和亞飛，邵應(yīng)平

(山西潞安煤基清潔能源有限責任公司，山西 長治 046200)

引 言

山西潞安高硫煤清潔利用油化電熱一體化示范項目的工藝外管連接各裝置上下游物料輸送，其中部分物料有防凝、防溫度下降或引起輸送黏度下降的特性。為保證輸送溫降等要求，原設(shè)計工藝外管伴熱用1.0 MPa過熱蒸汽，其飽和溫度為 184 ℃，基本可滿足物料管道的伴熱要求。從全廠蒸汽平衡可看出，1.0 MPa 過熱蒸汽供應(yīng)較緊張。耗汽量大的根本原因主要是伴熱蒸汽參數(shù)過高，增大了管線散熱損失，同時，疏水閥泄漏嚴重，外管維修工作量較大，疏水閥更換率過高。 現(xiàn)場有 0.5 MPa 蒸汽管網(wǎng)，飽和溫度為 159 ℃，供應(yīng)量較富裕。同時，部分裝置有大于 130 ℃熱水待利用。

全廠工藝外管總根數(shù)210根，其中，需伴熱管道90根，占管線的43%。伴熱管全年連續(xù)運行管道80根，季節(jié)性運行管道10根，占伴熱線的12.5%。伴熱溫度要求：操作溫度為40 ℃～100 ℃的管道66根，其中，季節(jié)性運行管道10根，操作溫度為160 ℃～270 ℃的管道14根。

1 問題分析

目前，大部分伴熱熱源為1.0 MPa蒸汽，管網(wǎng)運行溫度230 ℃，伴熱使用溫度189 ℃，投用以來存在如下問題。

1.1 被伴熱管位移變大

部分伴熱管線因伴熱溫度高引起被伴熱管位移變大。按規(guī)范規(guī)定，工藝外管伴熱設(shè)計環(huán)境溫度的確定是按全年平均溫度(9.3 ℃)選取，考慮到潞安冬季時間長，原設(shè)計環(huán)境溫度按冬季最冷月平均溫度(-15.2 ℃)計算，投用后，冬季可滿足物料管道防凍防凝問題，但夏季，環(huán)境溫度(最熱月平均溫度22.9 ℃)升高，伴熱量不調(diào)整，物料溫度會隨之升高，被伴熱管位移變大，說明物料被加熱溫度過高，必須調(diào)整伴熱量。

1.2 季節(jié)性被伴熱管道產(chǎn)生水擊

冬季連續(xù)運行防凍管道一般不會產(chǎn)生水或污水被加熱溫度升高的情況。但間斷運行防凍管道，特別是長時間間斷運行，輸送量小，有可能氣化，如配管圖形不當，使相應(yīng)管道管托移位，變形量難以控制，易產(chǎn)生水擊。

1.3 操作困難、維修量大

工藝外管伴熱溫度沒有控制手段，伴熱蒸汽量難以控制，造成伴熱管線維修量大，特別是疏水閥漏氣嚴重，更換頻繁，運行費用較高。

2 伴熱方案

2.1 1.0 MPa蒸汽伴熱方案

維持原設(shè)計伴熱方案，所有伴熱管、蒸汽分配站、冷凝水回收站不變，僅在有季節(jié)性伴熱管道要求的蒸汽分配站、冷凝水回收站引出支管，并加閥門及盲板隔離，將季節(jié)性伴熱管從原蒸汽分配站切出，接至季節(jié)性伴熱分配支管，再回原冷凝水回收站；加隔離閥和盲板，季節(jié)性伴熱物料管在必要點加設(shè)溫度報警。

2.2 0.5 MPa蒸汽和1.0 MPa蒸汽伴熱方案

現(xiàn)場被伴熱物料操作溫度小于100 ℃、伴熱要求低的季節(jié)性防凍物料管道改為0.5 MPa蒸汽伴熱，蒸汽分配站、冷凝水回收站作為0.5 MPa蒸汽伴熱使用，原物料伴熱管不變。少部分對伴熱溫度要求高的物料管仍利用原1.0 MPa蒸汽伴熱，利用原蒸汽分配站進汽管作為伴熱蒸汽分配管，新增冷凝水回收匯集管。新增0.5 MPa蒸汽至原蒸汽分配站進氣管，冷凝水回收利用原回收系統(tǒng)。季節(jié)性伴熱從原蒸汽分配站切出，接至季節(jié)性伴熱分配支管，再回原冷凝水回收站；加隔離閥和盲板，季節(jié)性伴熱物料管在必要點加設(shè)溫度報警。

2.3 熱水和1.0MPa蒸汽伴熱方案

根據(jù)規(guī)范要求，伴熱介質(zhì)溫度宜高于被伴熱介質(zhì)10 ℃～30 ℃，且熱水伴熱溫度不宜高于130 ℃。由此，本設(shè)計方案采用熱水伴熱溫度取120 ℃/70 ℃。采用熱水代替蒸汽對外管物料進行伴熱是用低位能代替高位能的典型有效措施。

1) 工藝外管伴熱均為蒸汽伴熱，伴熱管管徑為DN20和DN25，根據(jù)物料輸送性質(zhì)和物料輸送允許熱損失，伴熱方式為單管伴熱和雙管伴熱。熱水伴熱方案改造盡可能利用原有的蒸汽伴熱管線、保溫及保護層，以達到節(jié)省投資、縮短項目施工時間的目的。

2) 利用原有的采暖熱水換熱站，分別位于熱電、合成水單元和廠前區(qū)位置，滿足大部分管道的伴熱要求；且利用原有蒸汽加汽、疏水點，將加汽、疏水點作為供水、回水點，無需增加相應(yīng)設(shè)施。更換供水、回水點的進出口閥門。

3) 熱水伴熱系統(tǒng)采用閉式循環(huán)系統(tǒng)，伴熱熱水由換熱站提供，每個換熱站只需新增一根供水總管，回水總管利用原有的1.0 MPa和0.5 MPa凝液回收管線。

3 伴熱方案對比

綜合比較三種伴熱方案，對比結(jié)果見表1，從穩(wěn)定性、節(jié)能等方面考慮優(yōu)選第三種方案。

表1 伴熱方案對比

4 結(jié)語

方案三可利用低溫余熱、冷凝水作為熱源，減少伴熱蒸汽消耗量；熱水伴熱可根據(jù)實際需要調(diào)節(jié)熱水溫度；從根本上消除伴熱漏氣，降低能耗；無伴熱、低點排放冷凝水回收問題。綜合分析優(yōu)選方案三作為全廠工藝外管的伴熱方案。