蒸汽伴熱與電伴熱方案的技術(shù)經(jīng)濟比較

在化工生產(chǎn)過程中，蒸汽伴熱是一種流體物料輸送、貯存的傳統(tǒng)保溫方式。但由于蒸汽溫度要遠高于物料所需保持的溫度范圍，一旦調(diào)溫不當，便會造成局部物料過熱。而且，蒸汽伴管冷凝水管保溫維護不好，時有凍結(jié)而影響生產(chǎn)。特別是在輸送、貯存一些腐蝕性強的物料時，易造成管材局部蝕穿，嚴重影響正常生產(chǎn)。自控電伴熱系統(tǒng)應(yīng)用于工業(yè)管道保溫和防凍技術(shù)上，能準確維持工藝溫度和徹底消除管道因局部過熱而造成的蝕穿。國外80年代已開始采用自控電伴熱線，杜邦、陶氏化學(xué)、巴斯夫、殼牌、埃克森、現(xiàn)代等公司的裝置都已廣泛地使用了電伴熱技術(shù)。目前，國內(nèi)的蘭州煉油廠、烏魯木齊石化、渤海石油、浙江巨化、大慶氯堿等石油和化工企業(yè)也都采用了電伴熱系統(tǒng)。
電伴熱技術(shù)應(yīng)用在輸送線路復(fù)雜的管線、溫控要求精確的線路、長距離輸送管線及防腐防爆的輸送線路的保溫上，有性能優(yōu)越、質(zhì)量可靠和使用壽命長（通常20年）的明顯優(yōu)勢。但采用電伴熱技術(shù)，一次性投資較高。電伴熱方案是否還有其可行性，只需作進一步的技術(shù)經(jīng)濟分析，答案自然明朗。首先，不妨假設(shè)蒸汽鍋爐和總變電所供電容量不增加。下面著重從企業(yè)經(jīng)濟效益、社會效益兩方面對某大型化肥廠700m長工藝管線保溫（維持溫度90~110°C）采用蒸汽伴熱和電伴熱方案進行比較。
1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
1.1 投資估算
1.1.1 蒸汽伴熱方案
(1)伴熱管線：按工藝條件，選用一根DN20伴熱管，管道全長700m，總重1.59t(DN20,2.27kg/m) ，單價為5000元/t。則材料費用為5000×1.59=7950元；安裝費用（包括安裝材料和人工工資）為5570元。
(2)供汽管道 選用DN100供汽管道，全長700m。則材料費用為71525元，安裝費用（包括安裝材料和人工工資）為28296元。
(3)供汽管道保溫 選用50mm厚巖棉，外保護層為鍍鋅鐵皮，全長700m。經(jīng)估算，材料費用為14175元，安裝費用為30295元。
(4)供汽和疏水系統(tǒng) 包括蒸汽供汽閥門、伴熱管給汽閥、疏水器切斷閥、疏水器及疏水器檢查閥等，費用（主要是材料費）共計1785元。
1.1.2 電伴熱方案
(1)電伴熱線 引進國產(chǎn)電伴熱線，電壓220V，價格為50元/m，全長700m，則伴熱線材料費用為700×50=35000元；安裝費用（主要是人工工資，因在廠區(qū)內(nèi)，條件便利）按每米5元計算，為700×5=3500元。
(2)供電配電系統(tǒng) 包括配電室、輸電線路等，材料費用為110000元，安裝費用為4767元。
1.2 操作費用
1.2.1 蒸汽伴熱方案
(1)管道伴熱耗汽費用 工藝管道伴熱耗汽量及供汽管道自耗汽量合計為0.3t/h，每噸蒸汽按50元計算，操作日為300天，全年耗汽費用為：0.3×300×24×50=108000元。
(2)伴熱管線維護費用 包括巡線檢查、檢修更新及各項維護費用，由于化肥廠廠區(qū)儀表易受腐蝕，維護費用每年大約合計為30000元。
1.2.2 電伴熱方案
(1)耗電量 國產(chǎn)自控電伴熱線，每米提供熱量為25W，管道全長700m，小時最大供電量為700×25=17500W。當管道溫度達到維持溫度上限時，電伴熱線的發(fā)熱量將逐漸減少，輸出功率亦隨之下降，從而電伴熱實際正常耗電量一般為額定功率的60%。電價按0.40元/度計，每年正常耗電費用為：（17500×7200/1000）×0.40×60%=30240元。
(2)維修費用 自控電伴熱，幾乎不需要修理，按規(guī)定每年只需搖表測絕緣即可，這里按15000元/年估算。
2 經(jīng)濟收益分析
蒸汽伴熱方案投資與電伴熱方案投資相同，但操作費用則是電伴熱方案的3.5倍。兩方案的產(chǎn)出效果相同，都可達到工藝管線保溫要求，因此可以通過對兩方案費用年值的比較進行分析。（取蒸汽伴熱的經(jīng)濟壽命為10年，電伴熱的經(jīng)濟壽命為12年，貼現(xiàn)率i=10%）
蒸汽伴熱方案：
AC=P（A/P，i，10）+ 年操作費用 = 159596×0.16275+138000=163974元
電伴熱方案：
AC=P（A/P，i，12）+ 年操作費用 = 153267×0.14676+45240=67733元
由費用年值最小判斷準則可知，電伴熱方案的費用年值大約是蒸汽伴熱方案費用年值的2/5，明顯優(yōu)于蒸汽伴熱方案。
通過各方面比較，電伴熱方案的經(jīng)濟效益，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)蒸汽伴熱方案的經(jīng)濟效益。
3 社會效益分析
自控電伴熱線因本身就能感應(yīng)管壁（介質(zhì)）的溫度而自調(diào)發(fā)熱量，是一種節(jié)能措施。蒸汽伴熱只能利用一部分熱能，大量熱能由高品位變?yōu)榈推肺?，無法利用，白白損耗了。經(jīng)測算，電伴熱與蒸汽伴熱的耗能之比為1：5.8。另外，由于自控電伴熱可以有效地杜絕“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，因此改善了企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。