張劍波，宋麗麗，曾 萍，唐 丹，袁曉華，胡 橋

（中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，寧夏銀川，750006）

凈化廠電伴熱改造應用效果評價

張劍波，宋麗麗，曾 萍，唐 丹，袁曉華，胡 橋

（中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，寧夏銀川，750006）

化工裝置管線伴熱是冬季為防止管線凍堵所采取的有效措施，普遍采用的伴熱形式有蒸汽伴熱和電伴熱。蒸汽伴熱是一種傳統(tǒng)的、主要的伴熱保溫方式，其原理是通過蒸汽伴熱管道散熱以補充被保溫管道的熱損失，具有投資小、供熱量大等優(yōu)點，但能耗大、管線易腐蝕刺漏、維護成本較高；電伴熱是近年來廣泛推廣的技術，建設投資高，但操作、維護費用較低，發(fā)展至今已日益成熟。文章介紹了蒸汽伴熱和電伴熱的特點，并對靖邊氣田第二凈化廠將小管徑工藝伴熱改為電伴熱進行了技術和經(jīng)濟分析。

靖邊氣田；天然氣凈化；電伴熱；蒸汽伴熱；改造

靖邊氣田第二凈化廠位于毛烏素沙漠南緣，區(qū)域屬溫帶大陸性氣候，冬季嚴寒而漫長，最低氣溫可達-20℃左右。第二凈化廠始建于2001年，主體裝置為兩套年處理氣能力為375×104m3的天然氣凈化裝置，為保證冬季低溫條件下凈化裝置的正常運行，防止管線凍堵，在設計上對凈化裝置溶液系統(tǒng)、酸氣系統(tǒng)、閃蒸氣燃料氣系統(tǒng)、儀表引壓管線等易凍堵部分采用了蒸汽伴熱的保溫措施。隨著裝置運行時間的加長，蒸汽伴熱系統(tǒng)逐漸暴露出能耗大、易腐蝕穿孔、維修維護困難等諸多問題。因此在近幾年凈化廠的設計上伴熱系統(tǒng)多采用電伴熱的形式，雖然建設初期投資較高，但日常操作及維護費用較低。電伴熱技術最初主要應用于儀表伴熱，防止因蒸汽泄漏損壞儀表，隨著電伴熱技術的日益成熟，其適用性越來越強，也越來越多的得到了應用。

1 兩種伴熱形式優(yōu)缺點

蒸汽伴熱是指以蒸汽為伴熱介質，利用伴熱管線緊靠被伴熱物體，通過熱傳遞，將蒸汽熱量傳遞給被伴熱體，以補充熱損失、維持其正常狀態(tài)以達到保溫和伴熱目的一種傳統(tǒng)保溫方式。

電伴熱是指用電能補充被伴熱物體在工藝過程中的熱損失，使其溫度維持在一定的范圍內(nèi)的伴熱技術。

2 第二凈化廠伴熱現(xiàn)狀

第二凈化廠始建于2001年，主體裝置2002年建成投產(chǎn)，目前已運行10余年。原工藝設計中生產(chǎn)及儀表系統(tǒng)均采用蒸汽伴熱。隨著運行時間增長，蒸汽伴熱系統(tǒng)暴露出的問題越發(fā)突出，主要體現(xiàn)在管徑較小、流程走向復雜的管線伴熱，即DN25、DN20伴熱管。主要表現(xiàn)為：

（1）管線減薄嚴重，漏點多，維修更換頻繁。由于伴熱管線運行時間較長，內(nèi)、外部均出現(xiàn)不同程度的腐蝕，導致管壁減薄、刺漏，維修工作量較大，需要整體更換的管線也越來越多，加大了操作成本。

（2）疏水閥損壞、更換頻次高。由于蒸汽伴熱管線內(nèi)部有腐蝕產(chǎn)生的雜質，導致疏水閥工作不正?；驌p壞，每個疏水閥組平均需每年更換疏水閥一次。

（3）管線流通能力下降，管線堵塞現(xiàn)象頻發(fā)，影響正常生產(chǎn)。

大管徑（DN50以上）伴熱管線，即蒸汽總管、回水總管運行基本正常。

3 電伴熱改造及評價

3.1 電伴熱改造實例

針對第二凈化廠蒸汽伴熱系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀及存在的問題，按區(qū)域對使用時間較長的伴熱管線進行了逐年更換，同時對凈化裝置小管徑、流程走向復雜的伴熱管線進行了改造，采用電伴熱替代了原有的蒸汽伴熱系統(tǒng)，取得了較好的效果。具體改造實例舉例如下。

將脫硫塔、脫水塔、再生塔的液位和差壓儀表引壓管線，以及補充蒸汽和閃蒸塔的儀表箱原有的蒸汽伴熱管線更換為電伴熱。拆除伴熱及回水管線約200 m，重新安裝鋪設兩路電伴熱帶共計約200 m。由配電室引出配電線路，接入新裝伴熱專用配電箱，再由配電箱分配線路給各點伴熱。

如圖1所示，電伴熱系統(tǒng)由兩條伴熱回路構成，員工根據(jù)環(huán)境溫度選擇使用一或兩條電伴熱帶，利用手動控制伴熱回路中接觸器的斷開與閉合。設置兩條伴熱回路還可以在其中一條出現(xiàn)故障時正常使用另外一條。

3.2 改造效果評價

3.2.1 改造投入對比 按3.1所舉改造實例的改造工作量，電伴熱改造前期投入約5.20萬元，所需材料如表1所示；而相同伴熱范圍蒸汽伴熱前期需投入成本僅約0.80萬元，所需材料（見表2）。

表1 電伴熱改造所需材料統(tǒng)計表

表2 原蒸汽伴熱所需材料統(tǒng)計表

施工費用：蒸汽伴熱施工時間4天、需人工3人，費用約0.12萬元；電伴熱施工時間3天、需人工2人，費用約0.60萬元。

從以上數(shù)據(jù)得出：同樣的伴熱范圍，電伴熱前期投入成本是蒸汽伴熱的6.0倍左右。

3.2.2 后期維護費用 電伴熱：為保證電伴熱的安全性，每年只需對其進行絕緣檢測，其每年維護成本幾乎為0。

蒸汽伴熱：經(jīng)初步計算，同樣的伴熱范圍，蒸汽伴熱每年維護成本在0.50萬元左右。主要為冬季生產(chǎn)運行中，蒸汽伴熱系統(tǒng)的“滴、漏”和流通不暢現(xiàn)象，需要對疏水閥、故障管線進行更換或疏通，導致蒸汽浪費和成本上升，并且后期維護中需要拆卸蒸汽管線和焊接新管線，增加安全風險。

3.2.3 電伴熱改造經(jīng)濟效益計算 裝置區(qū)伴熱改造前后每月使用的伴熱蒸汽用量分別為為448 t、412 t，月節(jié)約蒸汽36t，費用為0.36萬元；電伴熱消耗電量為3024度，費用為：0.11萬元。

第二凈化廠通過部分伴熱系統(tǒng)改造后，節(jié)約的操作成本為：0.25萬元/月。

每年需采用6個月的蒸汽伴熱計算，每年可節(jié)約操作成本：1.50萬元。

如果逐步完成全部蒸汽伴熱系統(tǒng)的改造，伴熱系統(tǒng)可大大降低運行成本。

3.2.4 小結 綜合電伴熱與蒸汽伴熱在前期安裝投資、運行成本及維護成本分析，電伴熱在前期建設投資費用較大，但是其運行成本及維護成本都明顯低于蒸汽伴熱。電伴熱系統(tǒng)維護方便、穩(wěn)定性好，可有效減少員工維護工作量和勞動強度。

4 結論及建議

（1）電伴熱雖然一次性投資較高，但操作、維護費用卻有較大降低，經(jīng)濟效益顯著。

（2）電伴熱已達到了預期效果，即在運行過程中，只補償了物料在輸送過程中的熱損失，比蒸汽伴熱節(jié)能效果顯著，有效地節(jié)約了能量。

（3）對于流程走向復雜，管徑較小的伴熱，電伴熱以其安裝方便、施工簡易優(yōu)勢當為首選。

因此，自控電伴熱技術無論從技術性能、經(jīng)濟效益，還是節(jié)能、環(huán)保方面，都明顯優(yōu)于蒸汽伴熱?？梢钥紤]逐步將第二凈化廠蒸汽伴熱系統(tǒng)改造為電伴熱系統(tǒng)。

[1] 朱彤.電伴熱技術及其應用[J] .節(jié)能與環(huán)保，2003，18（11）：98-101.

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[3] 李連星，劉強.電伴熱技術簡介[J] .中國化工裝備，2000，（3）：15-19.

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1673-5285（2012）04-0097-03

2012－01-14

張劍波（1972-），工程師，大學本科，1997年畢業(yè)于大慶石油學院，目前任長慶油田第一采氣廠第二凈化廠總工程師，從事天然氣凈化工藝技術管理工作。