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蒸汽伴热与电伴热方案的比较

电伴热技术在火电厂的保温防冻应用中。具有发热效率高、安装简便、质量可靠及使用寿命长(通常为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,这是目前我国电厂尚未普遍采用电伴热技术的主要障碍之一。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保温方案为例进行比较。

2.1投资比较

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1 000 m 总重量2.27t(DN20, 2.27KG/m),单价为5 000元/t,则材料费为5 000×2.27=11 350元;安装费用(包括安装材料和人工工资)为7 850元。

(2) 供汽管道:选用DN100 供气管道,全长1000M。则材料费用为102 180元,安装费用(包括安装材料和人工工资)为40 423元。

(3) 供汽管道保温:选用50mm厚岩棉,外保护层为镀锌铁皮,全长1 000m。经估算,材料费用为20 250元,安装费用为44 200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电伴热保温方案

(1) 电伴热线 :自控温电伴热线,电压220V ,伴热温度为5摄氏度,价格为人民币133元/m。全长1000米,则材料费用为1000×133=133 000元;安装费用(主要是人工工资),按每m 3元计算,为1000×3=3 000元

(2) 供电配电系统:包括配电室、输电线路等材料费用为157 000元。安装费用为6 810元

综合以上数据,投资估算表(见表1)

表1 投资估算 单位: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2550 2550

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 运行费用比较

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元计算,运行日为100天,全年耗汽费用为0.3×100×24×50=36 000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,每年大约为42 000元

2.2.2 电伴热方案

(1) 耗电量

应用广泛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=33 kW.h。当管道温度达到维持温度上限时,电伴热的发热量将逐渐减少,输出功率亦随之下降,从而电伴热的耗电量一般为额定功率的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,几乎不需要维修,按规定每年只需要摇表测绝缘即可,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 单位: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。两方案的产出效果相同,都可达到仪表管线的保温防冻要求,因此可以通过对两方案年费用的比较进行分析(取蒸汽伴热的经济寿命为10a,电伴热的经济寿命为12a),根据计算:

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

电伴热保温方案的年费用为:

年折旧费用+年运行费用=299810/12+19504=44488.2元

由年费用判断准则可知,电伴热方案的年费用大约是蒸汽伴热方案年费用的2/5,明显优于蒸汽伴热方案。

还可从动态追加投资回收期角度进行比较。电伴热方案一次性投资费用较大,但其每年运行费用远远小于蒸汽伴热方案,用电伴热方案的成本节约来回收多花的投资,所需期限即为追加投资回收期。根据相关公式计算,1.4年即可收回两方案投资的差额部分。

2.4社会效益分析

自控温电伴热保温因本身根据感应管壁(介质)的温度而自调发热量,是一种节能措施。蒸汽伴热只能利用一部分热能,大量热能由高品位变为低品位,无法利用,白白损耗掉了,经国外的专业伴热产品公司测算,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效地杜绝跑、冒、滴、漏现象,还可改善企业生产环境。

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