电伴热在炼油化工企业的设计应用

电伴热在炼油化工企业的设计应用

摘要：针对北方冬季寒冷，传统能源蒸气及热水伴热运行成本较高,且能源浪费、污染严重的前提下，以电伴热代替蒸气及热水伴热作为伴热热源，实现节能、减排、增效的目的，结合电伴热工程实际应用，给出电伴热在炼油化工企业管道上

的典型设计，为选择理想电伴热产品，合理投资、获取最大的经济及社会综合效益。

关键词：电伴热；节能；增效

System design of electric heat tracing in petrochemical industry

Bao Guo Zhang

(KB Technology Corporation of Karamay, Karamay 834003)

Abstract: Aiming at the cold northern winter, the traditional energy steam and

hot water with high cost of running hot, premise and waste of energy, serious pollution, the electric heating instead of steam and hot water heating as heating source, energy saving, emission reduction, efficiency purposes, combined with the practical application of electric thermal process, given electric heating the typical design in oil refining and chemical industry pipeline, to select the ideal electric heating products, reasonable investment, obtain the maximum economic and social benefits.

Keywords: electric heating； energy； efficiency

0 引言

为了防止介质的温度低于工艺要求的温度就必须为其补充热量，办法就是给

管道或设备进行伴热，本文将重点结合电伴热工程实际应用，给出电伴热在炼油

化工企业管道上的典型设计及应用。

石化企业既是能源生产大户，同时也是能源消耗大户。为达到国家“十三五”

规划的要求，必须通过挖潜改造降低单位的能耗，由粗放型的能源消耗，转变为

能源的低消耗，改造现有的伴热（蒸气及热水伴热）系统，以电力为能源并将其

转化成为热能的伴热系统就是降低能耗的办法之一。

1 伴热系统

石油化工企业管道伴热介质主要有热水、蒸汽、热载体及电热（简称电伴热）。热水伴热适用于在操作温度不高或不能采用高温伴热的介质的条件下使用；蒸汽伴热在炼油化工企业广泛使用的一种伴热介质，温度易于调节，使用范围广，用于伴热为中、低压两个蒸汽系统；热载体伴热主要是在蒸气中、低压蒸汽温度

不能满足要求时，才采用的一种伴热介质，一般用于介质的操作温度大于150℃

伴热系统；电伴热是一种利用电能为热源的伴热技术，具有安全可靠，施工简便，温度可控制，能源有效利用率高，显示出它的优越性，特别是对分散或远离供汽

点的管道或设备，如罐区进、出口管道、各种长输管道等有它独到的优点。

本文将重点介绍电伴热系统设计

2 电伴热系统设计

目前，炼油化工电伴热的管线大致可分为两类：一类是需要高温度、高热量

电伴热，其中主要是渣油、沥青等高密度，高黏度有机液体类介质管线；二类是

防冻型电伴热的管线，如汽柴油、润滑油、苯类低密度介质的油气管线。

2.1高温度、高热量电伴热系统设计

这类管线需要维持较高温度同时还要加热，一般超过150℃，蒸汽伴热就难

以实现。采用电伴热不但可满足伴热需求，减少蒸汽及锅炉等外排大气污染，节

约能源，提高产品生产质量，增加单位效益，实现生产过程自动控制等优点。

计算方法如下:

1）温差计算

根据温度要求计算温差，同时，结合维持温度可以确定防爆区温度等级，必

须保持电伴热发热体的最高表面温度低于可能出现的爆炸性气体或水蒸气混合物

的自燃温度，一般选择高温矿物材料绝缘电热电缆。

2）管道散热损失计算

根据管道尺寸、隔热层厚度、表面放热系数和隔热材料导热系，结合温差的

要求，考虑管道损耗的热量统一计算被用来平衡或补偿管道到环境空气所损耗的

热量。

3）1m管道介质电伴热热量计算

这部分热量主要用来给管道介质预热，时间长，补偿热量少，时间短，需要

热量多。

4）计算管道伴热的总功率

选择合适的电伴热带，要求电伴热带发热量＞管道伴热的总功率，确定电伴

热缠绕比，选择合适的PI温度控制器、PT温度传感器及电气配电方案，使超出

的加热负荷在正常情况下由温度控制器系统调节，全线同步，节能全自动的伴热

保温过程，保障了电伴热系统及管道系统安全可靠运行。

表2.1 电伴热功率计算表

表2.2 管道及介质比热表

2.2防型冻电伴热系统设计

这类管线需要维持0℃以上温度，防冻即可，因此，可以说只保温不加热。计算方法为

仅计算高温度、高热量电伴热系统的管道散热损失即可，其它要求一样。一般选择自限性电

热电缆。

3 电伴热配电及控制系统设计

高温度、高热量电伴热系统及防冻型电伴热系统每个单一电源供电的电伴热系统，应绘

制各自的电伴热系统图，如图3.1、所示，同时，满足如下要求。

图3.1 电伴热动力箱系统图

1）动力箱内装高分断小型断路器，具有过载短路保护及漏电保护。

2）动力箱安要求设置电压、电流表记、手/自动控制开关、温度控制器等便于操作与控制。

3）动力箱在防爆区要求是相应等级的防爆动力箱，正常区域为防水、防尘、防腐动力箱，箱内按要求考虑一定备用回路。

4）温度控制系统包括安装在动力箱的温度控制器及RTD温度传感器，RTD温度传感器

安装在电伴热带电源接线盒前约3m左右，便于布线及采集温度。

4 结束语

综合上述，电力为绿色清洁能源，电伴热系统设计及计算简单、施工及维护方便、无泄漏、无污染、节能等优点，使用范围广、控制方便灵活、具有全天候工作性能，是比较理想、经济合理及环保的伴热方式，对于在北方冬季使用，比传统能源蒸气及热水伴热综合效益更高，选择电伴热就是选择节能、选择电伴热就是选择环保优先，因此，应大力推广和使用。

参考文献

[1]《石油化工装置工艺管道安装设计手册》中国石化出版社.