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。
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5600元/t。
则材料费用为5600×1.63=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（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1000×100=100000元；安装费用按每米25元计算，为1000×25 =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179℃。
冬季环境温度按-5℃计算。
为DN100工艺管线进行伴热。
工艺伴热及供汽管道耗汽量：每吨蒸汽按285元计算，操作日为90天，全年耗汽费用为：0.18×90×24×285=110808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1000×30=30000W=30KW。
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：30×90×24×0.77×60%=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1500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110808 29937.6检修维护费用3000 1500合计113808 31437.6两方案比例：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：144500÷82370.4=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，可随时测量出其温度。
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: ①危险区CIDI ; ②装置常伴有爆炸; ③气体泄漏; ④最低环境温度35 ℃;⑤最高环境温度40 ℃。
1.2 工艺条件及要求: ①工艺操作温度50 ℃; ②保温材料为厚40mm 岩棉;③保湿温度为40 < TC60 ℃。
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: ①化工危险区; ②最低环境温度- 8 ℃; ③最高环境温度35 ℃;④沿海气候。
2.2 工艺条件及要求: 管线介质为①丙烯;②油30 ℃; ③冲洗油30 ℃; ④水10 ℃; ⑤冷凝液30 ℃。
2.3 管线及设备状况: ①工艺管线; ②储槽;③仪表管线; ④管线直径Φ12mm～Φ150mm。
2.4 电伴热产品选型: 选用瑞侃伴热线及附件①BTV2 - CT : QTVR2 - CT ; ②XTV2 - CT :KTV2 - CT ; ③总长度: 6km。
2.5 使用情况: ①解决了管线和储槽的防冻和保温难题; ②避免了蒸汽伴热的跑、冒、滴、漏; ③无环境污染; ④自动调节发热温度; ⑤节能; ⑥满足石化厂防腐、防爆要求,。
3、南通醋酸纤维有限公司3.1 环境条件: ①化工危险区; ②最低环境温度- 13 ℃; ③最高环境温35 ℃。
3.2 工艺条件及要求: ①管线介质为冰醋酸;②维持温度: 25 ℃; ③管道极限温度为80 ℃(无蒸汽吹扫) 和200 ℃(有蒸汽吹扫) 。
3.3 管线及设备状况: 管线直径为Φ80mm、Φ100mm 和Φ150mm。
3.4 电伴热产品选型: 选用瑞侃公司伴热线及集中PC 温控系统①10QTVR2 -CT 2000 m ;②15QTVR2 - CT 1500 m ; ③5 KTV2 - CT 1000m ; ④15 KTV2 - CT 1200 ; ⑤Monit race 200N集中PC 温控系统。
3.5 使用情况及用户反映: ①采用Monit race200N 温控系统, 便于集中控制及管理, 控温准确,; ②伴热线自动调节发热温度; ③节能, 避免了蒸汽伴热的跑、冒、滴、漏现象; ④无环境污染。
另外，电伴热还用于了兰州炼油化工总厂助剂分厂苯原料管线、兰州石化公司炼厂丁烷脱沥青装置、齐鲁石化储运厂、锦州石化公司炼油厂润滑油添加剂工程、北京燕山石化公司液化汽储运站LPG储罐、扬子伊士曼化工有限公司的C5树脂工艺管道等。
五、总结由以上分析可知，电伴热虽然一次性投资较高，但操作费用却有较大降低，经济效益显著。
而且，从国内多家石油和化工企业自控电伴热运行情况来看，电伴热已达到了预期效果。