第 48 卷 第 12 期 2012 年 12 月
【材料与设备】
氯碱工业 Chlor-Alkali Industry
Vol．ห้องสมุดไป่ตู้48，No． 12 Dec． ，2012
电伴热技术在硫酸管道中的应用
李永毛* （ 芜湖融汇化工有限公司，安徽 芜湖 241022）
［关键词］ 电伴热； 硫酸管道； 蒸汽伴热 ［摘 要］ 介绍了电伴热技术伴热原理，并以硫酸管道为例，对蒸汽伴热与电伴热 2 种方式进行技术经济分 析，认为电伴热技术应用合理，经济效益和社会效益显著。 ［中图分类号］ TQ114． 15 ［文献标志码］ B ［文章编号］1008 － 133X（ 2012） 12 － 0038 － 03
［4］ 曹 莉． 仪表电伴热在化工企业中的应用［J］． 中小企业 管理与科技，2011（ 11） ： 274．
［5］ 朱仲军． 电伴热系统在原油处理站的应用［J］． 江汉石 油职工大学学报，2006，19（ 2） ： 72 － 73．
［6］ 蔡 桥． 电伴热方案与蒸汽伴热方案的技术经济分析 ［J］． 节能，2000（ 11） ： 30．
3． 2 蒸汽伴热方案 （ 1） 伴热管线： 按工艺条件选用 DN 25 的不锈钢
管作为伴热管，管道总长约 300 m，管材总费用约 8 100元。
（ 2） 伴热方式： 伴热管采用平铺式，由蒸汽总管 接入蒸汽。
（ 3） 管道保温： 彩钢板、玻璃棉（ 厚度 50 mm） 、 安装辅材及人工费用共 35 300 元。
3． 3． 3． 2 管道安装
电伴热带采用平铺式（ 见图 2 ～ 图 4） 伴管，在 法兰、阀门等连接处应预留维修空间。
图 2 电伴热带在管道支架处铺设示意图 Fig． 2 Diagram of laying electric heat tracing band
at site of support
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3 伴热方案工艺选择
3． 1 工艺条件及参数 （ 1） 被伴热物体： 质量分数 75% 的稀硫酸、质量
分数 98% 的浓硫酸。 （ 2） 地点： 室外。 （ 3） 维持温度： 15 ℃ 。 （ 4） 室外最低温度： － 10 ℃ 。 （ 5） 管径 DN 80，材质为碳钢。 （ 6） 管线总长约 300 m。
参考文献
［1］ 刘新国． 电伴热和高温水伴热的技术经济分析［J］． 节能 技术，2003（ 1） ： 35 － 36．
［2］ 常泊涛． 自调控电伴热系统的原理和应用［J］． 安装， 2000（ 1） ： 35．
［3］ 江山． 火电厂蒸汽伴热与电伴热方案的技术经济比较 ［J］． 中国电力，2001，34（ 8） ： 7 － 9．
2 电伴热带工作原理
电源母线为 2 根平行绝缘铜导线，在 2 根平行 的镀锡铜导线上挤塑一层 PTC 半导体层，形成一条 连续的伴热带。当加以额定电压后伴热带开始升 温，随着温度的升高 PTC 电阻逐渐增大。当温度达 到平衡状态后，电阻趋向一个很大值，足以阻断电路 中的电流（ 此时伴热带温度达到最高表面温度，电 路中的电流达到最小值） ； 若外界温度发生变化，
［编辑：董红果］
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在化工生产过程中，为防止流体在管路输送过 程中凝固，就要采用加热管线的方式来维持被加热 流体的温度。蒸汽伴热是一种对流体物料在输送、 贮存过程中传统的保温伴热方式。由于蒸汽温度远 高于流体要保持的温度，蒸汽伴热往往造成能源浪 费，而且，冬季保温效果差，蒸汽伴热管路易结冻而 影响生产。特别是在输送、贮存一些腐蚀性强的液 体介质时，易 造 成 管 道 局 部 腐 蚀 穿 孔，经 常 会 出 现 跑、冒、滴、漏等情况［1］，既威胁装置的安全运行，又 严重污染环境。
5 结语
一个冬季的运行证明： 电伴热系统的保温效果 良好，运行稳定可靠，保证了酸管道的正常工作和生 产系统的安全有效运行。因自控温电伴热是根据感 应管壁（ 介质） 的温度而自调发热量，当应用于工业 管道、设备的防冻保温时，能准确维持工艺温度，并 能消除设备、管道因局部过热而造成的腐蚀穿孔，有 效杜绝跑、冒、滴、漏，改善企业生产环境，实现节能、 环保双赢利。
1 电伴热自动控制原理
电伴热系统主要包括控制箱和电拌热带 2 部 分，控制箱采用节点控制温度，每个回路单独配置测 温点，时刻跟踪测量和控制管道工艺温度。以设定 的温度值为基准 ，当系统温度低于设定温度时，自 动接通回路，提升管道工艺温度； 当系统温度高于设 定温度时，温控系统自动切断电源，限制温度： 以此 达到工艺设定温度要求［2］。
* ［作者简介］ 李永毛（ 1983—） ，男，2008 年毕业于安徽师范大学，现于芜湖融汇化工有限公司从事工艺技术工作。 ［收稿日期］2012 － 05 － 31
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第 12 期
李永毛： 电伴热技术在硫酸管道中的应用
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PTC 电阻也随之变化： 如此周而复始，整个伴热体系 达到一个动态平衡状态。
Application of electric heat tracing technology in sulphuric acid pipeline
LI Yongmao （ Wuhu Ronghui Chemical Industry Co． ，Ltd． ，Wuhu 241022，China）
Key words： electric heat tracing technology； sulphuric acid pipeline； steam heat tracing Abstract： The principle of electric heat tracing technology is introduced． Sulphuric acid pipelines are taken as an example to make technical and economic analysis on two heat tracing way，steam heat tracing and electric heat tracing． The electric heat tracing is considered as reasonable one and can give remarkable economic and social benefits．
1—铜芯导线； 2—导线塑料层； 3—绝缘层； 4—屏蔽层； 5—护套层
图 1 电缆结构示意图 Fig． 1 Structural diagram of cables
（ 1） 铜芯导线： 7 （ 股） × 0． 32 （ mm） 、7 （ 股） × 0． 42（ mm） 、7 （ 股） × 0． 50 （ mm） 、19 （ 股） × 0． 32 （ mm） 。
蒸汽伴热方案总费用约 44 000 元。 3． 3 电伴热方案 3． 3． 1 选型前提
基于目前管道电伴热工艺已成熟，伴热带等材 料耐酸等介质的腐蚀，且控制温度满足工艺要求，能 实现自动控制等。 3． 3． 2 伴热带选型
伴热带采用耐酸、自限温加强型电伴热带。
3． 3． 2． 1 电缆结构
电缆结构如图 1 所示。
芜湖融 汇 化 工 有 限 公 司 利 用 电 伴 热 技 术 对 10 万t / a 烧碱装置中硫酸管道进行了保温。经过 1 个冬季的运行，管线温度控制效果较好，完全满足工 艺要求。有效地消除了冬季酸管道易堵塞情况，不 仅避免了大量的人力、物力浪费，也避免了因酸管道 堵塞而带来的运行风险； 在硫酸管道上采用自控式 电伴热，既可以有效控制加热温度（ 比蒸汽伴热的 加热温度低） ，又可以减轻酸对管道的腐蚀。
（ 2） 导 线 塑 料 层： 普 通 PTC、阻 燃 PTC、含 氟 PTC。
（ 3） 绝缘层： 改性聚烯烃、阻燃聚烯烃、含氟聚 烯烃、全氟材料。
（ 4） 屏蔽层： 镀锡软圆铜线、覆盖密度 80% 。 （ 5） 护套层： 改性聚烯烃、阻燃聚烯烃、含氟聚 烯烃、全氟材料。
3． 3． 2． 2 技术指标
3． 3． 5 电伴热工程总费用 电伴热工程总费用 （ 包括材料费用及安装费
用） ： 45 000 元。
4 电伴热的优势
电伴热与蒸汽伴热相比，具有如下优势。 （ 1） 工程造价对比。电伴热一次性投资（ 45 000 元） 略高于蒸汽伴热（ 44 000 元） ，但电伴热后期维 修费用很 少，运 行 一 两 年 节 省 的 费 用 就 能 收 回 投 资［3］。 （ 2） 后期维护对比。电伴热设计工作量小，施 工方便简单，维护工作量小，且电伴热无泄漏，更有 利于环境保护； 蒸汽伴热易出现跑、冒、滴、漏，伴热 不均易堵塞，处理时会造成大量人力、物力浪费［4］。 （ 3） 伴热性能对比。电伴热装置简单、发热均 匀、控温准确，能进行自动调控，实现自动化管理，可 靠性高，使用寿命长； 蒸汽伴热温度不均，且不易控 制，不能实现自动化［5］。 （ 4） 节能降耗对比。电伴热效率高，自调控电 伴热系统的运行成本仅是传统蒸汽伴热系统运行成 本的 17%［6］。
（ 1） 标准颜色： 黑色。 （ 2） 最高工作温度 70 ℃ ，最高暴露温度 85 ℃ （ 芯带承受温度） 。 （ 3） 最高承受温度： 改性聚烯烃 105 ℃ 、阻燃聚 烯烃 105 ℃ 、含氟聚烯烃 180 ℃ 、全氟材料 205 ℃ （ 绝缘护套最高承受温度） 。 （ 4） 施工温度： 最低 － 40 ℃ 。 （ 5） 启动电流： ≤0． 6 A / m。 （ 6） 热稳定性： 于 10 ～ 99 ℃ 来 回 循 环 300 次 后，电缆发热量维持在 90% 以上。 （ 7） 弯曲半径： － 20 ℃ 时为 25． 4 mm； － 30 ℃ 时为 35． 0 mm。 （ 8） 绝缘电阻： 电缆长度 100 m，恒温水浴 75 ℃ 时，测试绝缘电阻最小值 20 MΩ，有屏蔽或防爆防护 型； 室温 20 ℃ 时，用 2 500 VDC 在屏蔽层与导电线 芯之间摇试 1 min，绝缘电阻最小值为 1 200 MΩ。 3． 3． 3 管道设计方案