蒸汽伴热与电伴热在化工工程中的应用对比分析

薛杰华（中国石油大庆石化公司炼油厂，黑龙江 大庆163711）

0 引言

现阶段伴热已经成为化工工程当中最常用的方式之一。采用伴热技术可以通过一定的介质来散发热量，进而对管道起到保温和防冻的作用。伴热系统主要是通过散发热量，进而直接或者间接对管道进行热传导，减少管道弱的损失，最终达到保温以及防冻的效果。但是由于系统本身存在的问题，会导致热量在传输过程当中造成损耗，进而使得投资成本增高。并且系统在长期的运行过程当中，会由于空气的氧化以及水的接触，相关的设备都会发生损耗。要想保证设备的正常运行，减少维修成本，就要加大在日常当中的养护措施以及检查力度，对发生故障的设备及时进行维修，避免后期投入较高的维修成本。最后化工工程在选择具体的伴热方式时，还要结合工程的实际需求和当地的实际情况。

1 蒸汽伴热与电伴热相关特点介绍

1.1 蒸汽伴热的特点

蒸汽拌热属于较为传统的方式，主要是将蒸汽作为介质，通过蒸汽进行散热，进而对保温管道进行加热，起到一定的保温作用。利用蒸汽拌热进行保温，可靠性较高，安全性较高，并且经济成本较低。蒸汽拌热主要是将系统提供的热量通过金属管道进行传导，可以有效的防止热损失。同时由于系统本身的性质，周围因素对系统的影响较小。相对于电伴热来说，蒸汽伴热往往是就地取材，可以利用化工厂内的低压蒸汽进行，所以可以有效的降低系统的成本。但是由于在热传导的过程当中，系统本身会损耗过量的能量，一旦冷凝水管的保温维护措施处理不善，就会影响到热的传导，导致热量的过度浪费。同时使用蒸汽伴热，对温质控度的能力较差，要想将温度调试到与环境温度平衡的范围内需要进行严格的操作，一旦操作不当，就会导致局部的温度过高。

1.2 电伴热的特点

电伴热在维持管道温度的时候，主要是利用电能来进行，从而起到一定的保温和防冻效果。从可靠性上进行分析，电伴热系统的可靠性较高，由于电伴热系统属于自调节加热器，所以在实际工作的过程当中可以根据实际的需求，对温度进行自动调节，减少了人工操作带来的误差。同时通过运用电伴热系统，进而利用自动化的装备进行温度调试，避免了潜在的高温问题，接地回路断路器将电气故障的危险降低到最小值，加强了系统的安全性。电伴热系统根据用户实际需要的温度进行智能性控制，避免了由于蒸汽伴热带来的过度的热量损失。但是从经济成本上进行分析，电伴热对设计水平的要求比蒸汽伴热的要求高出许多，进而导致投资成本的增加。再加上电伴热系统实际操作技术以及操作流程的影响，导致电伴热系统在实际应用当中的使用范围遭到了限制，现阶段许多化工工程当中使用蒸汽伴热的比例较大。

2 蒸汽伴热与电伴热的不同

2.1 加热工艺不同

蒸汽伴热与工艺管线之间只是通过有线接触进行连接，再加上传统安装条件的限制，所以转热效率往往低于50%。而电伴热的电缆呈现扁平状，可以通过热损计算和安装附件，进而形成较宽的热交换，使得转热效率达到95%。同时蒸汽伴热，主要通过液体传送进行加热，在通过液体传送的时候，在管道当中热能的损耗较大，尤其是当加热设备与热源相隔距离较远的时候热能的损耗更多，所以沿线热损和泄露就会更加明显。而电伴热只铺在被加热的设备之上，通过普通电缆与附近的电源箱进行连接，所以相对于蒸汽拌热来说热能的损耗较少。

2.2 加热系统不同

使用蒸汽半热进行加热时，需要投资安装锅炉、伴件、附件、控制原件、水质检测的设备等，所以需要安装的零件过多，投资的比例较大，进而施工和维修的费用也会同步增高，影响了系统的成本。使用蒸汽伴热时，由于氧化腐蚀会使得零件的损耗速度过快，日常维修以及保养的工作量就会同步提高。一旦零件发生，氧化腐蚀管道产生一系列污染环境的现象，还需要经常补充标准水量。利用蒸汽伴热，主要是通过蒸汽或者热水流量进行调节，而这种调节方式需要耗费的时间过长，精确度较低，所以安装在温控要求较严的工艺管线或设备上时，就需要进行严格限制。现阶段我国使用的电伴热系统主要是通过温控系统来进行严格的跟踪，进而达到所需热量，在一些对温控要求较严的生产工艺当中，使用电伴热不仅仅能够节能，还能够有效的确保工艺的效果。同时电伴热系统在不断的发展过程当中，经过精确的设计和改良，现阶段的电伴热系统，前期投资比较低，系统设计所需的时间较短，施工简单，且维护方便。最重要的是电伴热系统对环境的污染程度较低，不需要补充水量，紧扣我国当前绿色环保的发展理念。

3 蒸汽伴热与电伴热的具体应用分析

3.1 运行费用比较

电伴热系统和蒸汽伴热系统，由于在运行过程当中的运行原理不同，所以最终的运行费用相差较大。按照100米长度管道，运行100天的耗电费用，进行比较蒸汽伴热系统的管道伴热耗汽费用，需要根据管道伴热耗气量进行计算。按照我国现阶段适用范围最广的蒸汽伴热系统进行计算，系统运行100天的维修以及运行的费用大约为43000元。而电伴热系统则需要通过管道的伴热耗电量进行计算，最终100天的耗电费用大约为9504 元，所以从运行费用方面进行分析，电伴热系统的经济效益较为明显。我先冬季的时候，南北方的温差较大，所以需要的伴热系统不同。冬季的时候，北方的温度较低，所以导致管道冻堵的可能性较大，需要对管道采用相应的保温和防冻措施，再加上经济效益的因素，在实际的化工工程当中，蒸汽伴热使用的范围较广。而冬季南方的温度会较北方高，所以管道发生冻堵的概率较低，所以需要使用伴热系统的区域较少，在实际的化工工程当中电伴热的使用范围较为广泛。

3.2 投资成本的比较

在具体的化工工程当中，由于化工工程本身的性质，蒸汽伴热与电伴热的成本会呈现出比较大的差距。当化工工程采用蒸汽伴热的时候可以采用许多化工工程本身的设备进行操作，同时在前期对操作技术的要求较低，所以投资的成本较少。而采用电伴热系统，则需要采用高新的技术和设备，并且需要严格控制操作技术，所以需要具备完善的设备以及专业人才，需要的投资成本较大。

4 结语

蒸汽伴热和电伴热都是我国化工工程现阶段最常使用的两种伴热方式，二者之间的运行原理具有较大的差异，所以对设备以及环境的要求，也会存在一定的不同。在实际的运行过程当中，蒸汽伴热较电伴热而言，投资成本较低，但是运行成本较高，所以在进行选择的时候需要根据当地对伴热方式的运行时间要求进行选择，尽可能综合性的降低投资成本。同时二者对于资源以及热能的损耗程度不同，化工工程在具体的应用过程当中，需要采用针对性的技术，尽量避免能量损耗。