为什么在线仪表取样管冬季必须设吹扫周期?
为什么在线仪表取样管冬季必须设吹扫周期?
核心答案
取样管管径小(常见 DN15DN25)、流速低(0.10.3 m/s)、水量小,热容量极低,一段 20 m 的室外取样管在 -10℃ 环境里停流 15 min 就能降到接近冰点。加上污水取样管内壁本来就挂泥挂生物膜,管径被慢慢缩小,冬季更容易在薄弱点结冰堵死。定期吹扫既是清污也是防冻——把静止水段赶走,换成流动的相对温水。
详细解析
停流后降温有多快
DN20 取样管,管内水 0.3 L/m,加 30 mm 岩棉保温,环境 -12℃:
| 停流时间 | 管内水温(初始 12℃) |
|---|---|
| 5 min | 9.5℃ |
| 15 min | 5.8℃ |
| 30 min | 2.6℃ |
| 45 min | 0.4℃,开始出现冰晶 |
| 60 min | 局部冻实 |
很多在线仪表是间歇取样的(如氨氮分析仪 30 min 一个周期),两次取样之间管内就是静止的,正好落在危险区间。
吹扫方式对比
- 压缩空气反吹:最常用,0.4
0.6 MPa,每次 1020 s。优点是彻底排空、防冻效果好;缺点是气源必须干燥,含水的压缩空气反吹进去会在管内结冰,越吹越堵。仪表气露点要求 ≤ -20℃。 - 清水正冲:适合堵塞为主的场合,防冻效果不如气吹,因为冲完管内还是满水。
- 气水联合:先水冲 30 s 再气吹 15 s,效果最好,用于氨氮、总磷等易堵仪表。
周期怎么定
按环境温度分档:
| 最低气温 | 吹扫周期 | 单次时长 |
|---|---|---|
| >0℃ | 4 h | 15 s |
| -5 ~ 0℃ | 2 h | 20 s |
| -15 ~ -5℃ | 1 h | 20 s |
| <-15℃ | 30 min | 25 s |
同时应与仪表分析周期错开,避免吹扫时正在取样导致数据异常。
吹扫与数据有效性
吹扫刚结束的头一两个数据点通常偏离(管内残留清水或气泡)。控制系统要设吹扫后 3~5 min 的数据屏蔽期,否则会在趋势图上留下一串假谷值,日均值被拉偏。这个坑很多厂踩过,年底数据审核时才发现。
反过来,吹扫本身也是一个很好的诊断信号。如果某个测点的吹扫气压在同样设定下逐周升高,或者吹扫结束后仪表恢复正常读数所需的时间从 2 min 拖到 8 min,说明管内已经有明显缩径。这比等到彻底堵死再抢修要主动得多。有条件的把吹扫气压和吹扫后恢复时间做成趋势曲线,跟踪一个冬天下来,哪几个测点是薄弱环节一目了然。
常见误区
- 认为有伴热就不用吹扫。伴热管的是保温,管不了内壁结垢缩径;而且伴热带一旦故障,静止水段直接冻实。
- 用厂区普通压缩空气吹扫。未经干燥的空气露点常在 +5℃ 以上,冬季进入低温管道立刻凝水结冰。
- 吹扫压力越大越好。超过 0.8 MPa 可能顶坏仪表流通池和电极。
- 只吹取样管不管排放管。排放侧同样会冻,而且冻了以后取样管憋压,比进水侧堵更麻烦。
实践建议
- 仪表气源必须经冷干机+吸附干燥,露点 ≤ -20℃,每月检查一次干燥剂状态和自动排水器。
- 按上表设置分温度档的吹扫周期,接入气温信号自动切换,不要人工改。
- 吹扫必须进排双向:先吹排放管再吹取样管,两段都要通。
- 中控设吹扫后 5 min 数据屏蔽,并在历史库中标注吹扫时刻,便于事后核对。
- 每周记录一次取样流量,流量比初始值下降 30% 说明管内结垢严重,安排酸洗或更换。