蒸汽伴熱與電伴熱方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

在化工生產(chǎn)過(guò)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(yuǎn)高于物料所需保持的溫度范圍，一旦調(diào)溫不當(dāng)，便會(huì)造成局部物料過(guò)熱。而且，蒸汽伴管冷凝水管保溫維護(hù)不好，時(shí)有凍結(jié)而影響生產(chǎn)。特別是在輸送、貯存一些腐蝕性強(qiáng)的物料時(shí)，易造成管材局部蝕穿，嚴(yán)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(zhǔn)確維持工藝溫度和徹底消除管道因局部過(guò)熱而造成的蝕穿。國(guó)外80年代已開(kāi)始采用自控電伴熱線(xiàn)，杜邦、陶氏化學(xué)、巴斯夫、殼牌、?？松?、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(guó)內(nèi)的蘭州煉油廠(chǎng)、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(xiàn)路復(fù)雜的管線(xiàn)、溫控要求精確的線(xiàn)路、長(zhǎng)距離輸送管線(xiàn)及防腐防爆的輸送線(xiàn)路的保溫上，有性能優(yōu)越、質(zhì)量可靠和使用壽命長(zhǎng)（通常20年）的明顯優(yōu)勢(shì)。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(jìn)一步的技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(jì)效益、社會(huì)效益兩方面對(duì)某大型化肥廠(chǎng)700m長(zhǎng)工藝管線(xiàn)保溫（維持溫度90~110°C）采用蒸汽伴熱和電伴熱方案進(jìn)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(xiàn)：按工藝條件，選用一根DN20伴熱管，管道全長(zhǎng)700m，總重1.59t(DN20,2.27kg/m) ，單價(jià)為5000元/t。則材料費(fèi)用為5000×1.59=7950元；安裝費(fèi)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(zhǎng)700m。則材料費(fèi)用為71525元，安裝費(fèi)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(hù)層為鍍鋅鐵皮，全長(zhǎng)700m。經(jīng)估算，材料費(fèi)用為14175元，安裝費(fèi)用為30295元。
(4)供汽和疏水系統(tǒng) 包括蒸汽供汽閥門(mén)、伴熱管給汽閥、疏水器切斷閥、疏水器及疏水器檢查閥等，費(fèi)用（主要是材料費(fèi)）共計(jì)1785元。
1.1.2 電伴熱方案
(1)電伴熱線(xiàn) 引進(jìn)國(guó)產(chǎn)電伴熱線(xiàn)，電壓220V，價(jià)格為50元/m，全長(zhǎng)700m，則伴熱線(xiàn)材料費(fèi)用為700×50=35000元；安裝費(fèi)用（主要是人工工資，因在廠(chǎng)區(qū)內(nèi)，條件便利）按每米5元計(jì)算，為700×5=3500元。
(2)供電配電系統(tǒng) 包括配電室、輸電線(xiàn)路等，材料費(fèi)用為110000元，安裝費(fèi)用為4767元。
1.2 操作費(fèi)用
1.2.1 蒸汽伴熱方案
(1)管道伴熱耗汽費(fèi)用 工藝管道伴熱耗汽量及供汽管道自耗汽量合計(jì)為0.3t/h，每噸蒸汽按50元計(jì)算，操作日為300天，全年耗汽費(fèi)用為：0.3×300×24×50=108000元。
(2)伴熱管線(xiàn)維護(hù)費(fèi)用 包括巡線(xiàn)檢查、檢修更新及各項(xiàng)維護(hù)費(fèi)用，由于化肥廠(chǎng)廠(chǎng)區(qū)儀表易受腐蝕，維護(hù)費(fèi)用每年大約合計(jì)為30000元。
1.2.2 電伴熱方案
(1)耗電量 國(guó)產(chǎn)自控電伴熱線(xiàn)，每米提供熱量為25W，管道全長(zhǎng)700m，小時(shí)最大供電量為700×25=17500W。當(dāng)管道溫度達(dá)到維持溫度上限時(shí)，電伴熱線(xiàn)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(shí)際正常耗電量一般為額定功率的60%。電價(jià)按0.40元/度計(jì)，每年正常耗電費(fèi)用為：（17500×7200/1000）×0.40×60%=30240元。
(2)維修費(fèi)用 自控電伴熱，幾乎不需要修理，按規(guī)定每年只需搖表測(cè)絕緣即可，這里按15000元/年估算。
2 經(jīng)濟(jì)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(fèi)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(dá)到工藝管線(xiàn)保溫要求，因此可以通過(guò)對(duì)兩方案費(fèi)用年值的比較進(jìn)行分析。（取蒸汽伴熱的經(jīng)濟(jì)壽命為10年，電伴熱的經(jīng)濟(jì)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(fèi)用 = 159596×0.16275+138000=163974元
電伴熱方案：
AC=P（A/P，i，12）+ 年操作費(fèi)用 = 153267×0.14676+45240=67733元
由費(fèi)用年值最小判斷準(zhǔn)則可知，電伴熱方案的費(fèi)用年值大約是蒸汽伴熱方案費(fèi)用年值的2/5，明顯優(yōu)于蒸汽伴熱方案。
通過(guò)各方面比較，電伴熱方案的經(jīng)濟(jì)效益，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)蒸汽伴熱方案的經(jīng)濟(jì)效益。
3 社會(huì)效益分析
自控電伴熱線(xiàn)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(wú)法利用，白白損耗了。經(jīng)測(cè)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。