蔡之興，馬小平，田勝利，王　勇，白一海

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第一采氣廠(chǎng)，陜西靖邊　718500）

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凈化裝置伴熱改造效果評(píng)價(jià)

蔡之興，馬小平，田勝利，王勇，白一海

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第一采氣廠(chǎng)，陜西靖邊718500）

摘要：電伴熱系統(tǒng)相比蒸汽伴熱系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，操作經(jīng)濟(jì)，后期維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。本文通過(guò)對(duì)第二凈化廠(chǎng)在長(zhǎng)年運(yùn)行過(guò)程中蒸汽伴熱系統(tǒng)容易出現(xiàn)的問(wèn)題，電伴熱系統(tǒng)改造前后經(jīng)濟(jì)效益上的對(duì)比，總結(jié)出電伴熱系統(tǒng)改造達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

關(guān)鍵詞：電伴熱；蒸汽伴熱；改造；效益

蒸汽外伴熱是目前國(guó)內(nèi)外石化裝置普遍采用的一種通過(guò)蒸汽伴熱管道散熱來(lái)補(bǔ)充被保溫管道的熱損失的一種傳統(tǒng)的保溫方式[1]。針對(duì)冬季氣溫低，室外儀表導(dǎo)壓管及部分管線(xiàn)容易發(fā)生凍堵，第二凈化廠(chǎng)主要采用蒸汽外伴熱對(duì)易凍堵部位進(jìn)行保溫。蒸汽伴熱具有高熱輸出、高可靠性及安全性強(qiáng)等特點(diǎn)。但是在長(zhǎng)年的生產(chǎn)運(yùn)行中，蒸汽伴熱的缺點(diǎn)也逐步顯現(xiàn)。在今年的技改中，第二凈化廠(chǎng)將部分蒸汽伴熱管線(xiàn)更換為電伴熱。

1　蒸汽伴熱與電伴熱優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

1．1蒸汽伴熱的特點(diǎn)

蒸汽伴熱具有升溫速度快，操作方便，加熱范圍較大，基本不受管線(xiàn)長(zhǎng)度影響，運(yùn)行成本較低的特點(diǎn)。伴熱管放出的熱量，一部分補(bǔ)充主管內(nèi)介質(zhì)的熱損失，另一部分通過(guò)管外保溫層散失到四周環(huán)境。采用硬質(zhì)保溫預(yù)制外殼使主管與伴熱管間有一空間，這樣使伴熱小管放出的熱量可補(bǔ)償主管的熱損失。蒸汽伴熱系統(tǒng)為管道提供熱量。金屬伴管和金屬管道之間有非常高的導(dǎo)熱率，即使在保溫?fù)p壞的情況下對(duì)伴熱系統(tǒng)溫度影響也不會(huì)很大。第二凈化廠(chǎng)伴熱用蒸汽直接從生產(chǎn)蒸汽管線(xiàn)引入。缺點(diǎn)是管路安裝不便，特別是復(fù)雜管線(xiàn)場(chǎng)合；溫度控制較難，只能粗放控制。蒸汽伴熱系統(tǒng)總能量消耗通常是保持伴管在所需溫度實(shí)際能量的20倍。第二凈化廠(chǎng)凈化裝置區(qū)伴熱管線(xiàn)已運(yùn)行10年，伴熱管線(xiàn)出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕老化現(xiàn)象，目前現(xiàn)場(chǎng)伴熱管線(xiàn)已多處刺漏、打卡，對(duì)裝置的平穩(wěn)運(yùn)行造成一定的影響，存在安全隱患。凈化裝置區(qū)部分儀表伴熱刺漏頻繁，導(dǎo)致儀表示值波動(dòng)大，不能準(zhǔn)確測(cè)量。

1．2電伴熱的特點(diǎn)

電伴熱是指用電能補(bǔ)充被伴熱物體在工藝過(guò)程中的熱損失，使其溫度維持在一定范圍內(nèi)的伴熱技術(shù)。電伴熱帶的內(nèi)芯兩側(cè)為銅導(dǎo)線(xiàn)。正常工作時(shí)，線(xiàn)間加有220 V電壓，兩線(xiàn)之間產(chǎn)生熱量的部分由半導(dǎo)電塑料制成，其導(dǎo)電率隨環(huán)境溫度的變化而變化。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，其阻值上升，產(chǎn)生的熱量降低，當(dāng)環(huán)境溫度升高到一定值時(shí)，半導(dǎo)電塑料內(nèi)電流降到最小值，伴熱帶產(chǎn)生的熱量接近于零。

電伴熱系統(tǒng)通常也能比蒸汽伴熱提供較好的溫度控制，如需要，還可以利用熱動(dòng)開(kāi)關(guān)或控制系統(tǒng)達(dá)到更精確的溫度控制，防止管道過(guò)熱。由于可對(duì)溫度進(jìn)行控制，電伴熱相比蒸汽伴熱節(jié)能。在使用方面，電伴熱不會(huì)出現(xiàn)像蒸汽伴熱一樣的刺漏問(wèn)題，運(yùn)行平穩(wěn)。在后期的維護(hù)中，也只需每年例行進(jìn)行搖表測(cè)絕緣即可。

2　電伴熱改造過(guò)程

在2011年的檢修技改工作中，第二凈化廠(chǎng)針對(duì)2號(hào)凈化裝置進(jìn)行了伴熱改造[2]，將脫硫塔、脫水塔、再生塔的液位和差壓儀表管線(xiàn)，以及補(bǔ)充蒸汽和閃蒸塔的儀表箱原有的蒸汽伴熱管線(xiàn)及相關(guān)閥門(mén)進(jìn)行拆卸，重新安裝鋪設(shè)電伴熱帶。

2．1原伴熱蒸汽管線(xiàn)改造部位示意圖

將再生塔和脫硫塔液位和差壓儀表管線(xiàn)伴熱全部拆除，對(duì)割除點(diǎn)進(jìn)行封堵，具體拆除位置（見(jiàn)圖1）。

將脫水塔液位和差壓儀表管線(xiàn)伴熱全部拆除，對(duì)割除點(diǎn)進(jìn)行封堵，具體拆除位置（見(jiàn)圖2）。

2．2電伴熱改造示意圖

儀表電伴熱改造：從新增的電源配電箱處引出一路電伴熱電源線(xiàn)，通過(guò)保護(hù)套管鋪設(shè)至LI-1104儀表箱處，引出電伴熱帶包纏LI-1104和PDI-1103導(dǎo)壓管（見(jiàn)圖3）。

圖1　脫硫塔、再生塔原蒸汽伴熱管線(xiàn)拆卸示意圖

圖2　脫水塔原伴熱蒸汽管線(xiàn)拆卸示意圖

圖3　脫硫塔儀表電伴熱改造示意圖　

圖4　再生塔儀表電伴熱改造示意圖

從新增的電源配電箱處引出一路電伴熱電源線(xiàn)，通過(guò)保護(hù)套管鋪設(shè)至LT-1108儀表箱處，引出電伴熱帶包纏LT-1108和PDI-1107導(dǎo)壓管（見(jiàn)圖4）。

儀表電伴熱改造：從新增的電源配電箱處引出一路電伴熱電源線(xiàn)，通過(guò)保護(hù)套管鋪設(shè)至LI-1202儀表箱處，引出電伴熱帶包纏LI-1202和PDI-1201導(dǎo)壓管（見(jiàn)圖5）。

圖5　脫水塔儀表電伴熱改造示意圖

儀表電伴熱改造：從新增的電源配電箱處引出一路電伴熱電源線(xiàn)，通過(guò)保護(hù)套管鋪設(shè)至LT-1106儀表箱處，引出電伴熱帶包纏LT-1106和PT-1103儀表導(dǎo)壓管（見(jiàn)圖6）。

圖6　閃蒸塔儀表伴熱更換

2．3電伴熱的安裝

為減少后期運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障，在電伴熱前期的安裝過(guò)程中要嚴(yán)格按照電伴熱安裝相關(guān)要求進(jìn)行。要安裝漏電保護(hù)裝置，防止漏電。電伴熱帶敷設(shè)采用雙面平行鋪設(shè)在導(dǎo)壓管的兩側(cè)（即時(shí)針的3、9點(diǎn)的位置），并用喉卡貼緊導(dǎo)壓管安裝，電伴熱各部件必須安裝牢固，必要時(shí)做固定的支架。用鋁箔膠帶固定，嚴(yán)禁用細(xì)絲捆扎，膠帶間距小于30 mm。遇法蘭，閥門(mén)等尖銳突起部分，要注意保護(hù)。另外安裝時(shí)注意接線(xiàn)盒基部電纜入口處的密封，以避免雨水進(jìn)入。在電伴熱帶的末端必須裝有密封端子，使電纜芯線(xiàn)免受潮氣侵蝕，并與帶電導(dǎo)體隔絕，安裝時(shí)，應(yīng)避免密封端子和分線(xiàn)盒浸入液體中。

在制作電伴熱導(dǎo)壓管伴熱時(shí)，用玻璃壓敏膠帶纏繞電伴熱導(dǎo)壓管兩層。用石棉繩纏繞電伴熱導(dǎo)壓管，外層用玻璃絲布包裹后粉刷銀粉。閥門(mén)、法蘭等特殊部位，應(yīng)考慮低溫凍堵，可用鍍鋅鐵皮制作保溫盒等措施。多次對(duì)新增電伴熱進(jìn)行測(cè)試并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，測(cè)試合格后對(duì)安裝好的電伴熱用鋁箔膠帶和導(dǎo)壓管緊貼粘牢，降低熱輻射散熱。電伴熱帶外部保溫采用底層用石棉繩纏繞保溫，外層用玻璃絲布包裹后粉刷銀粉。為加強(qiáng)保溫效果，可在外層繼續(xù)包裹保溫棉和鍍鋅鐵皮。

3　改造前后對(duì)比

3．1前期投入

本次電伴熱改造前期投入的成本（見(jiàn)表1）。

表1　電伴熱改造所需材料統(tǒng)計(jì)表

相同伴熱范圍蒸汽伴熱前期需投入成本（見(jiàn)表2）。

表2　原蒸汽伴熱所需材料統(tǒng)計(jì)表

3．2伴熱能耗計(jì)算

通過(guò)對(duì)水電氣三方面的消耗情況的統(tǒng)計(jì)，估算2011年11月生產(chǎn)每噸蒸汽所需成本；估算2號(hào)凈化裝置2011年11月相比2010年11月節(jié)省的伴熱蒸汽使用量；計(jì)算電伴熱2011年11月消耗的電量；由以上三方面可以得出電伴熱改造后，2號(hào)凈化裝置在冬季伴熱運(yùn)行過(guò)程中節(jié)約的操作成本。

電伴熱改造后帶來(lái)的節(jié)能效益應(yīng)為：裝置區(qū)伴熱改造前使用的伴熱蒸汽用量－裝置區(qū)伴熱改造后使用的伴熱蒸汽用量－裝置區(qū)使用電伴熱產(chǎn)生的用電量。

電伴熱線(xiàn)每米耗電量為55 W/h，此次改造所用電伴熱線(xiàn)140 m。

3．3后期維護(hù)

蒸汽伴熱：在冬季生產(chǎn)運(yùn)行中，蒸汽伴熱常帶來(lái)“跑、冒、滴、漏”等問(wèn)題，為生產(chǎn)帶來(lái)不便。由于蒸汽容易與管材發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致管材生銹穿孔，導(dǎo)致蒸汽的浪費(fèi)，并且后期維護(hù)中需要?jiǎng)踊鹬匦虏鹦墩羝芫€(xiàn)和焊接新管線(xiàn)，增添了工作風(fēng)險(xiǎn)，消耗了人力財(cái)力。

電伴熱：電伴熱后期出現(xiàn)故障的可能性較小，一般每年對(duì)其進(jìn)行絕緣檢測(cè)，保證電伴熱的安全性；另外防止電伴熱帶受潮引起短路；一旦電伴熱出現(xiàn)故障，需要逐一進(jìn)行檢測(cè)，查找故障點(diǎn)，所以為減少后期故障發(fā)生率，就要做好電伴熱安裝前期工作。

4　總結(jié)及建議

通過(guò)本廠(chǎng)對(duì)部分儀表導(dǎo)壓管進(jìn)行電伴熱改造后，可得出：

（1）電伴熱系統(tǒng)改造在前期投入上比蒸汽伴熱高，但是在后期的使用過(guò)程中，電伴熱其電量消耗成本低于蒸汽伴熱成本，提高了工廠(chǎng)效益，達(dá)到了節(jié)能降耗目的。

（2）對(duì)儀表導(dǎo)壓管采取電伴熱，降低了伴熱故障發(fā)生率，保護(hù)了儀表在低溫環(huán)境下正常運(yùn)行。

（3）建議電伴熱使用長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，便于故障時(shí)進(jìn)行維護(hù)。

（4）冬季需要員工用手對(duì)伴熱帶逐一檢查，工作量比較大且不能保證每個(gè)點(diǎn)都檢查到位，在后期電伴熱改造中，可以加入自控監(jiān)控，方便員工在中控就可以監(jiān)測(cè)到伴熱溫度和運(yùn)行情況。

參考文獻(xiàn)：

［1］佟德斌.原油輸送中電伴熱技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題研究［J］.中國(guó)科技信息，2006，（19）：55.

［2］王亞廣，王雙喜，石磊.油氣管道電伴熱纏繞安裝應(yīng)用［J］.中國(guó)船檢，2014，（9）：101-102.

*收稿日期：2015－11-30

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.02.027

中圖分類(lèi)號(hào)：TE832.34

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1673-5285（2016）02-0111-04