异丁烷增加电伴热原因及好处

异丁烷增加电伴热原因及好处

孙义鑫

大庆炼化公司储运厂 黑龙江 大庆 5614353

摘要：储运厂成品二车间异丁烷线，接受烷基化装置异丁烷，烷基化装置间歇退异丁烷，异丁烷带水易导致管线冻凝不畅。车间经过研究分析，给异丁烷线加电伴热。油气储运采用电伴热是近几年在国内迅速发展和应用的一种高新节能技术。电伴热用电能来补充被伴热体在工艺生产过程中所损失的热量，以维持介质最合理的工艺温度范围。电伴热带热效率高，节约能源，设计简单，安装方便，日常维护量小，使用寿命长，无污染，能实现遥控和自动控制。

关键词：异丁烷；节能技术；电伴热

一、问题提出

储运厂成品二车间接收烷基化装置异丁烷，异丁烷线全长1200米，车间在长输罐区界区用温度计监测，在长输罐区处测得异丁烷介质温度为-5℃，烷基化装置异丁烷外送温度40℃、间歇外送、流量小（60吨/天）、装置异常波动存在带水等问题。在运行期间异丁烷线于2018年12月中旬造成管线部分冻凝烷基化出现外送不畅，2019年1月8日异丁烷管线部分冻堵烷基化装置出现外送不畅情况，2019年2月4日异丁烷管线部分冻堵烷基化装置出现外送不畅情况。车间组织及时用蒸汽进行吹线，生产平稳运行。

二、引起管线冻凝分析及问题处理：

异丁烷线全长1200米，介质异丁烷（液态烃），管径DN100,保温层50mm玻璃棉。由于管线在室外，虽然有保温层，但是由于烷基化外送异丁烷时带水，而且间歇外送，一天60吨，由于大庆冬季室外温度会达到-30度。所以异丁烷管线内的水会发生冻凝，导致烷基化装置出现外送不畅情况。车间技术人员认为需要在异丁烷线加电伴热。以下车间分析电伴热与蒸汽、热水伴热优缺点。

1.1电伴热与蒸汽、热水伴热优缺点

电伴热装置简单、发热均匀、温度准确、反应快捷，可实现自动化管理，具有防爆、防火及全天候工作性能，使用寿命长、传输无泄漏、不污染环境。蒸汽、热水伴热的供汽、凝结水回收系统复杂，安装工程量大，并且容易导致伴热管腐蚀穿孔，造成泄露污染环境，增加日常维护工作量。

伴热管线的热耗量与散热面积有关，电伴热产品一般外形尺寸较小，敷设时不会改变管线保温层形状，而蒸汽或热水伴热的伴热管在异丁烷管线与保温层之间，它总要扩大保温层散热面积，增大了热量损失。蒸汽或热水伴热管与异丁烷管线之间只有线接触，换热效率一般为90%-96%，而电伴热产品呈扁平状，借助铝胶带可形成较宽的热交换面，其热效率高达48%-60%。采用蒸汽或热水伴热时，为了保证管道远点的温度，以及考虑沿途传输热损失及泄漏，必须在近点过热补偿，而电伴热无需过热补偿，因为他在整个长方向的放热量是均匀的。蒸汽和热水伴热热能传输的损失比电能传输要大的多，当被加热管离热源较远，则沿线损失很多，而电源传递损耗就较少。理想的伴热管要求一年四季的伴热量，甚至每昼夜的伴热量能随气温变化而变化，电伴热就可以通过温控系统严格跟踪来达到所需要的热量，而蒸汽和热水伴热伴热却极难保证，因此电伴热对控温要求较高的一些管线，不仅节能，还能确保工艺要求。

以异丁烷补充热量为每米25W、长1200m的管路为例，电伴热和蒸汽、热水伴热费用对比表1。

表1 电伴热和蒸汽、热水伴热费用对比

1.2电伴热选型及安装

电伴热系统选型的设计原则是；根据对伴热保温系统计算求出的介质维持温度时的热损失功率，用一定规格、数量的电伴热产品所产生的等值热量来替代补偿。

在确定异丁烷电伴热产品规格型号时，要从适用性性、经济性、供电条件、介质最高维持温度、单电源最大伴热长度、安装地点的环境条件等综合考虑。对异丁烷管线提出的技术要求；

管道外径 DN100mm管道长度1200m。管道材质：20#；管道壁厚：3mm

安装地气象资料：A，最冷月室外最低气温-39.3℃（室外架空时）

B，最冷月室外平均气温-18.5℃（室外架空时）

C，最冷月平均风速3.8m/s（室外架空时）

液体介质名称：异丁烷（含水）。 管内介质流量60t/天，介质间歇运行。

管内介质初始温度0℃，介质需要加热至温度10-15℃，加热时间12h持续管内最高温度10℃。

保温参数；保温材料材质憎水型硅酸铝保温管壳，导热系数0.036-0.56w/m.k。保温层厚度50mm外防护层厚0.7mm，材质铁皮，外层颜色白。

现场要求防爆，防爆等级ExeIIT4

管道支架间距不大于6米

计算出管道实际散热量QT，

*QT=1.3×2π×λ×（Tv-Td）/Ln[（Do+2δ）/Do]

*QT——单位长度的热损失（W/m）；

*Tv——管道的维持温度（℃）；

*Td——最低环境温度（℃）；

*λ——保温材料的导热系数W/（m·℃）；

*Do——管道外径；

*δ——保温层厚度（mm）；

三、结论

异丁烷管线新增电伴热项目投资63.21万元，从重整8#罐区北侧至长输罐区异丁烷罐Q35/Q36新增1200米电伴热。异丁烷已安装投用，联系供电送电，在电伴热控制箱设定温度20℃，在罐区界区异丁烷线插温度计，监控管线温度在运行过程中，监控电伴热控制箱温度，界区异丁烷管线温度，异丁烷管线温度长期保持在16℃左右，满足安全生产要求。从目前已经采用电伴热系统的管线运行情况来看，电伴热已经达到了预期的效果，装置简单，发热均匀，温度准确，可实现遥控，具有防爆、防火及全天候工作性能，使用寿命长，传输无泄漏，不污染环境，因而使用的越来越广泛。

参考文献：

［1］祁永青，胡月双，张卫涛.等电伴热带的选型、安装与维护［J］.石化电气2010 29（10）：82-85

［2］佟德斌.原油输送中电伴热技术的应用问题研究［J］.中国科技信息，2006（19）；55-57

［3］罗建军，朱海鹰，阿依夏木古丽.电伴热在炼油装置中的应用［J］.电气防爆，2005（2）：31