凈化裝置伴熱改造效果評價

蔡之興，馬小平，田勝利，王　勇，白一海

（中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西靖邊　718500）

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凈化裝置伴熱改造效果評價

蔡之興，馬小平，田勝利，王勇，白一海

（中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西靖邊718500）

摘要：電伴熱系統(tǒng)相比蒸汽伴熱系統(tǒng)運行平穩(wěn)，操作經(jīng)濟，后期維護簡便等優(yōu)點。本文通過對第二凈化廠在長年運行過程中蒸汽伴熱系統(tǒng)容易出現(xiàn)的問題，電伴熱系統(tǒng)改造前后經(jīng)濟效益上的對比，總結(jié)出電伴熱系統(tǒng)改造達到了節(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內(nèi)外石化裝置普遍采用的一種通過蒸汽伴熱管道散熱來補充被保溫管道的熱損失的一種傳統(tǒng)的保溫方式[1]。針對冬季氣溫低，室外儀表導壓管及部分管線容易發(fā)生凍堵，第二凈化廠主要采用蒸汽外伴熱對易凍堵部位進行保溫。蒸汽伴熱具有高熱輸出、高可靠性及安全性強等特點。但是在長年的生產(chǎn)運行中，蒸汽伴熱的缺點也逐步顯現(xiàn)。在今年的技改中，第二凈化廠將部分蒸汽伴熱管線更換為電伴熱。

1　蒸汽伴熱與電伴熱優(yōu)缺點對比

1．1蒸汽伴熱的特點

蒸汽伴熱具有升溫速度快，操作方便，加熱范圍較大，基本不受管線長度影響，運行成本較低的特點。伴熱管放出的熱量，一部分補充主管內(nèi)介質(zhì)的熱損失，另一部分通過管外保溫層散失到四周環(huán)境。采用硬質(zhì)保溫預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熱率，即使在保溫損壞的情況下對伴熱系統(tǒng)溫度影響也不會很大。第二凈化廠伴熱用蒸汽直接從生產(chǎn)蒸汽管線引入。缺點是管路安裝不便，特別是復雜管線場合；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際能量的20倍。第二凈化廠凈化裝置區(qū)伴熱管線已運行10年，伴熱管線出現(xiàn)嚴重腐蝕老化現(xiàn)象，目前現(xiàn)場伴熱管線已多處刺漏、打卡，對裝置的平穩(wěn)運行造成一定的影響，存在安全隱患。凈化裝置區(qū)部分儀表伴熱刺漏頻繁，導致儀表示值波動大，不能準確測量。

1．2電伴熱的特點

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范圍內(nèi)的伴熱技術(shù)。電伴熱帶的內(nèi)芯兩側(cè)為銅導線。正常工作時，線間加有220 V電壓，兩線之間產(chǎn)生熱量的部分由半導電塑料制成，其導電率隨環(huán)境溫度的變化而變化。當環(huán)境溫度升高時，其阻值上升，產(chǎn)生的熱量降低，當環(huán)境溫度升高到一定值時，半導電塑料內(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，還可以利用熱動開關(guān)或控制系統(tǒng)達到更精確的溫度控制，防止管道過熱。由于可對溫度進行控制，電伴熱相比蒸汽伴熱節(jié)能。在使用方面，電伴熱不會出現(xiàn)像蒸汽伴熱一樣的刺漏問題，運行平穩(wěn)。在后期的維護中，也只需每年例行進行搖表測絕緣即可。

2　電伴熱改造過程

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

2．1原伴熱蒸汽管線改造部位示意圖

將再生塔和脫硫塔液位和差壓儀表管線伴熱全部拆除，對割除點進行封堵，具體拆除位置（見圖1）。

將脫水塔液位和差壓儀表管線伴熱全部拆除，對割除點進行封堵，具體拆除位置（見圖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，通過保護套管鋪設至LI-1104儀表箱處，引出電伴熱帶包纏LI-1104和PDI-1103導壓管（見圖3）。

圖1　脫硫塔、再生塔原蒸汽伴熱管線拆卸示意圖

圖2　脫水塔原伴熱蒸汽管線拆卸示意圖

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，通過保護套管鋪設至LT-1108儀表箱處，引出電伴熱帶包纏LT-1108和PDI-1107導壓管（見圖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，通過保護套管鋪設至LI-1202儀表箱處，引出電伴熱帶包纏LI-1202和PDI-1201導壓管（見圖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，通過保護套管鋪設至LT-1106儀表箱處，引出電伴熱帶包纏LT-1106和PT-1103儀表導壓管（見圖6）。

圖6　閃蒸塔儀表伴熱更換

2．3電伴熱的安裝

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

在制作電伴熱導壓管伴熱時，用玻璃壓敏膠帶纏繞電伴熱導壓管兩層。用石棉繩纏繞電伴熱導壓管，外層用玻璃絲布包裹后粉刷銀粉。閥門、法蘭等特殊部位，應考慮低溫凍堵，可用鍍鋅鐵皮制作保溫盒等措施。多次對新增電伴熱進行測試并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，測試合格后對安裝好的電伴熱用鋁箔膠帶和導壓管緊貼粘牢，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　改造前后對比

3．1前期投入

本次電伴熱改造前期投入的成本（見表1）。

表1　電伴熱改造所需材料統(tǒng)計表

相同伴熱范圍蒸汽伴熱前期需投入成本（見表2）。

表2　原蒸汽伴熱所需材料統(tǒng)計表

3．2伴熱能耗計算

通過對水電氣三方面的消耗情況的統(tǒng)計，估算2011年11月生產(chǎn)每噸蒸汽所需成本；估算2號凈化裝置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號凈化裝置在冬季伴熱運行過程中節(jié)約的操作成本。

電伴熱改造后帶來的節(jié)能效益應為：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。

電伴熱線每米耗電量為55 W/h，此次改造所用電伴熱線140 m。

3．3后期維護

蒸汽伴熱：在冬季生產(chǎn)運行中，蒸汽伴熱常帶來“跑、冒、滴、漏”等問題，為生產(chǎn)帶來不便。由于蒸汽容易與管材發(fā)生反應，導致管材生銹穿孔，導致蒸汽的浪費，并且后期維護中需要動火重新拆卸蒸汽管線和焊接新管線，增添了工作風險，消耗了人力財力。

電伴熱：電伴熱后期出現(xiàn)故障的可能性較小，一般每年對其進行絕緣檢測，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，需要逐一進行檢測，查找故障點，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

通過本廠對部分儀表導壓管進行電伴熱改造后，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，提高了工廠效益，達到了節(jié)能降耗目的。

（2）對儀表導壓管采取電伴熱，降低了伴熱故障發(fā)生率，保護了儀表在低溫環(huán)境下正常運行。

（3）建議電伴熱使用長度不宜過長，便于故障時進行維護。

（4）冬季需要員工用手對伴熱帶逐一檢查，工作量比較大且不能保證每個點都檢查到位，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)測到伴熱溫度和運行情況。

參考文獻：

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

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

*收稿日期：2015－11-30

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.02.027

中圖分類號：TE832.34

文獻標識碼：B

文章編號：1673-5285（2016）02-0111-04