差压变送器加伴热：寒冷工况下的*测量利器

在工业自动化领域，差压变送器扮演着至关重要的角色，它能精确测量管道或容器中两点之间的压力差，并将压力差信号转换成标准的电信号输出，进而实现流量、液位等参数的精确控制。然而，在寒冷地区或特定工业环境中，低温对差压变送器的正常工作会产生严重影响。为了解决这个问题，差压变送器加伴热技术应运而生，成为确保测量精度和系统稳定性的关键措施。

本文将深入探讨差压变送器加伴热的必要性、原理、类型、应用、选型以及安装维护等方面的知识，帮助读者全面了解这一重要技术。

一、为何需要对差压变送器进行伴热？

在低温环境下，差压变送器面临着以下挑战：

介质冻结： 某些测量介质，如水或含有水分的液体，在低温下会冻结，堵塞导压管或变送器的感压腔，导致测量中断甚至损坏设备。 介质粘度增加： 某些粘性介质，如重油或沥青，在低温下粘度会显著增加，流动性变差，导致差压信号滞后或失真。 冷凝问题： 在湿度较高的环境下，导压管内可能发生冷凝，积聚的水分会影响压力传递，造成测量误差。 材料性能变化： 低温会影响变送器内部元件的性能，如弹性元件的弹性模量、电路的电阻等，导致测量精度下降。

因此，在寒冷工况下，对差压变送器进行伴热是保证其正常运行和精确测量的必要措施。通过伴热，可以维持变送器及导压管内的温度，避免介质冻结、粘度增加、冷凝等问题，确保测量数据的准确性和可靠性。

二、差压变送器伴热的原理

差压变送器伴热的原理很简单，就是通过某种方式向变送器及其导压管提供热量，以维持其温度在一定的范围内，高于环境温度，避免低温带来的不利影响。

具体来说，伴热系统通常由热源、伴热体、保温层和控制系统组成。热源可以是电加热元件、蒸汽管道或热水循环系统等。伴热体则负责将热量传递给变送器和导压管，常用的伴热体包括电伴热带、蒸汽伴热管和导热油伴热管等。保温层则起到减少热量损失的作用，提高伴热效率。控制系统则根据温度传感器反馈的信号，自动调节热源的输出，维持恒定的伴热温度。

三、常见的差压变送器伴热方式

差压变送器伴热方式主要有以下几种：

电伴热： 这是目前应用**的一种伴热方式。电伴热带具有安装方便、控温精确、维护简单等优点。电伴热带缠绕在变送器和导压管上，通过电流产生热量。电伴热又分为自限温电伴热带和恒功率电伴热带。

自限温电伴热带： 其特点是能够根据环境温度自动调节发热功率，温度高时发热量减少，温度低时发热量增加，具有节能、安全等优点。例如，在石油化工行业，常使用自限温电伴热带对输油管道上的差压变送器进行伴热，防止原油冻结。 恒功率电伴热带： 其发热功率恒定，需要配合温控器使用，以避免过热。例如，在电力行业，常使用恒功率电伴热带对水处理系统中的差压变送器进行伴热，防止管道内的水结冰。

蒸汽伴热： 利用蒸汽作为热源，通过蒸汽伴热管将热量传递给变送器和导压管。蒸汽伴热的优点是热容量大、升温快，但需要有蒸汽源，且维护较为复杂。

热水伴热： 利用热水作为热源，通过热水循环系统将热量传递给变送器和导压管。热水伴热的优点是温度均匀、安全可靠，但需要有热水锅炉或循环泵等设备。

夹套伴热： 对于特殊的差压变送器，可以采用夹套式结构，在变送器外壳增加一层夹套，通过夹套内循环热介质（如蒸汽、热水或导热油）进行伴热。例如，一些高粘度介质的液位测量，通常会采用夹套式差压变送器，以保证测量的准确性。

四、差压变送器伴热的应用领域

差压变送器伴热技术*应用于以下领域：

石油化工： 用于原油、重油等高粘度介质的流量和液位测量，防止介质冻结或粘度过大。 电力： 用于水处理系统、蒸汽管道等处的流量和液位测量，防止管道结冰或冷凝。 天然气： 用于天然气管道的流量和压力测量，防止天然气水合物生成。 食品饮料： 用于糖浆、果汁等高粘度液体的流量和液位测量，防止介质凝固。 制药： 用于药品原料、中间体等特殊介质的流量和液位测量，防止介质结晶或变质。 市政工程： 用于污水处理、供热系统等处的流量和液位测量，保证系统的正常运行。

五、差压变送器伴热的选型要点

选择合适的伴热方式和伴热系统，需要考虑以下因素：

环境温度： 这是选择伴热方式的首要因素。环境温度越低，需要的伴热功率越大。 介质特性： 介质的凝固点、粘度、腐蚀性等特性会影响伴热方式的选择。 管道材质： 管道材质的导热系数会影响伴热效率。 伴热温度： 根据工艺要求确定伴热温度范围。 安全要求： 在易燃易爆环境中，必须选择防爆型的伴热系统。 经济性： 综合考虑初始投资、运行成本和维护成本。 控制方式： 根据精度要求选择合适的温度控制方式，如PID控制或ON/OFF控制。 伴热面积： 需要根据实际的管道长度和变送器表面积来计算所需的伴热带长度或伴热管数量。

六、差压变送器伴热的安装与维护

正确的安装和维护是保证伴热系统正常运行的关键。

安装：

电伴热带： 确保电伴热带紧密缠绕在变送器和导压管上，避免出现空隙。使用专用胶带或扎带固定电伴热带，防止松动。注意电伴热带的*小弯曲半径，避免损坏电伴热带。 蒸汽伴热管/热水伴热管： 确保伴热管与变送器和导压管紧密接触，可以使用卡箍或焊接的方式固定。注意伴热管的坡度，保证冷凝水的顺利排出。 保温层： 使用合适的保温材料包裹变送器和导压管，并用防水材料进行保护，防止雨水浸入。

维护：

定期检查电伴热带的绝缘电阻，确保其安全可靠。 定期检查蒸汽伴热管/热水伴热管的连接是否紧固，有无泄漏。 定期检查温度控制器的设定值是否正确，并校准温度传感器。 定期清理保温层表面的灰尘和杂物，保持其良好的保温性能。 对于使用夹套伴热的差压变送器，需要定期检查夹套内的热介质循环是否正常，有无堵塞或泄漏。

七、案例分析

案例：某化工厂重油储罐液位测量

该化工厂的重油储罐位于寒冷地区，冬季环境温度经常低于零下20摄氏度。由于重油粘度高，易凝固，传统的差压变送器无法正常测量液位。

解决方案：

采用法兰式差压变送器，减少导压管长度，降低堵塞风险。 选用自限温电伴热带，缠绕在差压变送器和法兰连接处，维持温度在50摄氏度以上，防止重油凝固。 采用玻璃纤维保温棉对差压变送器和电伴热带进行保温，减少热量损失。 安装温度控制器，实时监测伴热温度，并自动调节电伴热带的输出功率。

效果：

通过上述措施，成功解决了重油储罐液位测量难题，保证了生产的顺利进行。

八、总结

差压变送器加伴热是寒冷工况下保证测量精度和系统稳定性的有效手段。在实际应用中，需要根据具体的工况条件，选择合适的伴热方式和伴热系统，并进行正确的安装和维护。只有这样，才能充分发挥差压变送器的作用，为工业自动化控制提供可靠的数据支撑。