新建加氫裝置使用電伴熱建議書

1、新建加氫裝置使用電伴熱建議書一、概述伴熱作為一種有效的管道保溫及防凍方案在石化企業(yè)中一直被廣泛應(yīng)用。其工作原理是通過伴熱媒體散發(fā)一定的熱量，通過直接或間接的熱交換補(bǔ)充被伴熱管道的熱損失，以達(dá)到升溫、保溫或防凍的正常工作要求。過去很長一段時(shí)間內(nèi)，蒸汽伴熱始終是一種主要的保溫方式。其工作原理是通過蒸汽伴熱管道散熱以補(bǔ)充被保溫管道的熱損失。由于蒸汽的散熱量不易控制，其保溫效率始終處于一個(gè)較低的水平。而且，由于伴熱管道一般以儀表管線、工藝管線及化學(xué)管線為主，這些管線比較復(fù)雜，鋪設(shè)蒸汽伴熱管道十分不便。另外，在冬季運(yùn)行時(shí)，蒸汽伴熱管道經(jīng)常會出現(xiàn)“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，每年冬季生產(chǎn)部門都不得不在管線保溫上

2、花費(fèi)人力、物力來確保蒸汽伴熱的冬季運(yùn)行安全。20世紀(jì)70年代，美國能源行業(yè)就提出用電伴熱方案來替代蒸汽伴熱的設(shè)想。70年代末80年代初，包括能源業(yè)在內(nèi)的很多部門已廣泛推廣了電伴熱技術(shù)，以電伴熱全面代替蒸汽伴熱。電伴熱技術(shù)至今，已由傳統(tǒng)的恒功率伴熱發(fā)展到以導(dǎo)電塑料為核心的自控溫電伴熱。二、蒸汽伴熱和電伴熱的優(yōu)缺點(diǎn)1 .蒸汽伴熱優(yōu)缺點(diǎn)1.1 蒸汽伴熱的優(yōu)點(diǎn)(1)高熱輸出：伴熱管放出的熱量，一部分補(bǔ)充主管內(nèi)介質(zhì)的熱損失，另一部分通過管外保溫層散失到四周環(huán)境。采用硬質(zhì)保溫預(yù)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的熱量可幾乎全部補(bǔ)償主管的熱損失。蒸汽伴熱系統(tǒng)為管道提供大量的熱，金屬伴管和金

3、屬管道之間有非常高的導(dǎo)熱率。(2)高可靠性：當(dāng)然許多因素會導(dǎo)致蒸汽伴熱系統(tǒng)故障，例如管道泄漏、蒸汽疏水器故障、但很少有潛在的問題會影響其溫度。(3)安全性：盡管蒸汽灼傷也是很普遍，但相比電伴熱其安全性還是很高的。1.2 蒸汽伴熱的缺點(diǎn)(1)節(jié)能性差：蒸汽伴熱系統(tǒng)總能量消耗通常是保持伴管在所需溫度實(shí)際能量的20倍。蒸汽伴管本身就消耗掉過量能量，若蒸汽伴熱管冷凝水管保溫維護(hù)不好，時(shí)有凍結(jié)而影響生產(chǎn)。同時(shí)蒸汽疏水器、蒸汽泄漏以及供給及返回系統(tǒng)都浪費(fèi)了大量能量。(2)溫度控制能力差：蒸汽伴熱系統(tǒng)對溫度的控制能力很差，管子只能達(dá)到一個(gè)蒸汽溫度與環(huán)境溫度之間的平衡溫度。(3)高的維護(hù)費(fèi)用：除原始安裝外，在

4、操作中泄漏必須維修，蒸汽疏水器必須檢查或更換(故障)，熱管線維護(hù)等，這都需要很高的費(fèi)用。2 .電伴熱優(yōu)缺點(diǎn)2.1 電伴熱的優(yōu)點(diǎn)(1)維修費(fèi)用低：自控電伴熱幾乎不需要修理，按規(guī)定每年只需要搖表測絕緣即可。(2)可靠性：在過去電伴熱的可靠性是不能讓人十分滿意的。但自從引入了自調(diào)加熱器，電伴熱的可靠性已大大改觀了，自調(diào)加熱器不會被其自身放熱損壞。這消除了大多數(shù)聚合絕緣及恒定功率加熱器的常見故障。當(dāng)然卓越的無機(jī)礦物絕緣電纜大大提高了高溫電加熱系統(tǒng)的可靠性。(3)溫度控制：盡管沒有熱動(dòng)開關(guān)或任何控制系統(tǒng)，電伴熱系統(tǒng)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)開關(guān)或控制系統(tǒng)就可以達(dá)到更精確的溫度控制

5、?？煞乐篃崦艚橘|(zhì)管道過熱。(4)安全：自調(diào)式加熱器和接地回路斷路器是對安全的有效保證。自調(diào)加熱器消除了潛在的高溫問題，接地回路斷路器將電氣故障的危險(xiǎn)減到最小。(5)監(jiān)測能力：電伴熱系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對任何溫度的監(jiān)測，在任何溫度點(diǎn)都可通過高報(bào)和低報(bào)系統(tǒng)得到監(jiān)控。(6)節(jié)能：電伴熱可向每個(gè)需加熱的用戶提供精確的加熱無需象蒸汽系統(tǒng)那樣使用過量的熱。2.2 電伴熱的缺點(diǎn)(1)投資高：電伴熱與蒸汽伴熱相比要求較高的設(shè)計(jì)水平。(2)低的能量輸出：由于電伴熱不會提供大量過剩能量，所以它對保溫的損壞、環(huán)境溫度低于設(shè)計(jì)等因素都會有影響。3 .電伴熱的優(yōu)勢雖然蒸汽伴熱和電伴熱各有其優(yōu)缺點(diǎn)，但從以下幾個(gè)方面來看，電伴熱占

6、有絕對的優(yōu)勢：(1)溫度控制采用電伴熱較易于控制溫度，且熱能利用率高。(2)可靠性蒸汽伴熱和電伴熱系統(tǒng)都難免會出現(xiàn)故障，如汽源供應(yīng)中斷或電伴熱線路故障。但相比之下，電伴熱則較少發(fā)生故障。(3)維護(hù)費(fèi)蒸汽伴熱較電伴熱更易發(fā)生故障，因此比電伴熱需要更多的維護(hù)，如管線焊接處出現(xiàn)泄漏或缺陷以及管線可能出現(xiàn)腐蝕，因而就增加了維修量及能源費(fèi)。表一：蒸汽伴熱和電伴熱分類表項(xiàng)目分類定義優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)蒸汽伴熱夾套管伴熱在輸油管線外囿套裝烝汽管,烝汽管外做絕熱層，蒸汽在兩鋼管形成的環(huán)形縫隙通過，直接加熱油管。熱效率較局施工麻煩，鋼材用量大。內(nèi)伴熱在輸油管線內(nèi)部根小口徑的蒸汽管油管外加絕熱層。熱效率局，材料較省施工麻煩，

7、漏氣/、容易發(fā)現(xiàn)，積油難以清理外伴熱在輸油管線壁上設(shè)置一根或兩根蒸汽伴熱管，然后在外面加絕熱層，加熱時(shí)通過蒸汽管和油管的直接接觸進(jìn)行傳熱施工和檢修都方便，運(yùn)行中不會發(fā)生油和汽竄通事故.由于接觸面積小，此法熱效率比內(nèi)伴熱和夾套管都低電伴熱電熱絲加熱管伴熱將電熱管置于輸油管線內(nèi)，對稠油直接加熱因加熱管與油的溫差較熱效率較局大，很容易在管壁上積碳。恒功率電伴熱帶值功率型電伴熱帶在通電后功率輸出是一直恒定的，不會隨外界環(huán)境、保溫材料、伴熱的材質(zhì)變化而變化，恒功率啟動(dòng)電流跟正常工作電流比起來相差無幾，相對來說更加穩(wěn)定些需要溫控器，一旦控制系統(tǒng)損壞，持續(xù)加熱可能把:外保溫材料和電熱帶本而其功率的輸出或停止

8、通常由溫度傳感器來控制。1身燒壞此電熱帶是金屬線芯(發(fā)熱體)、線不可以任意截?cái)?，必?MI加熱芯周圍緊密的環(huán)繞著礦物質(zhì)氧化鎂連續(xù)工作溫度電纜250-590C,短期工止做，數(shù)里一正確7E不口(生緣層)及經(jīng)過多次拉制過的金屬作溫度可1083C。更改管構(gòu)成.利用PTC導(dǎo)電塑料將電能轉(zhuǎn)化為熱能夠自動(dòng)限制加熱電熱帶本身存在啟動(dòng)電時(shí)的溫度。同時(shí)還自限溫電能，正溫度系數(shù)的工作原理使得這具有施工方便、設(shè)J流，大約是它正常工作的J伴熱帶種電伴熱可以隨著溫度的變化而自我調(diào)節(jié)功率大小。34倍，啟動(dòng)時(shí)間持續(xù)計(jì)簡單運(yùn)行費(fèi)用低大約10秒左右等優(yōu)點(diǎn)。集膚效應(yīng)伴熱伴熱管間斷的焊接在輸油管道上，使用范圍廠，安全可靠、安裝維修方

9、便，能耗低、加熱均勻，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化適用在長距離輸油管道基于父流電的“集膚效應(yīng)”和“鄰近效應(yīng)”當(dāng)交變電流經(jīng)過電纜通過伴熱管壁時(shí)，電流集中在伴熱管內(nèi)表層流過而產(chǎn)生熱量。三、蒸汽伴熱和電伴熱效益比較由于新建裝置配管圖還未完成，無法核算蒸汽伴熱和電伴熱具體投資和運(yùn)行費(fèi)用。用100米DN100供汽管道和1000米DN20伴熱管道來進(jìn)行投資和運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算。電伴熱帶價(jià)格按照美國瑞侃伴熱帶均價(jià)100元/米，國內(nèi)廠家安徽安邦電熱帶價(jià)格僅為瑞侃的1/2。1 .投資估算1.1 蒸汽伴熱方案(1)伴熱管線按工藝條件，選用一根DN20伴熱管，管道全長1000m，總重1.63t(DN20,1.63kg/m),單價(jià)為56

10、00元/t。則材料費(fèi)用為5600X1.63=9128元;安裝費(fèi)用(包括安裝材料和人工工資)27元/米，總價(jià)為27000元。(2)供汽管道選用DN100供汽管道，全長100m?？傊?.27t(DN100,12.7kg/m),單價(jià)為4250元/t,則材料費(fèi)用為5397元，安裝費(fèi)用為85元/米，總價(jià)為8500元。(3)供汽和疏水系統(tǒng)包括蒸汽供汽閥門、伴熱管給汽閥、疏水器切斷閥、疏水器及疏水器檢查閥等，費(fèi)用(主要是材料費(fèi))共計(jì)10785元。表二：蒸汽伴熱投資估計(jì)表費(fèi)用項(xiàng)目主材料費(fèi)（元）安裝費(fèi)（元）合計(jì)（元）伴熱管線91282700036128供汽管線5397850013897供汽及疏水系統(tǒng)107851

11、0785總計(jì)（元）608101.2電伴熱方案（1）電伴熱線，電壓220V,價(jià)格為100元/m,全長1000m,則伴熱線材料費(fèi)用為1000X100=100000元；安裝費(fèi)用按每米25元計(jì)算，為1000X25=25000元。（2）供電配電系統(tǒng)包括配電箱、輸電線等，材料費(fèi)用為15000元，安裝費(fèi)用為4500元。表三：電伴熱投資估計(jì)表費(fèi)用項(xiàng)目主材料費(fèi)（兀）安裝費(fèi)（元）合計(jì)（元）電伴熱線10000025000125000供電、配電系統(tǒng)15000450019500總計(jì)（元）144500兩方案總投資比例蒸汽伴熱：電伴熱=1:2.4說明：兩方案投資中均不包括工藝管道保溫層的投資。2 .操作費(fèi)用2. 1蒸汽伴熱

12、方案（1）管道伴熱耗汽費(fèi)用按使用1.0MPa低壓蒸汽計(jì)算，此時(shí)飽和蒸汽溫度179C。冬季環(huán)境溫度按-5C計(jì)算為DN100工藝管線進(jìn)行伴熱。工藝伴熱及供汽管道耗汽量：圓筒面保溫后的散熱損失偌棉)27T（t-ta）JlnD。Di2+aD0Q:散熱損失H/m二蘇南破卷或管適的環(huán)至面褊底N.隔熱后兩詞相囂的總函系箍,中何匚膜詞前直環(huán)箭前褊甌亙丙直卷;3H耐A后芥黃盂而厭可而面函藕行而記單位長度散熱損失vtt后管道外徑保溫厚度10DiCCq179-50.044103300.1680.10811.6104管線蒸汽f曼美人管線長度：WOO；總散熱損失：1口4蒸汽演失：180每噸蒸汽按285元計(jì)算，操作日為9

13、0天，全年耗汽費(fèi)用為：0.18)90X24285=110808(2)伴熱管線維護(hù)費(fèi)用包括巡線檢查、檢修更新及各項(xiàng)維護(hù)費(fèi)用，由于廠區(qū)儀表易受腐蝕，維護(hù)費(fèi)用每年大約合計(jì)為3000元。2 .2電伴熱方案(1)耗電量自控電伴熱線，每米提供熱量為30W,管道全長1000m，小時(shí)最大供電量為10000=30000W=30KWO當(dāng)管道溫度達(dá)到維持溫度上限時(shí)，電伴熱線的發(fā)熱量將逐漸減少，從而電伴熱實(shí)際正常耗電量一般為額定功率的60%。電價(jià)按0.77元/度計(jì)，每年正常耗電費(fèi)用為：30X90X24X0.77)60%=29937.6元。(2)維修費(fèi)用自控電伴熱，幾乎不需要修理，按規(guī)定每年只需搖表測絕緣即可，這里按1

14、500元/年估算。經(jīng)以上分項(xiàng)估算，兩方案的操作費(fèi)用估算見表。表二操作費(fèi)用估算元費(fèi)用項(xiàng)目蒸汽伴熱方案電伴熱方案伴熱能耗11080829937.6檢修維護(hù)費(fèi)用30001500合計(jì)11380831437.6兩方案比例：蒸汽伴熱：電伴熱=3.6:13 .經(jīng)濟(jì)收益分析由以上數(shù)據(jù)可知，電伴熱代替蒸汽伴熱在1000米伴熱管的基礎(chǔ)上，每年可產(chǎn)生效益:113808-31437.6=82370.4元。收回投資時(shí)間4=1.8年三、電伴熱的安全性1、管道電伴熱系統(tǒng)由發(fā)熱電纜供電電源系統(tǒng)、管道防冰凍電纜加熱系統(tǒng)和管道電伴熱智能控制報(bào)警系統(tǒng)三部分組成。每根伴熱電纜單元包括溫控器、溫度傳感器、空氣

15、開關(guān)、交流越限報(bào)警隔離變速器、伴熱電纜斷路監(jiān)測器、工作狀態(tài)顯示器、故障蜂鳴報(bào)警器及變壓器等電路，以便觀察、控制與調(diào)節(jié)電伴熱工作情況。工作狀況下，溫度傳感器安置在被加熱的管道上，可隨時(shí)測量出具溫度。溫控器根據(jù)事先設(shè)定好的溫度，與溫度傳感器測出的溫度比較，通過伴熱電纜控制箱內(nèi)的空氣開關(guān)與交流電流越限報(bào)警隔離變速器，及時(shí)切斷與接通電源，以達(dá)到安全防凍目的。2、電熱帶設(shè)置接地以防止靜電，并要求帶漏電保護(hù)裝置。3、自控溫式電熱帶相應(yīng)被伴熱體系具有自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出功率，因此不會因自身發(fā)熱而著火。MI礦物絕緣加熱電纜是既不會發(fā)生自燃也不會發(fā)生燃燒的電熱帶，且可承受1000度的高溫。4、在防爆區(qū)域使用具有防爆認(rèn)證

16、的電伴熱帶和附件四、石化企業(yè)部分應(yīng)用案例1、烏石化催化重整裝置部分管線1.1 環(huán)境條件：危險(xiǎn)區(qū)CIDI;裝置常伴有爆炸；氣體泄漏；最低環(huán)境溫度35C;最高環(huán)境溫度40C。1.2 工藝條件及要求：工藝操作溫度50C;保溫材料為厚40mm巖棉；保濕溫度為40TC60C。1.3 管線及設(shè)備狀況：管線直徑為100mm。1.4 電伴熱產(chǎn)品選型：選用瑞侃CIDI級伴熱線15HQTV及附件。1.5 使用情況：嚴(yán)格按照安裝和操作規(guī)范，使用幾年來運(yùn)行穩(wěn)定免維護(hù)。2、上海石化公司聚丙烯工程2.1 環(huán)境條件：化工危險(xiǎn)區(qū)；最低環(huán)境溫度-8C;最高環(huán)境溫度35C;沿海氣候。2.2 工藝條件及要求：管線介質(zhì)為丙烯；油30

17、C;沖洗油30C;水1.1 C;冷凝液30C。2.3 管線及設(shè)備狀況：工藝管線；儲槽;儀表管線；管線直徑12mnrr150mm2.4 電伴熱產(chǎn)品選型：選用瑞侃伴熱線及附件BTV2-CT:QTVR2-CT;XTV2-CT:KTV2-CT;總長度:6km。2.5 使用情況：解決了管線和儲槽的防凍和保溫難題；避免了蒸汽伴熱的跑、冒、滴、漏；無環(huán)境污染；自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)熱溫度；節(jié)能；滿足石化廠防腐、防爆要求,03、南通醋酸纖維有限公司3.1 環(huán)境條件：化工危險(xiǎn)區(qū)；最低環(huán)境溫度-13C;最高環(huán)境溫35C。3.2 工藝條件及要求：管線介質(zhì)為冰醋酸；維持溫度：25C;管道極限溫度為80C（無蒸汽吹掃）和200C（有蒸汽吹掃）。3.3 管線及設(shè)備狀況：管線直徑為80mm100mm和150mm3.4 電伴熱產(chǎn)品選型：選用瑞侃公司伴熱線及集中PC溫控系統(tǒng)10QTVR2-CT2000m15QTVR2-CT1500m;5KTV2-CT1000m;15KTV2-CT1200;Monitrace200N集中PC溫控系統(tǒng)。3.5 使用情況及用戶反映：采用Monitrace200N溫控系統(tǒng)，便于集中控制及管理，控溫準(zhǔn)確，；伴熱線自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)熱溫度；節(jié)能，避免了蒸汽伴熱的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象；無環(huán)境污染。另外，電伴熱還用于了