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蒸汽伴熱與電伴熱在運(yùn)營(yíng)使用中的成本分析

 概述

　　伴熱作為一種有效的管道保溫及防凍方案在火電廠中一直被廣泛應(yīng)用。其工作原理是通過(guò)伴熱媒體散發(fā)一定的熱量，通過(guò)直接或間接的熱交換補(bǔ)充被伴熱管道的熱損失，以達(dá)到升溫、保溫或防凍的正常工作要求。過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),在絕大多數(shù)火電廠中，蒸汽伴熱始終是一種主要的保溫方式。其工作原理是通過(guò)蒸汽伴熱管道散熱以補(bǔ)充被保溫管道的熱損

失。由于蒸汽的散熱量不易控制，其保溫效率始終處于一個(gè)較低的水平。而且，由于電廠中需要伴熱的管道一般以?xún)x表管線、工藝管線及化學(xué)管線為主，這些管線比較復(fù)雜，鋪設(shè)蒸汽伴熱管道十分不便。另外，在冬季運(yùn)行時(shí)，蒸汽伴熱管道經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)"跑、冒、滴、漏"現(xiàn)象，每年冬季電廠維修部門(mén)都不得不在管線保溫上花費(fèi)大量的人力、物力來(lái)確保電廠的冬季運(yùn)行安全。

　　20世紀(jì)70年代，美國(guó)能源行業(yè)就提出用電伴熱方案來(lái)替代蒸汽伴熱的設(shè)想。70年代末80年代初，包括能源業(yè)在內(nèi)的很多工業(yè)部門(mén)已廣泛推廣了電伴熱技術(shù)，以電伴熱全面代替蒸汽伴熱。電伴熱技術(shù)發(fā)展至今，已由傳統(tǒng)的恒功率伴熱發(fā)展到以導(dǎo)電塑料為核心的自控溫電伴熱。

　　1 自控溫電伴熱原理及應(yīng)用

　　自控溫電伴熱方案主要通過(guò)自控溫電伴熱線完成。自控溫電伴熱線由導(dǎo)電塑料和2根平行母線加絕緣層、金屬屏蔽網(wǎng)、防腐外套構(gòu)成。其中由塑料加導(dǎo)電碳粒經(jīng)特殊加工而成的導(dǎo)電塑料是發(fā)熱核心。當(dāng)伴熱線周?chē)鷾囟容^低時(shí)，導(dǎo)電塑料產(chǎn)生微分子收縮，碳粒連接形成電路使電流通過(guò)，伴熱線便開(kāi)始發(fā)熱；而溫度較高時(shí)，導(dǎo)電塑料產(chǎn)生微分子膨脹，碳粒逐漸分開(kāi)，導(dǎo)致電路中斷，電阻上升，伴熱線自動(dòng)減少功率輸出，發(fā)熱量便降低。當(dāng)周?chē)鷾囟茸兝鋾r(shí)，塑料又恢復(fù)到微分子收縮狀態(tài)，碳粒相應(yīng)連接起來(lái)形成電路，伴熱線發(fā)熱功率又自動(dòng)上升。由于整個(gè)溫度控制過(guò)程是由材料本身自動(dòng)調(diào)節(jié)完成的，其控制溫度不會(huì)過(guò)高也不會(huì)過(guò)低。因此電伴熱所具有的良好特性是其他伴熱系統(tǒng)所無(wú)法比擬的。自控溫電伴熱系統(tǒng)應(yīng)用于工業(yè)管道保溫和防凍過(guò)程，針對(duì)發(fā)電廠伴熱的特殊技術(shù)要求，自控溫電伴熱系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、方便地起到保溫、防凍的作用，為電廠冬季的良好運(yùn)行提供有力保障。由于電伴熱相對(duì)于傳統(tǒng)的蒸汽伴熱具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而在美國(guó)及歐洲得到了廣泛應(yīng)用。

　　2 蒸汽伴熱與電伴熱方案的比較

　　電伴熱技術(shù)在火電廠的保溫防凍應(yīng)用中。具有發(fā)熱效率高、安裝簡(jiǎn)便、質(zhì)量可靠及使用壽命長(zhǎng)(通常為20a)等優(yōu)勢(shì)。但采用自控溫電伴熱技術(shù)的一次性投資較蒸汽伴熱方案高，這是目前我國(guó)電廠尚未普遍采用電伴熱技術(shù)的主要障礙之一。本文著重從經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益2方面以火電廠1000m長(zhǎng)儀表管線防凍伴熱（維持溫度為5-10攝氏度）采用蒸汽伴熱和電伴熱方案為例進(jìn)行比較。

　　2．1投資比較

　　2．1．1蒸汽伴熱方案

　　(1) 伴熱管道:按工藝要求選用1根DN20伴熱鋼管,管線全長(zhǎng)1 000 m 總重量2.27t(DN20, 2.27KG/m),單價(jià)為5 000元/t,則材料費(fèi)為5 000×2.27=11 350元；安裝費(fèi)用（包括安裝材

料和人工工資）為7 850元。

　　(2) 供汽管道:選用DN100 供氣管道,全長(zhǎng)1000M。則材料費(fèi)用為102 180元，安裝費(fèi)用（包括安裝材料和人工工資）為40 423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)1 000m。經(jīng)估算，材料費(fèi)用為20 250元，安裝費(fèi)用為44 200元。

　　(4) 供水和疏水系統(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)用為2550元。

　　2．1．2電伴熱方案

　　(1) 電伴熱線 :自控溫電伴熱線,電壓220V ,伴熱溫度為5攝氏度，價(jià)格為人民幣33元/m。全長(zhǎng)1000米，則材料費(fèi)用為1000×33＝33 000元；安裝費(fèi)用(主要是人工工資),按每m 3元

計(jì)算,為1000×3=3 000元

　　(2) 供電配電系統(tǒng):包括配電室、輸電線路等材料費(fèi)用為157 000元。安裝費(fèi)用為6 810元