蒸汽伴热与电伴热在化工工程中的应用实践

蒸汽伴热与电伴热在化工工程中的应用实践

沈宇鑫

恒力石化（大连）有限公司    辽宁大连    116318

摘 要：在化工生产中，为了确保管道在低温下可以正常运行，就需要对其采取保温防冻措施。目前我国主要使用两种措施，即蒸汽伴热与电伴热系统。二者虽然都具有保温防冻功能，但工作原理与使用方式却存在很大差异，在成本的投入上也有明显区别。所以在系统的选择上要与实际情况相结合。基于此，本文将对蒸汽伴热与电伴热特点和区别的分析，来研究蒸汽伴热与电伴热在化工工程中的具体应用。

关键词：蒸汽伴热；电伴热；化工工程；应用

伴热是化工工程中最常应用的方式。利用其散热的原理可以对管道进行保温和防冻，从而降低管道热的损失。但目前伴热系统自身还存在许多缺陷，如增加传输中热量消耗、提高投资成本等。而且系统在长时间的工作中，因为和水的接触和空气的氧化作用，就会增加相关设备的损耗。为了保证设备的正常运行、降低检修成本，就要对日常的检修和保养予以重视。并且，在化工工程对伴热方式的选择上，要结合当地和工程的具体情况。

1化工工程中蒸汽伴热与电伴热的相关特点介绍

1.1蒸汽伴热特点

  在化工工程中，蒸汽伴热属于传统伴热范畴，通过将蒸汽作为传热介质对化工管道进行间接加温，以此避免其遭受冻伤损坏，是蒸汽伴热应用的主要特点。在这一过程中，蒸汽自身具有承载性能好的优势，并且在此模式下，企业会利用金属管道对蒸汽中的热量向外传导，以此降低传输中的损耗，所以蒸汽伴热是比较稳定的伴热方式。另外，蒸汽伴热取材方便，通常直接使用工程内的低压蒸汽就可。但其在伴热条件下，很难对蒸汽温度实施控制，极易出现高温问题[1]。

1.2电伴热特点

电伴热方式主要是将电能作为温升驱动，利用加热回路作为介质，实现直接伴热的目的。其具有可靠性的特点，在电伴热系统中，一般会设有自动加热器，能够在加热过程中调节系统的加热操作，避免温度过高的情况出现，并且系统中设有的接地回路断路器，能够有效预防电气故障问题，可以确保伴热系统安全运行。所以，电伴热在化工工程的具体应用中，具有更加可靠性的特点优势。

2蒸汽伴热与电伴热在化工工程应用中的对比分析

2.1加热工艺的对比

蒸汽伴热同工艺管线间的连接方式是通过有线接触来实现的，加之受传统安装条件的限制，其传热效率常常不足1/2。而电伴热的电缆是以扁平状存在的，能够利用热损计算和安装附件的方式，形成较宽的热交换，使传热效率达到95%以上。此外，蒸汽伴热利用液体传送的方式进行加热，在液体传送时，会增加管道中的热能损耗，特别是加热设备同热源相距较远，此时损耗的热能更多。而电伴热只在被加热设备上铺设，只利用普通电缆就可与附近的电源箱实现连接，相对来说热能损耗较低。

2.2加热系统的对比

蒸汽伴热在加热时，需要对安装锅炉、相关部件、水质检测的设备等方面进行投资，要安装的部件较多，投资额就比较大，从而使实际施工与后期的维护费用增加，最终使系统的投资成本增加。并且蒸汽伴热在应用中，氧化腐蚀会加快零部件的损耗，从而提高日常维修与保养的工作量。蒸汽伴热在利用蒸汽或热水量进行调节作用时，耗费的时间较长，精确度也不高。因此在要求较严的工艺管线或设备上安装温控时，就必须进行严格限制。而目前使用的电伴热系统是利用温控系统来实施严格跟踪的，从而实现所需热量的目的。在温控要求较高的工艺中，电伴热的应用既可以实现节能，也可以确保工艺效果的提升。并且电伴热系统在持续发展中，通过更合理地设计和改良，减少了电伴热系统前期的投资额度，缩短了系统设计的时间，从而使施工变得更加简单，维护更加便捷。而且最值得称赞的是电伴热系统对环境污染较小，与我国目前提倡的绿色环保理念相符[2]。

3蒸汽伴热与电伴热在化工工程的具体应用分析

3.1伴热系统运行费用的分析

蒸汽伴热与电伴热二者之间在运行原理方面具有很大的区别，这也就导致二者在运行费用的投入成本上存在较大差距。以100m长的化工管道为例，运行周期为100天，来对比蒸汽伴热与电伴热运行的费用，在这一过程中，会使用管道伴热耗气量来计算蒸汽伴热系统的管道伴热耗汽费用，同时按目前我国适用范围最广的蒸汽伴热系统进行计算。结果显示，在运行100天后维修与运行的费用花费为4.3万元。而利用管道伴热耗电量对电伴热系统运行费用进行计算，100天的耗电费用只有0.95万元。通过运行费用的对比结果发现，电伴热系统具有更高的经济效益。冬季，我国南北温差较大，使用的伴热系统就有所区别。冬季北方温度很低，管道受冻被堵的几率较大，就要采取保温和防冻措施予以保护，加之经济效益的原因，在化工工程的实际应用中，选择蒸汽伴热方式的就比较多。而南方冬季温度较高，管道出现冻堵几率较小，需要应用伴热系统的较少，在化工工程应用中，电伴热的使用就较为普遍[3]。

3.2伴热系统投资成本的分析

在化工工程的实际应用中，因为其自身的性质，电伴热和蒸汽伴热的成本会存在很大的差距。在应用蒸汽伴热时，可以利用多种化工工程本身的设备来实施操作，并且前期对操作技术没有很高的要求，使投资的成本较少。但应用电伴热系统时，就要求应用高科技的技术与设备，同时还要对操作技术进行更为严格的控制，并且还需要完善的设备和具有专业技能的人才，这就导致要花费较大的投资成本。

4结束语

  综上所述，电伴热以及蒸汽伴热在我国化工工程领域都是最常应用的伴热方式，由于二者运行原理存在的差异，导致对设备与环境的要求也有所区别。二者在实际运行中，与电伴热相比，蒸汽伴热投资成本更低，但是运行成本很高，因此在对伴热方式进行选择时，要将工程与当地的实际情况相结合，以最大的限度综合性降低投资成本。此外，电伴热与蒸汽伴热对资源和热能的损耗程度也存在很大差别，所以，在化工工程的实际应用中，要有针对性地进行选择，以最大程度减少能量的损耗。

参考文献

[1]丁剑伟.蒸汽伴热与电伴热的优缺点的对比[J].化工管理,2020(08):233-234.

[2]李政.化工工艺管道蒸汽伴热系统设计研究进展[J].盐科学与化工,2018(06):147-147.

[3]杨曼丽.浅谈如何经济地选用蒸汽伴热与电伴热[J].内蒙古石油化工,1998,(01):205-206.