凈化廠電伴熱改造應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

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(yīng)用效果評(píng)價(jià)

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(bǔ)充被保溫管道的熱損失，具有投資小、供熱量大等優(yōu)點(diǎn)，但能耗大、管線易腐蝕刺漏、維護(hù)成本較高；電伴熱是近年來廣泛推廣的技術(shù)，建設(shè)投資高，但操作、維護(hù)費(fèi)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(diǎn)，并對(duì)靖邊氣田第二凈化廠將小管徑工藝伴熱改為電伴熱進(jìn)行了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)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?qū)贉貛Т箨懶詺夂颍緡?yán)寒而漫長，最低氣溫可達(dá)-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(yùn)行，防止管線凍堵，在設(shè)計(jì)上對(duì)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(yùn)行時(shí)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(hù)困難等諸多問題。因此在近幾年凈化廠的設(shè)計(jì)上伴熱系統(tǒng)多采用電伴熱的形式，雖然建設(shè)初期投資較高，但日常操作及維護(hù)費(fèi)用較低。電伴熱技術(shù)最初主要應(yīng)用于儀表伴熱，防止因蒸汽泄漏損壞儀表，隨著電伴熱技術(shù)的日益成熟，其適用性越來越強(qiáng)，也越來越多的得到了應(yīng)用。

1 兩種伴熱形式優(yōu)缺點(diǎn)

蒸汽伴熱是指以蒸汽為伴熱介質(zhì)，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(bǔ)充熱損失、維持其正常狀態(tài)以達(dá)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(bǔ)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(shù)。

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(yùn)行10余年。原工藝設(shè)計(jì)中生產(chǎn)及儀表系統(tǒng)均采用蒸汽伴熱。隨著運(yùn)行時(shí)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(fù)雜的管線伴熱，即DN25、DN20伴熱管。主要表現(xiàn)為：

（1）管線減薄嚴(yán)重，漏點(diǎn)多，維修更換頻繁。由于伴熱管線運(yùn)行時(shí)間較長，內(nèi)、外部均出現(xiàn)不同程度的腐蝕，導(dǎo)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(zhì)，導(dǎo)致疏水閥工作不正常或損壞，每個(gè)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(yùn)行基本正常。

3 電伴熱改造及評(píng)價(jià)

3.1 電伴熱改造實(shí)例

針對(duì)第二凈化廠蒸汽伴熱系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀及存在的問題，按區(qū)域?qū)κ褂脮r(shí)間較長的伴熱管線進(jìn)行了逐年更換，同時(shí)對(duì)凈化裝置小管徑、流程走向復(fù)雜的伴熱管線進(jìn)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(shí)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(bǔ)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(shè)兩路電伴熱帶共計(jì)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(diǎn)伴熱。

如圖1所示，電伴熱系統(tǒng)由兩條伴熱回路構(gòu)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(dòng)控制伴熱回路中接觸器的斷開與閉合。設(shè)置兩條伴熱回路還可以在其中一條出現(xiàn)故障時(shí)正常使用另外一條。

3.2 改造效果評(píng)價(jià)

3.2.1 改造投入對(duì)比 按3.1所舉改造實(shí)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(jì)表

表2 原蒸汽伴熱所需材料統(tǒng)計(jì)表

施工費(fèi)用：蒸汽伴熱施工時(shí)間4天、需人工3人，費(fèi)用約0.12萬元；電伴熱施工時(shí)間3天、需人工2人，費(fèi)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(hù)費(fèi)用 電伴熱：為保證電伴熱的安全性，每年只需對(duì)其進(jìn)行絕緣檢測，其每年維護(hù)成本幾乎為0。

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

3.2.3 電伴熱改造經(jīng)濟(jì)效益計(jì)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(fèi)用為0.36萬元；電伴熱消耗電量為3024度，費(fèi)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(gè)月的蒸汽伴熱計(jì)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(yùn)行成本。

3.2.4 小結(jié) 綜合電伴熱與蒸汽伴熱在前期安裝投資、運(yùn)行成本及維護(hù)成本分析，電伴熱在前期建設(shè)投資費(fèi)用較大，但是其運(yùn)行成本及維護(hù)成本都明顯低于蒸汽伴熱。電伴熱系統(tǒng)維護(hù)方便、穩(wěn)定性好，可有效減少員工維護(hù)工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 結(jié)論及建議

（1）電伴熱雖然一次性投資較高，但操作、維護(hù)費(fèi)用卻有較大降低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

（2）電伴熱已達(dá)到了預(yù)期效果，即在運(yùn)行過程中，只補(bǔ)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(duì)于流程走向復(fù)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(dāng)為首選。

因此，自控電伴熱技術(shù)無論從技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)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(shù)及其應(yīng)用[J] .節(jié)能與環(huán)保，2003，18（11）：98-101.

[2] 蔡橋，柏群耀.電伴熱方案與蒸汽伴熱方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J] .節(jié)能，2000，10（11）：45-49.

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

TE965

A

1673-5285（2012）04-0097-03

2012－01-14

張劍波（1972-），工程師，大學(xué)本科，1997年畢業(yè)于大慶石油學(xué)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(shù)管理工作。