電伴熱在氣化爐絮凝劑制備站的應(yīng)用

鶴壁煤化化工分公司是年產(chǎn)60萬噸甲醇的化工企業(yè)，氣化爐在生產(chǎn)甲醇的過程中起著至關(guān)重要的作用，而絮凝劑制備站是氣化爐廢水處理的主要環(huán)節(jié)，所以絮凝劑制備站的可靠運行尤為顯的重要。

絮凝劑制備站管線溫度的維持是工藝生產(chǎn)過程中比較重要的一個問題，當(dāng)冬季來臨環(huán)境溫度下降，管線中的介質(zhì)流速降低影響工藝運行指標(biāo)，當(dāng)氣化爐冬季停機(jī)檢修時，介質(zhì)有可能凝固，還會發(fā)生管線堵塞甚至斷裂等現(xiàn)象。因此，對管線中的介質(zhì)保溫是極其重要的一項工作。

鶴壁煤化化工分公司氣化爐的管線伴熱大部分采用蒸汽伴熱。電伴熱是用電熱能來補(bǔ)充被伴熱體在工藝流程中所散失的熱量，從而維持流動介質(zhì)最合理的工藝溫度。電伴熱是沿管線長度均勻放熱，熱穩(wěn)定時間長，適合長期使用。故此鶴壁煤化化工分公司氣化爐絮凝劑制備站管線采用電伴熱。

一、電伴熱的主要優(yōu)點

鶴壁煤化化工分公司在氣化爐上的保溫手段主要是蒸汽伴熱來防止管線因溫度過低而造成的影響，但是氣化爐絮凝劑制備站的管線錯綜復(fù)雜，有很多三通和引壓管道，不適宜用蒸汽伴熱，并且蒸汽伴熱各方面效果不如電伴熱優(yōu)越，就電伴熱與傳統(tǒng)蒸汽伴熱相比，有如下優(yōu)點：（1）電伴熱裝置簡單、發(fā)熱均勻、控溫準(zhǔn)確，能實現(xiàn)自動化管理。（2）在防爆區(qū)域內(nèi)具有防爆、全天候工作，可靠性能高、使用壽命長。（3）電伴熱具有無泄漏，有利于保護(hù)環(huán)境。（4）電伴熱安裝不需要額外的保溫材料，節(jié)省保溫材料。（5）不需要大量的蒸汽，從而節(jié)省了大量的水源。（6）電伴熱解決了蒸汽難于解決的問題，如三通和引壓管道等。（7）電伴熱設(shè)計工作量小，施工方便，維護(hù)工作量小。（8）效率高，能大大的降低能耗。

二、電伴熱系統(tǒng)介紹

防爆區(qū)域內(nèi)電伴熱系統(tǒng)由防爆電源配電/控制、防爆溫度檢測/控制元件、電伴熱帶、防爆接線盒等主要組成部分。

（一）低壓電源配電/控制

電伴熱配電系統(tǒng)采用AC380/ 220V電壓等級，配電回路采用單相AC 220V，開關(guān)采用帶漏電保護(hù)的額定電流20A防爆開關(guān)，漏電動作電流設(shè)定為30mA，回路控制采用接觸器/溫度檢測元件來實現(xiàn)，溫度元件實時在線監(jiān)測管線溫度，當(dāng)管線溫度達(dá)到設(shè)定值以上時，跳開接觸器，電伴熱退出運行；當(dāng)管線溫度低于設(shè)定值時，接觸器接通，電伴熱自動投入運行。本工程根據(jù)工藝要求氣化爐絮凝劑在40度制備效果最好，所以溫度設(shè)定值為40度。

以上為自動投入電伴熱的過程。設(shè)計時考慮如果溫度檢測元件突然損壞，自動投入也就不能使用，為此我們又設(shè)計了手動開啟電伴熱的方案。按下手動啟動按鈕，接觸器接通，電伴熱自動投入運行；按下停止按鈕，跳開接觸器，電伴熱推出運行。這樣就使我們的電伴熱系統(tǒng)更加可靠。

（二）防爆溫度檢測/控制元件

溫度在線監(jiān)測采用三線RTD安裝于管線上，通過溫度檢測元件可以實時準(zhǔn)確的檢測管線的溫度，RTD采用PT-100的熱敏電阻，采用綁扎帶固定于管線上。溫度控制元件采用微處理器為基礎(chǔ)的控制檢測模塊，通過采集RTD的溫度數(shù)據(jù)來控制電伴熱的供電回路。由于現(xiàn)場屬于防爆區(qū)域，所以我們配備的電氣元件必須滿足現(xiàn)場的安裝現(xiàn)場的防爆和外殼防護(hù)等級的要求。

（三）電伴熱

伴熱帶采用自限式伴熱產(chǎn)品。溫控伴熱電纜的電熱元件，是在兩根平行金屬母線之間均勻地擠包一層PTC材料制成的芯帶。電纜一端的兩根母線與電源接通時，電流從一根母線橫向流過PTC材料層到達(dá)另一根母線，PTC層就是連續(xù)并聯(lián)在母線之間的電阻發(fā)熱體，將電能轉(zhuǎn)化成熱能，對操作系統(tǒng)進(jìn)行伴熱保溫。芯帶電阻隨溫度升高增大，到了高阻區(qū)，電阻大到幾乎阻斷電流，芯帶溫度便達(dá)到高限不再升高卻自動限溫。電纜的輸出功率主要受控于傳熱過程以被加熱體系的溫度。

三、電伴熱在氣化爐絮凝劑制備站的應(yīng)用

第一步，由工藝分廠專業(yè)提供給PI圖，確定工藝流程及每條管線的運行溫度，并根據(jù)管線所需溫度將需要伴熱的管線制成連續(xù)的伴熱管線示意圖。

第二步，設(shè)計選型前的準(zhǔn)備工作：1.環(huán)境條件：冬季需要開啟伴熱，最低環(huán)境溫度為-15度；2.安裝敷設(shè)：防爆區(qū)域、防腐蝕區(qū)域；3.管道內(nèi)的介質(zhì)性質(zhì)：管道內(nèi)的物質(zhì)及特性的確認(rèn)，介質(zhì)所需的工藝溫度上限和下限確認(rèn)。4.介質(zhì)管道的情況：管道的管徑；管道材料；管道的三通、閥門、彎頭等附件的數(shù)量。5.保溫層狀況：采用何種物質(zhì)保溫及其厚度。6.配電/控制裝置：開關(guān)、接觸器、溫控器、溫度傳感器、電纜的選型。

第三步，工程設(shè)計與施工同時進(jìn)行，安裝時所注意事項如下：1.安裝電熱帶時，不應(yīng)打硬折或長距離拽拉踩壓。注意防止電熱帶外層絕緣劃破損壞。2.連接電熱帶時，應(yīng)注意不能超過電熱帶最大使用長度，電熱帶最大使用長度為100米。3.常規(guī)閘門、法蘭按廠家《設(shè)計安裝維護(hù)指南》圖例施工。4.平敷電熱帶的位置應(yīng)在管道水平下端的位置緊貼管壁保持結(jié)合緊密進(jìn)行施工。5.纏繞方式按照安裝系數(shù)，進(jìn)行施工。6.電熱帶縱向應(yīng)用鋁箔膠帶全程粘貼，每間隔500mm-700mm徑向用耐溫膠帶纏繞一周固定，粘貼方式先徑向固定后再用鋁箔膠帶全程粘貼，確保電熱帶與管道保持緊密結(jié)合，外觀平實。7.電源處及尾端，電熱帶應(yīng)預(yù)留1米，二通、三通接線盒應(yīng)預(yù)留0.5米，其接線盒應(yīng)固定在管道上。8.嚴(yán)禁承受溫度低于電熱帶最高表面溫度的電源線與電熱帶混用于一體。9.若被伴熱體為非金屬體，應(yīng)用鋁箔膠帶增大接觸面積。10.嚴(yán)禁用金屬絲綁扎電熱帶。11.法蘭處介質(zhì)泄露，纏繞電熱帶時應(yīng)避開其正下方。12.電熱帶一端接電源，另一端接線芯嚴(yán)禁短接。并剪切為“V”型，必須使用配套的封頭嚴(yán)密套封，使用屏蔽層的電熱帶終端處必須將屏蔽層剝離10公分，以防造成短路。防爆場合，接線后應(yīng)用硅橡膠密封。