閥出口坡向洩壓總管，絕對避免出現“袋形”，否則氣體凝液將凍結在洩壓閥出口管道內而引起阻寒，從而導致洩壓不暢，發生事故。
6、公用工程物料管道
公用工程物料管道的防凍一般只是防止凝液的積聚，在工業裝置中不僅要採取保溫的方式防凍，還要在適當的位置設定排放閥或疏水閥等，以便及時將產生的凝液排放掉。
★蒸汽管道
（1）過熱蒸汽管道上的低點應設定排放閥，閥的位置應靠近蒸汽主管。
（2）飽和蒸汽管道上有可能積聚冷凝水的低點或末端需設定疏水閥。如果蒸汽分配集合管和冷凝液集合管在靠近主管的地方，則應設定切斷閥或止回閥，且閥門要水平設定。蒸汽伴熱的每根支管末端應設定分液包和疏水閥，在蒸汽可能積聚凝液的低點要設定排放閥，以便在系統停止供氣時，凝液能及時匯出，避免凍結在管道內。
（3）蒸汽伴管在回冷凝液收集站時應儘量減少液袋（蒸汽伴管液袋是蒸汽伴管結凍的主要原因），在不可避免的伴管液袋中，液袋高度按規範不能超4m。1個伴管最多隻能有1個液袋，不能按規範可允許幾個液袋同時存在。
★消防管
（1）裝置的安全噴淋系統應在供水閥下游側設定排放閥，當系統停止供水時應能排淨，管道內不得留存液體，以免在冬季將管道凍裂。
事故淋浴洗眼設施應儘量設在室內，如果必須設在室外時，應靠近建築物的牆邊安裝，供水管道及其閥門應安裝在建築物內。
★空氣系統管道
裝置內空氣系統（工廠空氣和儀表空氣）是管道防凍保溫容易忽略的地方，因為工廠空氣和儀表空氣介質中含有少量水蒸氣。防凍處理方法是在緩衝罐底部管口導淋閥後增加疏水閥或在緩衝罐底部增加伴熱，在空氣經過過濾器、分離器時，其中的水蒸氣就會凝結積留在裝置底部。緩衝罐需設定排放閥以排除凝液。在空氣系統管道的低點有可能積聚冷凝水的地方也應設定排放閥。
7、放空和導淋
在通常的設計中，放空閥和導淋閥前短管按規範其長度為75~100mm，根據筆者在神華煤氣化工程現場和其他北方工程現場經驗證明，放空閥和導淋閥前短管長度在75~100mm時經常出現凍結現象，應採用小於50mm的短管為宜，且焊接時必須採用有效的冷卻措施。
總結
（1）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，保溫防凍也是經常採用的方式之一。
（2）如果管道中的介質具有足夠的顯熱，可利用保溫層減少介質自身熱量的損失，以此保證物料在管道內不至因黏度過大而滯流。
（3）以往公用工程物料管道和水管道多是採用設定排液裝置來達到防凍的目的，隨著化工裝置的規模越來越大，操作人性化要求間歇操作時間過長的公用工程管道也應採用伴熱保溫的方式。
附:化工廠防凍的30個小知識
1。做好個人防護工作，穿暖，裝置巡查過程中做好上塔下塔防滑工作。
2。加強脫水工作及時排掉各個脫水點的水分預防凍堵。
3。注意儀表液位計現場的液位計上下部角閥有一個出現凍堵將會影響到真實的液位，遠傳液位計表頭處出現凍堵將會影響機械轉動，電流傳導，影響真實液位。
4。迴圈水的溫度不易控制過低，不能低於8度，低於八度後，會造成冷卻器副線凍堵現象，嚴重時凍裂管道。
5。對車間迴圈水死水區管道進行保溫；停用的迴圈水泵採用倒流措施，並放淨。
6。車間停用的裝置，如：補水泵、迴圈水泵、冷卻器、冷凝器等，要採用放水、定時巡檢等措施。壓縮機冷卻水，由操作人員定期檢查，確保水閥保持長開狀態。
7。如果液態烴管線出現凍堵，蒸汽吹掃管線時，注意物理爆炸，不要強制吹掃，慢慢預熱。
8。現場壓力錶在凍堵的情況也會出現假象，根據經驗去判斷。不能確定的要及時上報進行處理。
9。吹掃凍堵管線時，用蒸汽吹掃彎頭處。
10。注意天然氣管線的加強脫液，以免液體帶入鍋爐。檢查好天然氣線防止出現因凍的晶體結構造成不暢。
11。加強巡檢檢查好各點的溫度情況。
12。生水管線應避免關死，保持長水流。
13。停用的裝置，管線與生產系統連線處要加好盲板，並把積水排放，吹掃乾淨。露天閒置的裝置和敞口裝置，防止積水積雪結冰凍壞裝置。露天裝置需增加巡迴檢查及盤車次數。
14。凡生產和生活及臨時停用的裝置，水汽管線，控制閥門要有防凍保溫措施，存水排放乾淨或採取維持小量長水流、小過汽的辦法，達到既防凍又節約的要求，停水停汽後一定要吹掃乾淨。
15。加強巡迴檢查脫水，各裝置低點及管線低點檢查脫水，泵冷卻水不能中斷，伴熱、取暖保持暢通，壓力錶、液位計要經常檢查、蒸汽與水軟管接頭、甩頭、保持常冒汽長流水。
16。開關不動的閥門不能硬開關，機動盤不動車，不得啟用。
17。凍凝的鑄鐵閥門要用溫水或少量蒸汽慢慢加熱，防止驟然受熱損壞。
18。施工和生活用水，要設法排到地溝或不影響通行的地方，冰溜子要隨時打掉。
19。加強管理建立防凍防凝臺賬（包括事故登記、防凍防凝裝置完好狀況、易凍凝管線等）。
20。低溫處的閥門井、消火栓、管溝要逐個檢查，排盡積水，採取防凍保溫措施。
21。嚴禁用高壓蒸汽取暖，嚴防高壓蒸汽串入低壓系統。高、低壓蒸汽回水管不準互相串通。蒸汽取暖的暖氣片管線上要設定減壓閥，減壓閥用的壓力錶要校驗合格，暖氣片要通汽試漏後方可使用。
22。凡進行登高作業，必須清楚工作場所所有的積水、積雪、積冰後方可進行。
23。所以蒸汽管線（消防蒸汽除外）關閉根部閥，關閉器壁閥，開啟所有放空閥排盡存水，用氮氣吹掃乾淨。
24。所有的排凝點需每個小時排。
25。迴圈水系統停後需將低點放空開啟排淨所有水分，用風吹淨。
26。車間外吸附塔、脫硫塔、水洗塔、氣液分離器排汙管線，採用電伴熱帶進行防凍。車間內水分離器、冷卻器停車後及時排淨的方式防凍。
27。室內供暖停止時車間內的自來水、洗眼器、消防箱等安全設施，採用電伴防凍。
28。車間地面、平臺上如果噴灑上水後，立即進行清理，以防結冰。車間人員在上平臺和爬樓梯時，提高安全意識與防範意識。
29。車間人員在框架上進行維修作業時，如果達到了高處作業要求，落實好各項安全防範措施：戴好安全帽、繫好安全帶，並且要有專人進行監護。如遇陣風風力為六級（風速10。8M/S）及以上情況下進行的強風高處作業，屬於特殊高處作業，必須有總經理批准之後才可進行作業。遇有雨雪，及時清掃樓梯。
30。車間人員在此期間，加強巡檢次數，如發現異常，及時向上級領導進行反映。
最後，祝願各位在寒冷天氣中，生產線一切順利!注意保暖，身體無恙，期待佳節的到來!
：化工707”，“流程工業”編輯整理釋出
編輯：劉萍
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