新建加氢装置使用电伴热建议书

1、新建加氢装置使用电伴热建议书一、概述伴热作为一种有效的管道保温及防冻方案在石化企业中一直被广泛应用。其工作原理是通过伴热媒体散发一定的热量，通过直接或间接的热交换补充被伴热管道的热损失，以达到升温、保温或防冻的正常工作要求。过去很长一段时间内，蒸汽伴热始终是一种主要的保温方式。其工作原理是通过蒸汽伴热管道散热以补充被保温管道的热损失。由于蒸汽的散热量不易控制，其保温效率始终处于一个较低的水平。而且，由于伴热管道一般以仪表管线、工艺管线及化学管线为主，这些管线比较复杂，铺设蒸汽伴热管道十分不便。另外，在冬季运行时，蒸汽伴热管道经常会出现“跑、冒、滴、漏”现象，每年冬季生产部门都不得不在管线保温上

2、花费人力、物力来确保蒸汽伴热的冬季运行安全。20世纪70年代，美国能源行业就提出用电伴热方案来替代蒸汽伴热的设想。70年代末80年代初，包括能源业在内的很多部门已广泛推广了电伴热技术，以电伴热全面代替蒸汽伴热。电伴热技术至今，已由传统的恒功率伴热发展到以导电塑料为核心的自控温电伴热。二、蒸汽伴热和电伴热的优缺点1 .蒸汽伴热优缺点1.1 蒸汽伴热的优点(1)高热输出：伴热管放出的热量，一部分补充主管内介质的热损失，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大量的热，金属伴管和金

3、属管道之间有非常高的导热率。(2)高可靠性：当然许多因素会导致蒸汽伴热系统故障，例如管道泄漏、蒸汽疏水器故障、但很少有潜在的问题会影响其温度。(3)安全性：尽管蒸汽灼伤也是很普遍，但相比电伴热其安全性还是很高的。1.2 蒸汽伴热的缺点(1)节能性差：蒸汽伴热系统总能量消耗通常是保持伴管在所需温度实际能量的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。同时蒸汽疏水器、蒸汽泄漏以及供给及返回系统都浪费了大量能量。(2)温度控制能力差：蒸汽伴热系统对温度的控制能力很差，管子只能达到一个蒸汽温度与环境温度之间的平衡温度。(3)高的维护费用：除原始安装外，在

4、操作中泄漏必须维修，蒸汽疏水器必须检查或更换(故障)，热管线维护等，这都需要很高的费用。2 .电伴热优缺点2.1 电伴热的优点(1)维修费用低：自控电伴热几乎不需要修理，按规定每年只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。但自从引入了自调加热器，电伴热的可靠性已大大改观了，自调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。(3)温度控制：尽管没有热动开关或任何控制系统，电伴热系统通常也能比蒸汽伴热提供较好的温度控制。如果带有热动开关或控制系统就可以达到更精确的温度控制

5、。可防止热敏介质管道过热。(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故障的危险减到最小。(5)监测能力：电伴热系统可以实现对任何温度的监测，在任何温度点都可通过高报和低报系统得到监控。(6)节能：电伴热可向每个需加热的用户提供精确的加热无需象蒸汽系统那样使用过量的热。2.2 电伴热的缺点(1)投资高：电伴热与蒸汽伴热相比要求较高的设计水平。(2)低的能量输出：由于电伴热不会提供大量过剩能量，所以它对保温的损坏、环境温度低于设计等因素都会有影响。3 .电伴热的优势虽然蒸汽伴热和电伴热各有其优缺点，但从以下几个方面来看，电伴热占

6、有绝对的优势：(1)温度控制采用电伴热较易于控制温度，且热能利用率高。(2)可靠性蒸汽伴热和电伴热系统都难免会出现故障，如汽源供应中断或电伴热线路故障。但相比之下，电伴热则较少发生故障。(3)维护费蒸汽伴热较电伴热更易发生故障，因此比电伴热需要更多的维护，如管线焊接处出现泄漏或缺陷以及管线可能出现腐蚀，因而就增加了维修量及能源费。表一：蒸汽伴热和电伴热分类表项目分类定义优点缺点蒸汽伴热夹套管伴热在输油管线外囿套装烝汽管,烝汽管外做绝热层，蒸汽在两钢管形成的环形缝隙通过，直接加热油管。热效率较局施工麻烦，钢材用量大。内伴热在输油管线内部根小口径的蒸汽管油管外加绝热层。热效率局，材料较省施工麻烦，

7、漏气/、容易发现，积油难以清理外伴热在输油管线壁上设置一根或两根蒸汽伴热管，然后在外面加绝热层，加热时通过蒸汽管和油管的直接接触进行传热施工和检修都方便，运行中不会发生油和汽窜通事故.由于接触面积小，此法热效率比内伴热和夹套管都低电伴热电热丝加热管伴热将电热管置于输油管线内，对稠油直接加热因加热管与油的温差较热效率较局大，很容易在管壁上积碳。恒功率电伴热带值功率型电伴热带在通电后功率输出是一直恒定的，不会随外界环境、保温材料、伴热的材质变化而变化，恒功率启动电流跟正常工作电流比起来相差无几，相对来说更加稳定些需要温控器，一旦控制系统损坏，持续加热可能把:外保温材料和电热带本而其功率的输出或停止

8、通常由温度传感器来控制。1身烧坏此电热带是金属线芯(发热体)、线不可以任意截断，必须.MI加热芯周围紧密的环绕着矿物质氧化镁连续工作温度电缆250-590C,短期工止做，数里一正确7E不口(生缘层)及经过多次拉制过的金属作温度可1083C。更改管构成.利用PTC导电塑料将电能转化为热能够自动限制加热电热带本身存在启动电时的温度。同时还自限温电能，正温度系数的工作原理使得这具有施工方便、设J流，大约是它正常工作的J伴热带种电伴热可以随着温度的变化而自我调节功率大小。34倍，启动时间持续计简单运行费用低大约10秒左右等优点。集肤效应伴热伴热管间断的焊接在输油管道上，使用范围厂，安全可靠、安装维修方

9、便，能耗低、加热均匀，便于实现自动化适用在长距离输油管道基于父流电的“集肤效应”和“邻近效应”当交变电流经过电缆通过伴热管壁时，电流集中在伴热管内表层流过而产生热量。三、蒸汽伴热和电伴热效益比较由于新建装置配管图还未完成，无法核算蒸汽伴热和电伴热具体投资和运行费用。用100米DN100供汽管道和1000米DN20伴热管道来进行投资和运行费用计算。电伴热带价格按照美国瑞侃伴热带均价100元/米，国内厂家安徽安邦电热带价格仅为瑞侃的1/2。1 .投资估算1.1 蒸汽伴热方案(1)伴热管线按工艺条件，选用一根DN20伴热管，管道全长1000m，总重1.63t(DN20,1.63kg/m),单价为56

10、00元/t。则材料费用为5600X1.63=9128元;安装费用(包括安装材料和人工工资)27元/米，总价为27000元。(2)供汽管道选用DN100供汽管道，全长100m。总重1.27t(DN100,12.7kg/m),单价为4250元/t,则材料费用为5397元，安装费用为85元/米，总价为8500元。(3)供汽和疏水系统包括蒸汽供汽阀门、伴热管给汽阀、疏水器切断阀、疏水器及疏水器检查阀等，费用(主要是材料费)共计10785元。表二：蒸汽伴热投资估计表费用项目主材料费（元）安装费（元）合计（元）伴热管线91282700036128供汽管线5397850013897供汽及疏水系统107851

11、0785总计（元）608101.2电伴热方案（1）电伴热线，电压220V,价格为100元/m,全长1000m,则伴热线材料费用为1000X100=100000元；安装费用按每米25元计算，为1000X25=25000元。（2）供电配电系统包括配电箱、输电线等，材料费用为15000元，安装费用为4500元。表三：电伴热投资估计表费用项目主材料费（兀）安装费（元）合计（元）电伴热线10000025000125000供电、配电系统15000450019500总计（元）144500两方案总投资比例蒸汽伴热：电伴热=1:2.4说明：两方案投资中均不包括工艺管道保温层的投资。2 .操作费用2. 1蒸汽伴热

12、方案（1）管道伴热耗汽费用按使用1.0MPa低压蒸汽计算，此时饱和蒸汽温度179C。冬季环境温度按-5C计算为DN100工艺管线进行伴热。工艺伴热及供汽管道耗汽量：圆筒面保温后的散热损失偌棉)27T（t-ta）JlnD。Di2+aD0Q:散热损失H/m二苏南破卷或管适的环至面褊底N.隔热后两词相嚣的总函系箍,中何匚膜词前直环箭前褊瓯亘丙直卷;3H耐A后芥黄盂而厌可而面函藕行而记单位长度散热损失vtt后管道外径保温厚度10DiCCq179-50.044103300.1680.10811.6104管线蒸汽f曼美人管线长度：WOO；总散热损失：1口4蒸汽演失：180每吨蒸汽按285元计算，操作日为9

13、0天，全年耗汽费用为：0.18)90X24285=110808(2)伴热管线维护费用包括巡线检查、检修更新及各项维护费用，由于厂区仪表易受腐蚀，维护费用每年大约合计为3000元。2 .2电伴热方案(1)耗电量自控电伴热线，每米提供热量为30W,管道全长1000m，小时最大供电量为10000=30000W=30KWO当管道温度达到维持温度上限时，电伴热线的发热量将逐渐减少，从而电伴热实际正常耗电量一般为额定功率的60%。电价按0.77元/度计，每年正常耗电费用为：30X90X24X0.77)60%=29937.6元。(2)维修费用自控电伴热，几乎不需要修理，按规定每年只需摇表测绝缘即可，这里按1

14、500元/年估算。经以上分项估算，两方案的操作费用估算见表。表二操作费用估算元费用项目蒸汽伴热方案电伴热方案伴热能耗11080829937.6检修维护费用30001500合计11380831437.6两方案比例：蒸汽伴热：电伴热=3.6:13 .经济收益分析由以上数据可知，电伴热代替蒸汽伴热在1000米伴热管的基础上，每年可产生效益:113808-31437.6=82370.4元。收回投资时间4=1.8年三、电伴热的安全性1、管道电伴热系统由发热电缆供电电源系统、管道防冰冻电缆加热系统和管道电伴热智能控制报警系统三部分组成。每根伴热电缆单元包括温控器、温度传感器、空气

15、开关、交流越限报警隔离变速器、伴热电缆断路监测器、工作状态显示器、故障蜂鸣报警器及变压器等电路，以便观察、控制与调节电伴热工作情况。工作状况下，温度传感器安置在被加热的管道上，可随时测量出具温度。温控器根据事先设定好的温度，与温度传感器测出的温度比较，通过伴热电缆控制箱内的空气开关与交流电流越限报警隔离变速器，及时切断与接通电源，以达到安全防冻目的。2、电热带设置接地以防止静电，并要求带漏电保护装置。3、自控温式电热带相应被伴热体系具有自动调节输出功率，因此不会因自身发热而着火。MI矿物绝缘加热电缆是既不会发生自燃也不会发生燃烧的电热带，且可承受1000度的高温。4、在防爆区域使用具有防爆认证

16、的电伴热带和附件四、石化企业部分应用案例1、乌石化催化重整装置部分管线1.1 环境条件：危险区CIDI;装置常伴有爆炸；气体泄漏；最低环境温度35C;最高环境温度40C。1.2 工艺条件及要求：工艺操作温度50C;保温材料为厚40mm岩棉；保湿温度为40TC60C。1.3 管线及设备状况：管线直径为100mm。1.4 电伴热产品选型：选用瑞侃CIDI级伴热线15HQTV及附件。1.5 使用情况：严格按照安装和操作规范，使用几年来运行稳定免维护。2、上海石化公司聚丙烯工程2.1 环境条件：化工危险区；最低环境温度-8C;最高环境温度35C;沿海气候。2.2 工艺条件及要求：管线介质为丙烯；油30

17、C;冲洗油30C;水1.1 C;冷凝液30C。2.3 管线及设备状况：工艺管线；储槽;仪表管线；管线直径12mnrr150mm2.4 电伴热产品选型：选用瑞侃伴热线及附件BTV2-CT:QTVR2-CT;XTV2-CT:KTV2-CT;总长度:6km。2.5 使用情况：解决了管线和储槽的防冻和保温难题；避免了蒸汽伴热的跑、冒、滴、漏；无环境污染；自动调节发热温度；节能；满足石化厂防腐、防爆要求,03、南通醋酸纤维有限公司3.1 环境条件：化工危险区；最低环境温度-13C;最高环境温35C。3.2 工艺条件及要求：管线介质为冰醋酸；维持温度：25C;管道极限温度为80C（无蒸汽吹扫）和200C（有蒸汽吹扫）。3.3 管线及设备状况：管线直径为80mm100mm和150mm3.4 电伴热产品选型：选用瑞侃公司伴热线及集中PC温控系统10QTVR2-CT2000m15QTVR2-CT1500m;5KTV2-CT1000m;15KTV2-CT1200;Monitrace200N集中PC温控系统。3.5 使用情况及用户反映：采用Monitrace200N温控系统，便于集中控制及管理，控温准确，；伴热线自动调节发热温度；节能，避免了蒸汽伴热的跑、冒、滴、漏现象；无环境污染。另外，电伴热还用于了