蒸汽伴热与电伴热在化工工程中的应用研究

1 庞志顺 2 马新功 3 张舒情

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摘要：在化工工程的具体运转流程中，需对管道实施相应的保温隔热和防寒举措，从而保障管道的日常运转。运用统计显示，我国现阶段对化工工程中管道应用保温隔热举措时，通常应用两类整体，一类是电伴热整体，另一种是蒸汽伴热整体。两类整体在运转机理和基本操作上面有明显的差异化，而且因为对设施和工作人员需要的不同，因此最后的运转和投资运营成本也会展现出明显的差异化。在具体的化工工程中，运用切合本地的具体情况和项目具体的应用需要，从而有目的性的选取适宜的整体，可以合理地增强化工工程的经济收益。本文将对蒸汽伴热与电伴热的有关优势特点开展具体分析，提出蒸汽伴热与电伴热本质上的差异化，同时强调在化工工程中蒸汽伴热与电伴热彼此之间的差异化。

关键词：蒸汽伴热；电伴热；化工工程；应用

引言：伴热是一种合理的管道保温工程及防寒举措，已大量应用于化工行业建设工程中，其基本原理是运用伴热媒介释放—定的热能，运用直接或间接的热交换填补被伴热道的热量消耗，实现提温、保温隔热或防寒的工作标准。工艺管道的伴热形式有四种：内伴热、外伴热、夹套伴热、电伴热。工艺管道通常用的伴热媒质为热水、蒸汽、热载体和电热。而最通常用的两类伴热形式是蒸汽伴热和电伴热。

一、蒸汽伴热概述以及优缺点

蒸汽外伴热是现阶段世界各国化工行业配置广泛应用的一类运用蒸汽伴热道热管散热来填补被保温管的热量消耗的一类传统化的保温隔热形式。

（一）蒸汽伴热的优点

拌热是比较传统化的形式，主要是将蒸汽当作媒质，运用蒸汽实施热管散热，从而对保温管实施加温，具有相应的保温隔热功能。运用蒸汽拌热开展保温隔热，稳定性较高，安全系数较高，而且相关成本较低。蒸汽拌热主要是将系统提供的热能运用金属管道开展传递，可以合理的避免热消耗。与此同时因为系统本质上的特性，周边要素对系统的干扰较小。相较于电伴热而言，蒸汽伴热通常是就地取材，可以运用化工企业内的低压蒸汽实施，因此可以合理地减少整体的投入。

（二）蒸汽伴热的缺点

不过因为在导热的环节中，系统本质上会消耗大量的热量，如果冷凝水管的保温隔热维护举措处置不当，便会干扰到热的传递，造成热能的过量消耗。与此同时应用伴热，对温度控制的效果较弱，要想将温度调节到与工作温度均衡的范畴内需开展严谨的操控，如果操控不当，便会造成部分的温度过高。

二、电伴热概述及其优缺点

电伴热是一种利用电力来补偿受伴热对象在生产过程中的热量损耗，保持其温度在某一特定的区域的伴热技术。

（一）电伴热优势

电伴热具有维护成本低、可靠性高、温控效果好、安全性有保障、节能降耗等优点：

1.维护成本低：采用特定的设备实现电气伴热，通常不需要进行检修；

2.可靠性：电伴热是具有自动调节功能，能随环境的不同而产生不同的温度，避免了恒定功率；造成的故障问题，采用绝缘电缆，增加了可靠性；

3.湿度调节：电伴热开关或控制装置，可实现对温度的准确控制；

4.安全性：电伴热系统采用装置进行温度自动调节，避免了可能出现的高温问题，并通过接地电路开关将电力失效的风险降至最低；

5.节能：电伴热可以根据使用者的要求进行温度调节，从而避免了因蒸汽伴热过量而产生温度过高的情况。

（二）电伴热的缺点

高投入：在设计水平上，对电伴热的要求远远高于蒸汽伴热，从而加大了投资；

应用范围不大：尽管电伴热有诸多优点和技术上的创新，但在实践中，使用的人并不多。

三、蒸汽伴热与电伴热的不同

（一）加热工艺不同

蒸汽伴热是由电缆与工艺管道相连，由于受常规设备的制约，其传热效率通常在50%以下。而电伴热电缆则是扁平的，它可以根据热量损失进行计算，并在附加装置上安装，从而实现更大的热交换，达到95%的传热效率。同时，蒸汽也是由流体输送来加热的，在输送过程中，热能的损失会比较大，特别是在远离热源的情况下，热量损失会更大。由于电伴热仅覆盖在受热装置的上方，并与邻近的供电盒相连，因此热能的损失比蒸汽伴热要小得多。

（二）加热系统不同

在采用蒸汽伴热的情况下，安装锅炉、附件、控制元件、水质检测等设备，这就要求安装大量的部件，投资也会增加，从而增加系统的造价。在使用蒸汽的情况下，因为氧化和腐蚀会加速部件的磨损，从而增加了保养和维护的工作量。当部件氧化后，管线会出现一系列的环境问题，因此，必须定期进行标准水量的补充。采用蒸汽辅助加热，主要依靠蒸汽或热水来实现，但由于周期太长，精度不高，因此在对温度控制较高的设备与管线中，必须对其进行严格的控制。目前国内采用的电伴热系统，都是通过温度控制来实现严谨的追踪，从而满足所需的热量，在某些温控需求较高的生产技术中，采用电伴热不仅可以节省能源，还可以保证工艺的质量。而且随着电力系统的发展，其自身也在不断的完善中，目前的电力系统设计时需要花费的成本较低，维护简便，同时，设计周期短也较短；最后，电伴热系统对环境的污染少，无需再加水，符合我国目前的“绿色”发展思想。

四、蒸汽伴热与电伴热的具体应用分析

（一）运行费用比较

电伴热和蒸汽伴热两种方式，其运行机理各不相同，其成本也有很大差异。100米管线的电力消耗，与蒸汽伴热系统的蒸汽消耗相比，必须考虑管线的能耗。根据目前国内应用最广泛的蒸汽伴热系统，维护和运营100天的成本在43000元左右。而电伴热系统，则是要考虑到伴热系统的能耗，一百天下来，总成本在9500元左右，从运营成本上来看，电伴热系统的经济效益是非常有优势的。在我们国家，冬天的时候，南北温度相差很大，需要不同的伴热系统。冬天，北方的气温比较低，很有可能会出现冻塞，这就需要采取相应的防冻和保温措施，将经济利益结合起来，使得实际的化工项目中，蒸汽伴热的应用范围越来越广。而南方的冬天相对于北方来说，温度会有较大的提高，所以很少有地方需要采用伴热系统，因为在工业生产中，电伴热的应用比较多。

（二）加热系统比较

与蒸发伴热相比，电伴热系统的结构要简单得多。因而，无论是从初期施工到后期维护，都明显优于传统的蒸发伴热系统。在这一过程中，有多种类型的电伴热供热系统可供操作人员根据化工项目的需要，根据不同的化工工程需要，采用相应的电气加热装置，精确地满足化工管道的伴热要求。另外，电伴热系统在很大程度上不会产生水蒸气的氧化和腐蚀问题，因而其在使用寿命上也具有一定的优越性。

（三）投资成本的比较

在化工工程中，由于这类工程项目的特殊性，蒸汽伴热和电伴热两种系统的造价相差很大。在实际的工程当中，蒸汽伴热可以利用很多化工项目自身的设备来实施运行，而且初期的工艺条件也比较简单，因此投资相对较小。而电伴热技术自身的技术要求更高，因此在人才的配备上要求人员齐全，并具有较强的专业性，此外，在设备方面，要求设备先进，操作技术要求严格，必须保证设备的健全完善等。因此，需要大量的前期投资。

结语：综合以上分析，电伴热技术的初期投资方面要比蒸汽伴热技术所需成本更高，但从长期来看，其技术性能、经济收益、节能减排、环境保护等各方面都要优于蒸汽伴热技术。到目前为止，大部分企业都依然使用的是蒸汽伴热技术，可将多余的水蒸汽循环利用起来。而电伴热技术作为一种具有广泛应用价值的先进技术，应该大力推广和运用，使其真正发挥出其自身的作用，从而推动化工工程的可持续化发展。

参考文献：

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