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蒸汽伴热与电伴热的优缺点

(2010-11-04 09:51:27)
标签:

大庆

蒸汽

电伴热线

材料费用

操作费用

杂谈

 

在化工生产过程中,蒸汽伴热是一种流体物料输送、贮存的传统保温方式。但由于蒸汽温度要远高于物料所需保持的温度范围,一旦调温不当,便会造成局部物料过热。而且,蒸汽伴管冷凝水管保温维护不好,时有冻结而影响生产。特别是在输送、贮存一些腐蚀性强的物料时,易造成管材局部蚀穿,严重影响正常生产。自控电伴热系统应用于工业管道保温和防冻技术上,能准确维持工艺温度和彻底消除管道因局部过热而造成的蚀穿。国外80年代已开始采用自控电伴热线,杜邦、陶氏化学、巴斯夫、壳牌、埃克森、现代等公司的装置都已广泛地使用了电伴热技术。目前,国内的兰州炼油厂、乌鲁木齐石化、渤海石油、浙江巨化、大庆氯碱等石油和化工企业也都采用了电伴热系统。
电伴热技术应用在输送线路复杂的管线、温控要求精确的线路、长距离输送管线及防腐防爆的输送线路的保温上,有性能优越、质量可靠和使用寿命长(通常20年)的明显优势。但采用电伴热技术,一次性投资较高。电伴热方案是否还有其可行性,只需作进一步的技术经济分析,答案自然明朗。首先,不妨假设蒸汽锅炉和总变电所供电容量不增加。下面着重从企业经济效益、社会效益两方面对某大型化肥厂700m长工艺管线保温(维持温度90~110°C)采用蒸汽伴热和电伴热方案进行比较。
1 基础数据
1.1 投资估算
1.1.1 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700m,总重1.59t(DN20,2.27kg/m) ,单价为5000元/t。则材料费用为5000×1.59=7950元;安装费用(包括安装材料和人工工资)为5570元。
(2)供汽管道 选用DN100供汽管道,全长700m。则材料费用为71525元,安装费用(包括安装材料和人工工资)为28296元。
(3)供汽管道保温 选用50mm厚岩棉,外保护层为镀锌铁皮,全长700m。经估算,材料费用为14175元,安装费用为30295元。
(4)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1785元。
1.1.2 电伴热方案
(1)电伴热线 引进国产电伴热线,电压220V,价格为50元/m,全长700m,则伴热线材料费用为700×50=35000元;安装费用(主要是人工工资,因在厂区内,条件便利)按每米5元计算,为700×5=3500元。
(2)供电配电系统 包括配电室、输电线路等,材料费用为110000元,安装费用为4767元。
1.2 操作费用
1.2.1 蒸汽伴热方案
(1)管道伴热耗汽费用 工艺管道伴热耗汽量及供汽管道自耗汽量合计为0.3t/h,每吨蒸汽按50元计算,操作日为300天,全年耗汽费用为:0.3×300×24×50=108000元。
(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,由于化肥厂厂区仪表易受腐蚀,维护费用每年大约合计为30000元。
1.2.2 电伴热方案
(1)耗电量 国产自控电伴热线,每米提供热量为25W,管道全长700m,小时最大供电量为700×25=17500W。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,输出功率亦随之下降,从而电伴热实际正常耗电量一般为额定功率的60%。电价按0.40元/度计,每年正常耗电费用为:(17500×7200/1000)×0.40×60%=30240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15000元/年估算。
2 经济收益分析
蒸汽伴热方案投资与电伴热方案投资相同,但操作费用则是电伴热方案的3.5倍。两方案的产出效果相同,都可达到工艺管线保温要求,因此可以通过对两方案费用年值的比较进行分析。(取蒸汽伴热的经济寿命为10年,电伴热的经济寿命为12年,贴现率i=10%)
蒸汽伴热方案:
AC=P(A/P,i,10)+ 年操作费用 = 159596×0.16275+138000=163974元
电伴热方案:
AC=P(A/P,i,12)+ 年操作费用 = 153267×0.14676+45240=67733元
由费用年值最小判断准则可知,电伴热方案的费用年值大约是蒸汽伴热方案费用年值的2/5,明显优于蒸汽伴热方案。
通过各方面比较,电伴热方案的经济效益,明显优于传统蒸汽伴热方案的经济效益。
3 社会效益分析
自控电伴热线因本身就能感应管壁(介质)的温度而自调发热量,是一种节能措施。蒸汽伴热只能利用一部分热能,大量热能由高品位变为低品位,无法利用,白白损耗了。经测算,电伴热与蒸汽伴热的耗能之比为1:5.8。另外,由于自控电伴热可以有效地杜绝“跑、冒、滴、漏”现象,因此改善了企业生产环境。

一、 电伴热的特点

我国工艺管线和罐体容器的伴热目前大多采用传统的蒸气或热水伴热。电伴热是用电热的能量来补充被伴热体在工艺流程中所散失的热量,从而维持流动介质最合理的工艺温度,它是一种高新技术产品。电伴热是沿管线长度方向或罐体容积大面积上的均匀放热,它不同于在一个点或小面积上热负荷高度集中的电伴热;电伴热温度梯度小,热稳定时间较长,适合长期使用,其所需的热量(电功率)大大低于电加热。电伴热具有热效率高,节约能源,设计简单,施工安装方便,无污染,使用寿命长,能实现遥控和自动控制等优点,是取代蒸汽,热水伴热的技术发展方向,是国家重点推广的节能项目。

二、 电伴热的优点

电伴热与蒸汽(热水)相比,具有诸多优势如下:
(1)电伴热装置简单、发热均匀、控温准确,能进行远控,遥控,实现自动化管理。
(2)热具有防爆、全天候工作性能,可靠性高,使用寿命长。
(3)电伴热无泄漏,有利于环境保护。
(4)节省钢材:它不需要蒸气伴热所需的一来一去二趟伴热管路。
(5)节省保温材料。
(6)节约水资源,不象锅炉每天需要大量的水。
(7)电伴热还能解决蒸气和热水伴热难以解决的问题。
(8)电伴热设计工作量小,施工方便简单,维护工作量小。
(9)效率高,能大大降低能耗。                           
有的项目,无论是一次性投资,还是年运行费用,电伴热带比蒸汽伴热带都要节省;有的项目电伴热带的一次性投资可能会略高于蒸汽热水伴热,但以年运行费用论,通常电伴热运行1-2年节省的费用就能收回投资。

三、电伴热使用寿命:

在正确维护下,电伴热系统使用寿命为8年或更长。

四、电伴热产品的应用范围

电伴热产品可广泛用于石油、化工、电力、医药、机械、食品、船舶等行业的管道、泵体、阀门、槽池和罐体容积的伴热保温、防冻和防凝,是输液管道、储液介质罐体维持工艺温度最先进、最有效的方法。电伴热不但适用于蒸汽伴热的各种场所,而且能解决蒸汽伴热难以解决的问题,如:长输管道的伴热,窄小空间的伴热;无规则外型的设备(如泵)伴热;无蒸汽热源或边远地区管道和设备的伴热;塑料与非金属管道的伴热,等等。

主要应用场所举例如下:
(1) 石油管线防凝、解蜡和伴热保温。
(2) 油田井口采油树的伴热防凝,提高产量。
(3) 化工管道、罐体、仪表管线的伴热保温。
(4) 海上石油平台输油管线伴热和水管防冻。
(5) 油轮和船舶管线、容器的伴热保温。
(6) 发电厂重油管道的伴热保温和水管的防冻。
(7) 间歇输送介质管道的升温和伴热保温。
(8) 需要严格控制介质温度管线的伴热保温

沈阳瑞华特种电缆有限公司     石洋   13998294475

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