蒸汽伴热与电伴热在化工工程中的应用分析

广东化工2016年第1期www.gdchem.com第43卷总第315期蒸汽伴热与电伴热在化工工程中的应用分析牛艳辉(洛阳圣力石化技术工程有限公司工程部,河南洛阳471000[摘要]伴热作为一种有效的管道保温及防冻措施已广泛应用于化工工程建设中,最常用的两种伴热方式是蒸汽伴热和电伴热,文章对蒸汽伴热和电伴热及其优缺点进行简单阐述,通过化工工程实例对两种伴热方案进行分析比较,并给予工程效益分析关键词]蒸汽伴热;电伴热:优缺点;工程效益分析[中图分类号]TQ[文献标识码]A[文章编号]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伴热作为一种有的管道保温及防(描滴已广应用于化2电伴热及其优缺点直接或间接的热交换补充被伴热管道的热损失,达到升温、保温21l电伴热或防冻的工作要求。工艺管道的伴热方式有4种:内伴热管伴电伴热是指用电能补充被伴热物体在工艺过程中的热损失外伴热管伴热、夹套伴热、电伴热。工艺管道常用的伴热介质为使其温度维持在一定的范围内的伴热技术热水、蒸汽、热载体和电热。而最常用的两种伴热方式是蒸汽伴22电伴热的优点热和电伴热。(1)维修费用低:自控电伴热几乎不需要修理,按规定每年只1蒸汽伴热及其优缺点需要摇表测绝缘即可。(2)可靠性:在过去电伴热的可靠性是不能让人十分满意的1.1蒸汽伴热蒸汽外伴热是目前国内外化工装置普遍采用的一种通过蒸汽加热器不会被其自身放热损坏。这消除了大多数聚合绝缘及恒定伴热管道散热来补充被保温管道的热损失的一种传统的保温方功率加热器的常见故障。当然卓越的无机矿物绝缘电缆大大提高了高温电加热系统的可靠性.2蒸汽伴热的优点3)温度控制:尽管没有热动开关或任何控制系统,电伴热系(1)高热输出:伴热管放出的热量,一部分补充主管内介质的统通常也能比蒸汽伴热提供较好的温度控制。如果带有热动开热损失,另一部分通过管外保温层散失到四周环境。采用硬质保或控制系统就可以达到更精确的温度控制。可防止热敏介质管道温预制外壳要使主管与伴热管间有一空间,这样使伴热小管放出过热的热量可几乎全部补偿主管的热损失。蒸汽伴热系统为管道提供(4)安全:自调式加热器和接地回路断路器是对安全的有效保大量的热。金属伴管和金属管道之间有非常高的导热率,即使在证。自调加热器消除了潜在的高温问题,接地回路断路器将电气保温损坏的情况下对伴热系统温度影响也不会很大故障的危险减到最小(2)高可靠性:当然许多因素会导致蒸汽伴热系统故障,例如(5)监测能力:电伴热系统可以实现对任何温度的监测,在任管道泄漏、蒸汽疏水器故障、但很少有潜在的问题会影响其温度何温度点都可通过高报和低报系统得到监控。(3)安全性:尽管蒸汽灼伤也是很普遍的,但相比于电伴热其安全性还是很高的。象o节能:电伴热可向每个需加热的用户提供精确的加热无需(4)废汽利用:石化工厂内有过量低压蒸汽,那么就可将其用23电伴热的缺点于伴热,同时为了节约蒸汽,可在装置区内设两个蒸汽伴热系统(1)投资高:电伴热与蒸汽伴热相比要求较高的设计水平分别供常年及冬季伴热用,到夏季可将冬季伴热管阀门关掉。从(2)低的能量输出:由于电伴热不会提供大量过剩能量,所以而降低伴热经济费。它对保温的损坏、环境温度低于设计等因素都会有影响。1.3蒸汽伴热的缺点3)可靠性较差,尽管它已有很大改进,许多操作人员仍不愿1)节能性差热系统总能量消耗通常是保持伴管在所采用电伴热需温度实际能量的20倍。蒸汽伴管本身就消耗掉过量能量,若蒸汽伴热管冷凝水管保温维护不好,时有冻结而影响生产,特别是3蒸汽伴热和电伴热方案工程效益分析在输送、储存一些腐蚀性强的物料时,易造成管材局部蚀穿以某化工装置1000m长工艺管道伴热为例,对采用蒸汽伴热重影响正常生产。同时蒸汽疏水器、蒸汽泄漏以及供给及返回系和电伴热方案进行分析比较统都浪费了大量能量3.1投资比较2)温度控制能力差:蒸汽伴热系统对温度的控制能力很差31.1蒸汽伴热方案管子只能达到一个蒸汽温度与环境温度之间的平衡温度。由于蒸(1)伴热管道:按工艺要求选用1根DN20伴热钢管,管线全汽温度要远远高于物料所需保持的温度范围,调温不当,便长1000m,总重量227tODN20,2.27KGm),单价为5000元/t,会造成局部物料过热则材料费为5000×227=11350元:安装费用(包括安装材料和人工(3)高的安装和维护费用:除原始安装外,在操作中泄漏必须工资)为7850维修,蒸汽疏水器必须检査或更换(故障),热管线维护等,这都2)伴热管AV凵中国煤化工保护层为锌铁皮需要很高的费用。全长1000m。CNMHG安装费用为420予(件热和疏水系统:伴热管给汽阀、疏水器切断阀、疏水器收稿日期]2015-10-14[作者简介]牛艳辉(198洛阳市人,大专,化工工程管道设计人员。2016年第1期广东化工第43卷总第315期www.gdchem.com及疏水器检查阀等费用为5000元,安装费用为3000元3222维修费用312电伴热方案伴热几乎不需要维修,按规定每年只需要摇表测绝缘即可(1)电伴热线:电压为220V,伴热温度为5℃,价格为人民这里按10000元/年估算。经以上分项估算,两方案的运行费用估币133元/m。全长1000米,则材料费用为1000×133=133000元算见表3。安装费用(主要是人工工资按每米3元计算,为10003=3000元B供电配电系统:包括配电室、输电线路等材料费用为表3运行费用估算单位G00元,安装费用为6810元Tab 3 Operating cost estimatio综合以上数据,得到投资估算表1和表2。费用项目蒸汽伴热方案热方案表1蒸汽伴热方案投资估算(元)伴热能耗Tab 1 Investment estimation of steam tracing scheme检修维护费用42000费用项目主材料费安装费合计合计7800019504伴热管道50192002伴热管道保温20250420064450两方案运行费用比例4:1。33经济效益分析伴热和疏水系统8000由表1、表2和表3可知,蒸汽伴热方案投资是电伴热方案5505091650的56%,但运行费用是电伴热的4倍。两方案的产出效果相同,都可达到管线的保温防冻要求,因此可以通过对两方案年费用的表2电伴热方案投资估算G元)比较进行分析(取蒸汽伴热的经济寿命为10a,电伴热的经济寿命Tab 2 Investment estimation of electric tracing scheme为12a),根据计算:序号费用项目主材料费安装费合计蒸汽伴热方案的年费用为:3000136000年折旧费用+年运行费用=91650/10+78000=87165元电伴热方案的年费用为:供电、配电系统1570006810163810年折旧费用+年运行费用=29980/12+19504-44488元由年费用最小判断准则可知,电伴热方案的年费用大约是蒸汽伴热方案年费用的1/2,明显优于蒸汽伴热方案两方案总投资比例:蒸汽伴热:电伴热=1:3.273.2运行费用比4小结()管道伴热耗汽费用:管道伴热耗汽量为0301,每吨蒸汽移以上分析比较可知,电伴热技术虽然一次性投资较高,但3.21蒸汽伴热方案从技术性能、经济效益,还是从节能、环保方面,都明显优于蒸汽伴热。但结合国内目前情况来看,由于化工装置往往有多0.3×100×24×50=36000元余廉价蒸汽,蒸汽伴热在相当时期内仍会被使用。电伴热技术做(2)伴热管道维护费用包括巡线检查、检修更新及各项维护费项先进的技术,在工业生产中日益显现出强大的生命力,用,大约为42000元。在具体使用中有许多细节需要各专业的工程技术人员配合,并总322电伴热方案结实践经验,才能使这一技术发挥更大优势3221耗电量电伴热线每米用电量为33W。管道全长为1000m,每小时参考文献用电量为1000×33/1000=33kWh。当管道温度达到维持温度上[]朱形.电伴热技术及其应用叮,节能与环保,2003.时,电伴热的发热量将逐渐减少,输出功率亦随之下降,从而电[2]张德姜石油化工装置工艺管道安装设计手册M中国石化出版社,伴热的耗电量一般为额定功率的60%;厂用电价按020元Wh2009计,运行日为100天(2400小时),则正常耗电费用为:33×2400×0.20×60%9504元(本文文献格式:牛艳辉.蒸汽伴热与电伴热在化工工程中的应用分析[].广东化工,2016,43(1):62-63)(上接第65页(3泄漏时间对天然气管网泄漏事故分析中可知,不同月份对由图6可知,在2009~2014年间,不同时间段对燃气泄漏事泄漏事故影响不大,而时间段影响较大,大部分事故集中在白天故影响较大,泄漏事故发生多集中在白天,其中上午(8:00-12:00(占92%占51%,下午(12:00-17:00)占41%(4)预防与控制城市天然气泄漏事故的重点巡检人员白天加4结论大对管径为32mm和25mm、镀锌管、管道接口等进行针对性的检测。采用 Excel软件对不同条件下包括不同管道直径、管道材质道压力、泄漏起因、月份和时间段等事故进行数据分析,得到如下结论参考文献(1)天然气管道参数对泄漏事故影响较大,特别是管径为32王璨,城市燃气管道风险评价与管理研究D]西安建筑科技大学,2013mm(占57%和25mm(占16%),管道材质中发生事故最多是镀2王树乾,邱荣先,钟月华,等.压力对管道天然气泄漏扩散影响的数值锌管(占76%,不同的管道压力中发生事故最多的是低压管(占90模拟叮.四川化工,200.12(6):34-36[3]丁凌云,蔡攀,罗雯,等,城市家用天然气安全管理的研究门中国安(2)导致天然气管网泄漏的因素中,接口泄漏事故是所有发生全科学学报,2009,19(5):51-55天然气管网事故因素中事故总数和事故率最高的(占84%)(本文文献格式:贺雷,葛秀坤,郝永梅,等.城市天然气管网泄漏事故发生规律研究[J].广东化工,2016,43(1):64-65)中国煤化工CNMHG