蒸汽伴熱與電伴熱在化工工程中的應用分析

廣東化工2016年第1期www.gdchem.com第43卷總第315期蒸汽伴熱與電伴熱在化工工程中的應用分析牛艷輝(洛陽(yáng)圣力石化技術(shù)工程有限公司工程部,河南洛陽(yáng)471000[摘要]伴熱作為一種有效的管道保溫及防凍措施已廣泛應用于化工工程建設中,最常用的兩種伴熱方式是蒸汽伴熱和電伴熱,文章對蒸汽伴熱和電伴熱及其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述,通過(guò)化工工程實(shí)例對兩種伴熱方案進(jìn)行分析比較,并給予工程效益分析關(guān)鍵詞]蒸汽伴熱;電伴熱:優(yōu)缺點(diǎn);工程效益分析[中圖分類(lèi)號]TQ[文獻標識碼]A[文章編號]1007-1865(2016)0100602-02Application Analysis on Steam Tracing and Electric Tracing in ChemicalEngineeringNiu Yanhui(The Engineering Department, Luoyang Shengli Petrochemical Technology Engineering Co, Ltd, Luoyang 471000, China)Abstract: Heat tracing, as a kind of effective pipe heat preservation and antifreeze measure has been widely used in chemical engineering construction. The twomost commonly used ways of heat tracing are steam tracing and electricity tracing. In the paper, the steam tracing and electric tracing, as well as their advantages anddisadvantages are elaborated briefly. Comparative analysis on the two heat tracing schemes are provided by chemical engineering examples and also the engineeringbenefit analysis is givenKeywords: steam tracing: electric tracing: the advantages and disadvantages: engineering benefit analysis伴熱作為一種有的管道保溫及防(描滴已廣應用于化2電伴熱及其優(yōu)缺點(diǎn)直接或間接的熱交換補充被伴熱管道的熱損失,達到升溫、保溫21l電伴熱或防凍的工作要求。工藝管道的伴熱方式有4種:內伴熱管伴電伴熱是指用電能補充被伴熱物體在工藝過(guò)程中的熱損失外伴熱管伴熱、夾套伴熱、電伴熱。工藝管道常用的伴熱介質(zhì)為使其溫度維持在一定的范圍內的伴熱技術(shù)熱水、蒸汽、熱載體和電熱。而最常用的兩種伴熱方式是蒸汽伴22電伴熱的優(yōu)點(diǎn)熱和電伴熱。(1)維修費用低:自控電伴熱幾乎不需要修理,按規定每年只1蒸汽伴熱及其優(yōu)缺點(diǎn)需要搖表測絕緣即可。(2)可靠性:在過(guò)去電伴熱的可靠性是不能讓人十分滿(mǎn)意的1.1蒸汽伴熱蒸汽外伴熱是目前國內外化工裝置普遍采用的一種通過(guò)蒸汽加熱器不會(huì )被其自身放熱損壞。這消除了大多數聚合絕緣及恒定伴熱管道散熱來(lái)補充被保溫管道的熱損失的一種傳統的保溫方功率加熱器的常見(jiàn)故障。當然卓越的無(wú)機礦物絕緣電纜大大提高了高溫電加熱系統的可靠性.2蒸汽伴熱的優(yōu)點(diǎn)3)溫度控制:盡管沒(méi)有熱動(dòng)開(kāi)關(guān)或任何控制系統,電伴熱系(1)高熱輸出:伴熱管放出的熱量,一部分補充主管內介質(zhì)的統通常也能比蒸汽伴熱提供較好的溫度控制。如果帶有熱動(dòng)開(kāi)熱損失,另一部分通過(guò)管外保溫層散失到四周環(huán)境。采用硬質(zhì)?；蚩刂葡到y就可以達到更精確的溫度控制?？煞乐篃崦艚橘|(zhì)管道溫預制外殼要使主管與伴熱管間有一空間,這樣使伴熱小管放出過(guò)熱的熱量可幾乎全部補償主管的熱損失。蒸汽伴熱系統為管道提供(4)安全:自調式加熱器和接地回路斷路器是對安全的有效保大量的熱。金屬伴管和金屬管道之間有非常高的導熱率,即使在證。自調加熱器消除了潛在的高溫問(wèn)題,接地回路斷路器將電氣保溫損壞的情況下對伴熱系統溫度影響也不會(huì )很大故障的危險減到最小(2)高可靠性:當然許多因素會(huì )導致蒸汽伴熱系統故障,例如(5)監測能力:電伴熱系統可以實(shí)現對任何溫度的監測,在任管道泄漏、蒸汽疏水器故障、但很少有潛在的問(wèn)題會(huì )影響其溫度何溫度點(diǎn)都可通過(guò)高報和低報系統得到監控。(3)安全性:盡管蒸汽灼傷也是很普遍的,但相比于電伴熱其安全性還是很高的。象o節能:電伴熱可向每個(gè)需加熱的用戶(hù)提供精確的加熱無(wú)需(4)廢汽利用:石化工廠(chǎng)內有過(guò)量低壓蒸汽,那么就可將其用23電伴熱的缺點(diǎn)于伴熱,同時(shí)為了節約蒸汽,可在裝置區內設兩個(gè)蒸汽伴熱系統(1)投資高:電伴熱與蒸汽伴熱相比要求較高的設計水平分別供常年及冬季伴熱用,到夏季可將冬季伴熱管閥門(mén)關(guān)掉。從(2)低的能量輸出:由于電伴熱不會(huì )提供大量過(guò)剩能量,所以而降低伴熱經(jīng)濟費。它對保溫的損壞、環(huán)境溫度低于設計等因素都會(huì )有影響。1.3蒸汽伴熱的缺點(diǎn)3)可靠性較差,盡管它已有很大改進(jìn),許多操作人員仍不愿1)節能性差熱系統總能量消耗通常是保持伴管在所采用電伴熱需溫度實(shí)際能量的20倍。蒸汽伴管本身就消耗掉過(guò)量能量,若蒸汽伴熱管冷凝水管保溫維護不好,時(shí)有凍結而影響生產(chǎn),特別是3蒸汽伴熱和電伴熱方案工程效益分析在輸送、儲存一些腐蝕性強的物料時(shí),易造成管材局部蝕穿以某化工裝置1000m長(cháng)工藝管道伴熱為例,對采用蒸汽伴熱重影響正常生產(chǎn)。同時(shí)蒸汽疏水器、蒸汽泄漏以及供給及返回系和電伴熱方案進(jìn)行分析比較統都浪費了大量能量3.1投資比較2)溫度控制能力差:蒸汽伴熱系統對溫度的控制能力很差31.1蒸汽伴熱方案管子只能達到一個(gè)蒸汽溫度與環(huán)境溫度之間的平衡溫度。由于蒸(1)伴熱管道:按工藝要求選用1根DN20伴熱鋼管,管線(xiàn)全汽溫度要遠遠高于物料所需保持的溫度范圍,調溫不當,便長(cháng)1000m,總重量227tODN20,2.27KGm),單價(jià)為5000元/t,會(huì )造成局部物料過(guò)熱則材料費為5000×227=11350元:安裝費用(包括安裝材料和人工(3)高的安裝和維護費用:除原始安裝外,在操作中泄漏必須工資)為7850維修,蒸汽疏水器必須檢査或更換(故障),熱管線(xiàn)維護等,這都2)伴熱管AV凵中國煤化工保護層為鋅鐵皮需要很高的費用。全長(cháng)1000m。CNMHG安裝費用為420予(件熱和疏水系統:伴熱管給汽閥、疏水器切斷閥、疏水器收稿日期]2015-10-14[作者簡(jiǎn)介]牛艷輝(198洛陽(yáng)市人,大專(zhuān),化工工程管道設計人員。2016年第1期廣東化工第43卷總第315期www.gdchem.com及疏水器檢查閥等費用為5000元,安裝費用為3000元3222維修費用312電伴熱方案伴熱幾乎不需要維修,按規定每年只需要搖表測絕緣即可(1)電伴熱線(xiàn):電壓為220V,伴熱溫度為5℃,價(jià)格為人民這里按10000元/年估算。經(jīng)以上分項估算,兩方案的運行費用估幣133元/m。全長(cháng)1000米,則材料費用為1000×133=133000元算見(jiàn)表3。安裝費用(主要是人工工資按每米3元計算,為10003=3000元B供電配電系統:包括配電室、輸電線(xiàn)路等材料費用為表3運行費用估算單位G00元,安裝費用為6810元Tab 3 Operating cost estimatio綜合以上數據,得到投資估算表1和表2。費用項目蒸汽伴熱方案熱方案表1蒸汽伴熱方案投資估算(元)伴熱能耗Tab 1 Investment estimation of steam tracing scheme檢修維護費用42000費用項目主材料費安裝費合計合計7800019504伴熱管道50192002伴熱管道保溫20250420064450兩方案運行費用比例4:1。33經(jīng)濟效益分析伴熱和疏水系統8000由表1、表2和表3可知,蒸汽伴熱方案投資是電伴熱方案5505091650的56%,但運行費用是電伴熱的4倍。兩方案的產(chǎn)出效果相同,都可達到管線(xiàn)的保溫防凍要求,因此可以通過(guò)對兩方案年費用的表2電伴熱方案投資估算G元)比較進(jìn)行分析(取蒸汽伴熱的經(jīng)濟壽命為10a,電伴熱的經(jīng)濟壽命Tab 2 Investment estimation of electric tracing scheme為12a),根據計算:序號費用項目主材料費安裝費合計蒸汽伴熱方案的年費用為:3000136000年折舊費用+年運行費用=91650/10+78000=87165元電伴熱方案的年費用為:供電、配電系統1570006810163810年折舊費用+年運行費用=29980/12+19504-44488元由年費用最小判斷準則可知,電伴熱方案的年費用大約是蒸汽伴熱方案年費用的1/2,明顯優(yōu)于蒸汽伴熱方案兩方案總投資比例:蒸汽伴熱:電伴熱=1:3.273.2運行費用比4小結()管道伴熱耗汽費用:管道伴熱耗汽量為0301,每噸蒸汽移以上分析比較可知,電伴熱技術(shù)雖然一次性投資較高,但3.21蒸汽伴熱方案從技術(shù)性能、經(jīng)濟效益,還是從節能、環(huán)保方面,都明顯優(yōu)于蒸汽伴熱。但結合國內目前情況來(lái)看,由于化工裝置往往有多0.3×100×24×50=36000元余廉價(jià)蒸汽,蒸汽伴熱在相當時(shí)期內仍會(huì )被使用。電伴熱技術(shù)做(2)伴熱管道維護費用包括巡線(xiàn)檢查、檢修更新及各項維護費項先進(jìn)的技術(shù),在工業(yè)生產(chǎn)中日益顯現出強大的生命力,用,大約為42000元。在具體使用中有許多細節需要各專(zhuān)業(yè)的工程技術(shù)人員配合,并總322電伴熱方案結實(shí)踐經(jīng)驗,才能使這一技術(shù)發(fā)揮更大優(yōu)勢3221耗電量電伴熱線(xiàn)每米用電量為33W。管道全長(cháng)為1000m,每小時(shí)參考文獻用電量為1000×33/1000=33kWh。當管道溫度達到維持溫度上[]朱形.電伴熱技術(shù)及其應用叮,節能與環(huán)保,2003.時(shí),電伴熱的發(fā)熱量將逐漸減少,輸出功率亦隨之下降,從而電[2]張德姜石油化工裝置工藝管道安裝設計手冊M中國石化出版社,伴熱的耗電量一般為額定功率的60%;廠(chǎng)用電價(jià)按020元Wh2009計,運行日為100天(2400小時(shí)),則正常耗電費用為:33×2400×0.20×60%9504元(本文文獻格式:牛艷輝.蒸汽伴熱與電伴熱在化工工程中的應用分析[].廣東化工,2016,43(1):62-63)(上接第65頁(yè)(3泄漏時(shí)間對天然氣管網(wǎng)泄漏事故分析中可知,不同月份對由圖6可知,在2009~2014年間,不同時(shí)間段對燃氣泄漏事泄漏事故影響不大,而時(shí)間段影響較大,大部分事故集中在白天故影響較大,泄漏事故發(fā)生多集中在白天,其中上午(8:00-12:00(占92%占51%,下午(12:00-17:00)占41%(4)預防與控制城市天然氣泄漏事故的重點(diǎn)巡檢人員白天加4結論大對管徑為32mm和25mm、鍍鋅管、管道接口等進(jìn)行針對性的檢測。采用 Excel軟件對不同條件下包括不同管道直徑、管道材質(zhì)道壓力、泄漏起因、月份和時(shí)間段等事故進(jìn)行數據分析,得到如下結論參考文獻(1)天然氣管道參數對泄漏事故影響較大,特別是管徑為32王璨,城市燃氣管道風(fēng)險評價(jià)與管理研究D]西安建筑科技大學(xué),2013mm(占57%和25mm(占16%),管道材質(zhì)中發(fā)生事故最多是鍍2王樹(shù)乾,邱榮先,鐘月華,等.壓力對管道天然氣泄漏擴散影響的數值鋅管(占76%,不同的管道壓力中發(fā)生事故最多的是低壓管(占90模擬叮.四川化工,200.12(6):34-36[3]丁凌云,蔡攀,羅雯,等,城市家用天然氣安全管理的研究門(mén)中國安(2)導致天然氣管網(wǎng)泄漏的因素中,接口泄漏事故是所有發(fā)生全科學(xué)學(xué)報,2009,19(5):51-55天然氣管網(wǎng)事故因素中事故總數和事故率最高的(占84%)(本文文獻格式:賀雷,葛秀坤,郝永梅,等.城市天然氣管網(wǎng)泄漏事故發(fā)生規律研究[J].廣東化工,2016,43(1):64-65)中國煤化工CNMHG