净化厂电伴热改造应用效果评价

张剑波，宋丽丽，曾 萍，唐 丹，袁晓华，胡 桥

（中国石油长庆油田分公司第一采气厂，宁夏银川，750006）

净化厂电伴热改造应用效果评价

张剑波，宋丽丽，曾 萍，唐 丹，袁晓华，胡 桥

（中国石油长庆油田分公司第一采气厂，宁夏银川，750006）

化工装置管线伴热是冬季为防止管线冻堵所采取的有效措施，普遍采用的伴热形式有蒸汽伴热和电伴热。蒸汽伴热是一种传统的、主要的伴热保温方式，其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，具有投资小、供热量大等优点，但能耗大、管线易腐蚀刺漏、维护成本较高；电伴热是近年来广泛推广的技术，建设投资高，但操作、维护费用较低，发展至今已日益成熟。文章介绍了蒸汽伴热和电伴热的特点，并对靖边气田第二净化厂将小管径工艺伴热改为电伴热进行了技术和经济分析。

靖边气田；天然气净化；电伴热；蒸汽伴热；改造

靖边气田第二净化厂位于毛乌素沙漠南缘，区域属温带大陆性气候，冬季严寒而漫长，最低气温可达-20℃左右。第二净化厂始建于2001年，主体装置为两套年处理气能力为375×104m3的天然气净化装置，为保证冬季低温条件下净化装置的正常运行，防止管线冻堵，在设计上对净化装置溶液系统、酸气系统、闪蒸气燃料气系统、仪表引压管线等易冻堵部分采用了蒸汽伴热的保温措施。随着装置运行时间的加长，蒸汽伴热系统逐渐暴露出能耗大、易腐蚀穿孔、维修维护困难等诸多问题。因此在近几年净化厂的设计上伴热系统多采用电伴热的形式，虽然建设初期投资较高，但日常操作及维护费用较低。电伴热技术最初主要应用于仪表伴热，防止因蒸汽泄漏损坏仪表，随着电伴热技术的日益成熟，其适用性越来越强，也越来越多的得到了应用。

1 两种伴热形式优缺点

蒸汽伴热是指以蒸汽为伴热介质，利用伴热管线紧靠被伴热物体，通过热传递，将蒸汽热量传递给被伴热体，以补充热损失、维持其正常状态以达到保温和伴热目的一种传统保温方式。

电伴热是指用电能补充被伴热物体在工艺过程中的热损失，使其温度维持在一定的范围内的伴热技术。

2 第二净化厂伴热现状

第二净化厂始建于2001年，主体装置2002年建成投产，目前已运行10余年。原工艺设计中生产及仪表系统均采用蒸汽伴热。随着运行时间增长，蒸汽伴热系统暴露出的问题越发突出，主要体现在管径较小、流程走向复杂的管线伴热，即DN25、DN20伴热管。主要表现为：

（1）管线减薄严重，漏点多，维修更换频繁。由于伴热管线运行时间较长，内、外部均出现不同程度的腐蚀，导致管壁减薄、刺漏，维修工作量较大，需要整体更换的管线也越来越多，加大了操作成本。

（2）疏水阀损坏、更换频次高。由于蒸汽伴热管线内部有腐蚀产生的杂质，导致疏水阀工作不正常或损坏，每个疏水阀组平均需每年更换疏水阀一次。

（3）管线流通能力下降，管线堵塞现象频发，影响正常生产。

大管径（DN50以上）伴热管线，即蒸汽总管、回水总管运行基本正常。

3 电伴热改造及评价

3.1 电伴热改造实例

针对第二净化厂蒸汽伴热系统的运行现状及存在的问题，按区域对使用时间较长的伴热管线进行了逐年更换，同时对净化装置小管径、流程走向复杂的伴热管线进行了改造，采用电伴热替代了原有的蒸汽伴热系统，取得了较好的效果。具体改造实例举例如下。

将脱硫塔、脱水塔、再生塔的液位和差压仪表引压管线，以及补充蒸汽和闪蒸塔的仪表箱原有的蒸汽伴热管线更换为电伴热。拆除伴热及回水管线约200 m，重新安装铺设两路电伴热带共计约200 m。由配电室引出配电线路，接入新装伴热专用配电箱，再由配电箱分配线路给各点伴热。

如图1所示，电伴热系统由两条伴热回路构成，员工根据环境温度选择使用一或两条电伴热带，利用手动控制伴热回路中接触器的断开与闭合。设置两条伴热回路还可以在其中一条出现故障时正常使用另外一条。

3.2 改造效果评价

3.2.1 改造投入对比 按3.1所举改造实例的改造工作量，电伴热改造前期投入约5.20万元，所需材料如表1所示；而相同伴热范围蒸汽伴热前期需投入成本仅约0.80万元，所需材料（见表2）。

表1 电伴热改造所需材料统计表

表2 原蒸汽伴热所需材料统计表

施工费用：蒸汽伴热施工时间4天、需人工3人，费用约0.12万元；电伴热施工时间3天、需人工2人，费用约0.60万元。

从以上数据得出：同样的伴热范围，电伴热前期投入成本是蒸汽伴热的6.0倍左右。

3.2.2 后期维护费用 电伴热：为保证电伴热的安全性，每年只需对其进行绝缘检测，其每年维护成本几乎为0。

蒸汽伴热：经初步计算，同样的伴热范围，蒸汽伴热每年维护成本在0.50万元左右。主要为冬季生产运行中，蒸汽伴热系统的“滴、漏”和流通不畅现象，需要对疏水阀、故障管线进行更换或疏通，导致蒸汽浪费和成本上升，并且后期维护中需要拆卸蒸汽管线和焊接新管线，增加安全风险。

3.2.3 电伴热改造经济效益计算 装置区伴热改造前后每月使用的伴热蒸汽用量分别为为448 t、412 t，月节约蒸汽36t，费用为0.36万元；电伴热消耗电量为3024度，费用为：0.11万元。

第二净化厂通过部分伴热系统改造后，节约的操作成本为：0.25万元/月。

每年需采用6个月的蒸汽伴热计算，每年可节约操作成本：1.50万元。

如果逐步完成全部蒸汽伴热系统的改造，伴热系统可大大降低运行成本。

3.2.4 小结 综合电伴热与蒸汽伴热在前期安装投资、运行成本及维护成本分析，电伴热在前期建设投资费用较大，但是其运行成本及维护成本都明显低于蒸汽伴热。电伴热系统维护方便、稳定性好，可有效减少员工维护工作量和劳动强度。

4 结论及建议

（1）电伴热虽然一次性投资较高，但操作、维护费用却有较大降低，经济效益显著。

（2）电伴热已达到了预期效果，即在运行过程中，只补偿了物料在输送过程中的热损失，比蒸汽伴热节能效果显著，有效地节约了能量。

（3）对于流程走向复杂，管径较小的伴热，电伴热以其安装方便、施工简易优势当为首选。

因此，自控电伴热技术无论从技术性能、经济效益，还是节能、环保方面，都明显优于蒸汽伴热。可以考虑逐步将第二净化厂蒸汽伴热系统改造为电伴热系统。

[1] 朱彤.电伴热技术及其应用[J] .节能与环保，2003，18（11）：98-101.

[2] 蔡桥，柏群耀.电伴热方案与蒸汽伴热方案的技术经济分析[J] .节能，2000，10（11）：45-49.

[3] 李连星，刘强.电伴热技术简介[J] .中国化工装备，2000，（3）：15-19.

TE965

A

1673-5285（2012）04-0097-03

2012－01-14

张剑波（1972-），工程师，大学本科，1997年毕业于大庆石油学院，目前任长庆油田第一采气厂第二净化厂总工程师，从事天然气净化工艺技术管理工作。