宁高峰
山西省工业设备安装集团有限公司 山西太原 030032
摘要：在石油化工生产中，冬期防冻工作在国内外一直都是一个非常重要的研究课题，它关系着这个由很多设备、管道和仪表相互连接来完成运转的化工装置能否正常运转。当今石油化工装置趋向于露天化，而且采用直线型布置，这样对于冬季的防冻问题就越发显得重要。
关键词：防冻；化工装置；设备；管道
1 概述
由于气候的影响，我国西北方化工装置中必须将防冻技术作为工作的要点，避免在温度过低的环境中，造成管道和装置中出现冷凝冻结的现象，一旦出现了冻结的现象，就会在膨胀的过程中对管道和设备造成损害，尤其是在单机试车阶段，管道及设备都需要进水进行试车，而面对化工装置如此数量巨大的设备与管道过冬，冬季防冻防凝工作成了确保安全生产的主要手段，为严防一切冻凝事故的发生，根据装置特点防冻防凝工作也应按照“以防为主，以消为辅”的方针进行。加强对易冻、易凝物品的防冻凝管理，遵守规章制度，以达到保证安全生产的目的。
2 防冻的准备
2.1 根据《建筑工程冬期施工规程》JGJ104-2011规定：当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃应采取冬期施工措施。
2.2 冬期施工时要加强天气预报工作，防止寒流突然侵袭，要加强保温、防火、防煤气中毒等多项工作。
2.3 应做好施工人员的冬施培训工作，组织相关人员进行一次全面检查，施工现场的冬施准备工作，包括临时设施的保温、防火等工作。
2.4 根据不同气温（气温在-20℃以下为严寒地区，在-20℃到-10℃为寒冷地区，-10℃到0℃以内为一般寒冷地区），准备相应的预热防寒用品，冬期施工所用的取暖设施应提前准备就绪。
2.5 建立各级防冻组织机构，各班组防冻工作落实到人。
2.6 加强防冻工作的宣传教育，使每个人对防冻工作都要高度重视和负责。
2.7 装置根据工艺流程特点各自制定防冻管理具体规定，划定防冻责任区，包括本区内所有动、静设备、管线、阀门以及伴热管、疏水器等。
2.8 落实防冻期各项工作要求。
落实防冻规定和防冻措施，完成对装置设备、管线进行的全面检查；做好冬期防冻工作，发现问题及时处理
3 防冻的方法
根据现场的实际情况及气温的影响主要采用两种防冻方法进行：
3.1 用压缩空气将管道及设备内的水吹扫干净进行防冻
3.2 用含50-70％的乙二醇水溶液注入进行防冻（防冻液的冰点是防冻液最重要的指标之一，是防冻液能不能防冻的重要条件。乙二醇是一种无色微粘的液体，沸点是197.4℃，冰点是-13℃，能与水任意比例混合。混合后由于改变了冷却水的蒸气压，冰点显著降低。其降低的程度在一定范围内随乙二醇的含量增加而下降。当乙二醇的含量为50%到70％时，冰点可降低到零下40多度，超过这个限量时，冰点反而要上升。
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4 防冻工作的具体操作方法及主要防冻部位
4.1 设备防冻
（1）化工装置的静设备一般分为立式储罐、卧式储罐、塔类、换热器、其它等，该类设备的防冻一般都要通过最低点排放口将水排放到指定位置，并用压缩空气将积水吹干净.对于无法将积液排净的设备及部位，需加入乙二醇防冻液；卧式一般都能排净，立式储罐如果没有最低点放尽，视残存水的高度，必要的利用虹吸现象降水抽到最低，其中换热器类，种类较多，要了解具体结构，区别对待，常规管壳式换热器、蒸发器、再沸器、降升膜换热器、板式换热器、夹套伴管等都要现场一一确定内部残存水能否尽量排净，或用压缩空气吹尽，尽量叫换热管的水不要存在满管现象，或壳程残存较多水，尤其是立式的换热器和弯曲较多的盘管或伴管，对于无法将积液排净的部位，可加入乙二醇防冻液
（2）动设备的防冻，最基本的泵腔内的水放尽或吹尽，这里考虑隔膜计量泵和多级泵、屏蔽泵的特殊结构，最好用干净的气源彻底吹尽残存的水，其中对于动设备的机械密封做好防冻工作是重中之重，由于机封较为精密，可用小于1公斤的压缩空气进行吹扫，并用含50-70％的乙二醇水溶液通过机封冲洗管注入机封内部，防止机封内的积水冻坏机封；
（3）搅拌器机封的防冻，将机封的冷却水管与机封密封罐在连接处断开，用小于1公斤的压缩空气通过冷却水管将机封内的积液吹扫干净，并将 50-70％的乙二醇水溶液注入到机封内部，机封密封罐也需要用压缩空气将内部的密封液吹扫干净并注入乙二醇防冻液
（4）冬期施工在对泵及压缩机做好防冻工作的同时还要对该类设备进行手动盘车，盘车的意义在于可以防止设备轴弯曲、将润滑油带到润滑部位使机械设备得到合理保护、泵腔内一旦结冰或堵塞很容易烧坏电机，所以需要定期对闲置的动设备进行手动盘车，最少要求一个月2次，且每次盘车角度至少为540°。盘车后应在盘车表格上作好记录，如发现盘车盘不动时应及时检查是否冻住，并立刻处理。
4.2 管道防冻
（1）首先需要关掉该装置的界区总阀，并用盲板盲死，防止水进入界区内的管道；对于界区内所有进过水的管道，都要通过最低点的导淋对管道内部的水进行排放，排放时需排放到指定区域，排放完后需要对管道进行吹扫，以防管道内部的积水冻裂管道。对于一些容易积液的地方，应采用其他办法将积液排净，或者往该部位加入适量的50-70％的乙二醇水溶液。
（2）对于无法关掉水源的管道，应让液体局部循环，并采用保温和添加伴热管的方法来防冻，特殊情况下可以考虑采用电伴热来防冻。循环水系统，由于水运期间循环水不能停运，所以能循环的设备，尽量先循环，待停循环水时，彻底排放、吹扫处理；对于罐区系统，如果不考虑水运，最好现在就彻底处理，将主管出地面根部阀上法兰解离，用气彻底将整个罐区管网吹尽；
（3）工艺管道排水和吹扫应符合以下几点要求：
根据管道的使用要求、工作介质、系统回路、现场条件，现场液体管道采用水冲洗、气体管道采用压缩空气吹扫、泵的进出口管道采用液体冲洗，配合机泵单机试车将工艺管道冲洗或吹扫干净。
a.进入冬季，由于单机试车、液体管道冲洗后设备、机泵、搅拌器、管道内存在积水，根据现场情况现场不具备开车条件，为了避免设备及管道由于气温下降冻坏，应采取工艺管道逐根吹扫排水。
b.利用装置内空气进行间断性吹扫，管道吹扫顺序应按主管、支管、疏排管依次进行，脏污不得进入已吹扫与清洗合格的管道系统。
c.对于吹扫系统容积大管线长、口径大，并不宜用水冲洗时，可采用爆破法吹扫，向系统充注气的的压力不得超过0.5MPa，并采取相应的安全措施。
结语：
设备及管道冬期防冻的重要性在大西北这种寒冷地区最为突出，因此总结不同防冻技术的应用原理，将防冻技术与装置实况相结合，是提高防冻技术的一种比较有效的方法。为此本文对冬期防冻工作做出一定的总结，希望对今后的设计施工工作有所帮助。
参考文献：
[1]《建筑工程冬季施工规程》JGJ104-2011
[2]《石油化工静设备安装工程施工质量验收规范》GB 50461-2008
[3]《工业金属管道工程施工规范》GB 50235-2010
[4]《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》GB 3501-2011
[5]《石油化工给排水管道工程施工及验收规范》SH3533-2013
[6]《给排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008
论文作者:宁高峰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/5
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