火电厂蒸汽伴热与电伴热方案的技术经济比较

摘要:在技术性能上介绍了电伴热的技术优势及蒸汽伴热方案的缺陷,并就某火力发电厂1000m长汽锅仪表管道保温采用电伴热和蒸汽伴热方式,进行了技术经济分析,进而得出结论:在发电厂的保温运用中电伴热方案在技术上性能优越,在经济上投资合理,效益显著。
　　要害词：伴热火电厂自控温电伴热

　　　0概述

　　伴热作为一种有用的管道保温及防冻方案在火电厂中一直被普遍运用。其工作原理是经由过程伴热媒体散发一定的热量，经由过程直接或间接的热交换弥补被伴热管道的热损失，以到达升温、保温或防冻的正常工作要求。曩昔很长一段时间内,在尽年夜大都火电厂中，蒸汽伴热始终是一种主要的保温方式。其工作原理是经由过程蒸汽伴热管道散热以弥补被保温管道的热损失。由于蒸汽的散热量不容易控制，其保温效率始终处于一个较低的水平。而且，由于电厂中需要伴热的管道一般以仪表管线、工艺管线及化学管线为主，这些管线比力复杂，展设蒸汽伴热管道十分未便。另外，在冬季运行时，蒸汽伴热管道经常会泛起"跑、冒、滴、漏"现象，每一年冬季电厂维修部门都不能不在管线保温上花费年夜量的人力、物力来确保电厂的冬季运行平安。

　　20世纪70年月，美国能源行业就提出用电伴热方案来替换蒸汽伴热的设想。70年月末80年月初，包括能源业在内的很多工业部门已普遍推行了电伴热技术，以电伴热周全取代蒸汽伴热。电伴热技术成长至今，已由传统的恒功率伴热成长到以导电塑料为焦点的自控温电伴热。

　　1自控温电伴热原理及运用

　　自控温电伴热方案主要经由过程自控温电伴热线完成。自控温电伴热线由导电塑料和2根平行母线加尽缘层、金属屏障网、防腐外衣组成。其中由塑料加导电碳粒经非凡加工而成的导电塑料是发烧焦点。当伴热线四周温度较低时，导电塑料发生微份子收缩，碳粒毗连形成电路使电畅通流畅过，伴热线便起头发烧；而温度较高时，导电塑料发生微份子膨胀，碳粒逐渐分隔，致使电路中断，电阻上升，伴热线自动削减功率输出，发烧量便下降。当四周温度变冷时，塑料又恢复到微份子收缩状态，碳粒响应毗连起来形成电路，伴热线发烧功率又自动上升。由于整个温度控制进程是由材料自己自动调理完成的，其控制温度不会太高也不会太低。是以电伴热所具有的优秀特征是其他伴热系统所没法对比的。自控温电伴热系统运用于工业管道保和暖防冻进程，针对发电厂伴热的非凡技术要求，自控温电伴热系统能够准确、利便地起到保温、防冻的作用，为电厂冬季的优秀运行提供有力保障。由于电伴热相对传统的蒸汽伴热具有较着的优势，因而在美国及欧洲获得了普遍运用，今朝，在蓬勃国家的电厂中已很难找到蒸汽伴热管道了。电伴热方案早进进中国电力市场是在1986年，在一些世行或亚行贷款的发电厂如山东石横电厂已较早地采用了美国瑞侃（RAYCHEM）公司的自控温伴热技术。今朝，一些较为现代化的发电厂如河北三河电厂、年夜连华能电厂、和正在建设中的山西阳城电厂、天津盘山电厂、山东菏泽、聊城电厂等都已采用了自控温电伴热系统。

　　2蒸汽伴热与电伴热方案的比力

　　电伴热技术在火电厂的保温防冻运用中。具有发烧效率高、安装简洁、质量靠得住及使用寿命长(凡是为20a)等优势。但采用自控温电伴热技术的一次性投资较蒸汽伴热方案高，这是今朝我国电厂还没有普遍采用电伴热技术的主要障碍。本文着重从经济效益和社会效益2方面以火电厂1000m长仪表管线防冻伴热（维持温度为5-10摄氏度）采用蒸汽伴热和电伴热方案为例进行比力。

　　2．1投资比力
　　2．1．1蒸汽伴热方案
　　(1)伴热管道:按工艺要求选用1根DN20伴热钢管,管线全长1000m总重量2.27t(DN20,2.27KG/m),单价为5000元/t,则材料费为5000×2.27=11350元；安装费用（包括安装材料和人工工资）为7850元。
　　(2)供汽管道:选用DN100供气管道,全长1000M。则材料费用为102180元，安装费用（包括安装材料和人工工资）为40423元。
　　(3)供汽管道保温:选用50mm厚岩棉,外庇护层为镀锌铁皮,全长1000m。经估算，材料费用为20250元，安装费用为44200元。
　　(4)供水和疏水系统:包括蒸汽供汽阀门、伴热管给汽阀、疏水器切断阀、疏水器及疏水器检查阀等费用为2550元。
　　2．1．2电伴热方案
　　(1)电伴热线:自控温电伴热线,电压220V,伴热温度为5摄氏度，价格为人平易近币133元/m。全长1000米，则材料费用为1000×133＝133000元；安装费用(主要是人工工资),按每m3元计较,为1000×3=3000元
　　(2)供电配电系统:包括配电室、输电线路等材料费用为157000元。安装费用为6810元
　　综合以上数据,获得投资估算表(见表1)
　　表1投资估算单元:元
费用项目主材料费安装费合计
蒸汽伴热方案
(1)伴热管道11350785019200
(2)供汽管道10218040423142603
(3)供汽管道保温202504420064450
(4)供汽和疏水系统25502550
合计228803
电伴热方案
(1)电伴热线1330003000136000
(2)供电、配电系统1570006810163810
合计299810
两方案总投资比例：蒸汽伴热:电伴热=1:1.31
　　2.2运行费用比力
　　2.2.1蒸汽伴热方案
　　(1)管道伴热耗汽费用:仪表管道伴热耗热量及供汽管道自耗汽量为0.30t/h,每吨蒸汽按50元计较,运行日为100天,全年耗汽费用为0.3×100×24×50=36000元
　　(2)伴热管道维护费用包括巡线检查、检修更新及各项维护费用，每一年年夜约为42000元
　　2.2.2电伴热方案
　　(1)耗电量
　　运用普遍的自控电伴热线每米用电量为33W。管道全长为1000m,每小时用电量为1000×33/1000=。当管道温度到达维持温度上限时，电伴热的发烧量将逐渐削减，输出功率亦随之下降，从而电伴热的耗电量通常是额定功率的60％；厂用电价按0.20元/kW.h计,运行日为100天(2400小时),则每一年正常耗电费用为:（33×2400)×0.20×60=9504元
　　(2)维修费用
　　自控温电伴热,几近不需要维修,按划定每一年只需要摇表测尽缘即可,这里按10000元/年估算。经以上分项估算，两方案的运行费用估算见表二
表二操作费用估算单元：元
费用项目蒸汽伴热方案电伴热方案
伴热能耗360009504
检修维护费用4200010000
合计7800019504
两方案比例4:1
　　2．3经济效益分析
　　由表1和表2可知，蒸汽伴热方案投资是电伴热方案的80％，但运行费用是电伴热的4倍。两方案的产出效果不异，都可到达仪表管线的保温防冻要求，是以可以经由过程对两方案年费用的比力进行分析（取蒸汽伴热的经济寿命为10a，电伴热的经济寿命为12a）,凭据计较:
　　蒸汽伴热方案的年费用为:
　　年折旧费用 年运行费用=228803/10 78000=10088.3元
　　电伴热方案的年费用为:
　　年折旧费用 年运行费用=299810/12 19504=44488.2元
　　由年费用小判定准则可知,电伴热方案的年费用年夜约是蒸汽伴热方案年费用的2/5,较着优于蒸汽伴热方案。
　　还可从动态追加投资收受接管期角度进行比力。电伴热方案一次性投资费用较年夜，但其每一年运行费用远远小于蒸汽伴热方案，用电伴热方案的成本勤俭往返收多花的投资，所需刻日即为追加投资收受接管期。凭据相关公式计较,1.4年即可收回两方案投资的差额部门。
　　2．4社会效益分析
　　自控温电伴热因自己凭据感应管壁（介质）的温度而自调发烧量，是一种节能措施。蒸汽伴热只能哄骗一部门热能，年夜量热能由高品位变为低品位，没法哄骗，白白消耗失落了，经国外的专业伴热产物公司测算，电伴热与蒸汽伴热的耗能之比为1:5.8。另外，由于自控电伴热可以有用地杜尽跑、冒、滴、漏现象，还可改善企业生产情况。
　　3．结论
　　由以上技术经济分析可知，采用自控温电伴热虽然一次性投资较高，但运行费用却有较年夜下降，经济效益很是显著。而且，从国内今朝已采用电伴热系统的火电厂的运行情况看，电伴热已到达了预期效果。可以预见在电力行业的保温运用中，电伴热取代蒸汽伴热将成为必然的趋向。今朝的市场中的电伴热产物主要可分为国产及进口2种。国产电伴热线具有相对的价格优势，一次性投进相对较低，其不足的地方为相当一部门国产的电伴热线仍采用落后的恒功率伴热技术，在使用进程中会浪费年夜量能源；另外，其工作效率、平安性及使用寿命（某些产物寿命仅为1－2a）尚需改良。进口自控温电伴热线具有快速启动、温度平均、安装简洁及使用寿命长等技术优势。在进口的电伴热产物中，在国内运用普遍的为美国瑞侃（RAYCHEM）公司的自控温电伴热线。今朝年夜部门外资电厂的伴热系统均为瑞侃公司所设计并提供。