降低注汽管网散热损失新技术的研究与应用

《降低注汽管网散热损失新技术的研究与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、降低注汽管网散热损失新技术的研究与应用摘要：金马公司小洼油田共有注汽管网26km,注汽管线大多使用软质硅酸盐作为保温材料，由于使用年限较长，管网表面热流密度严重超标，导致系统散热损失较大，造成热能浪费，为此以提高注汽质量、改善热采效果、降低能耗为目标，强化输汽环节工艺技术改造和过程管理，应用气凝胶+微孔硅酸钙新型管网保温材料降低管网散热损失，实现了节能降耗的目的。关键词：注汽管网散热损失气凝胶保温材料金马公司小洼油田共有注汽管线26.65Km,其中114*14管网18.46Km,76*10管网8.19Km,目前小洼油田在用注汽管网大部分使用年限已超过10年，占总比例

2、的81.7%,经热损失检测，地面输汽管线保温处平均单位管长热流密度为383.5W/m2,超过国家标准(209W/m2)174.5W/m2,注汽管线热损失率为8.5%,折合千米管线热损失率为4.2%,从而造成热能损失较大。一、原因分析目前造成注汽管线热损失大的原因主要有三个方面：1.保温选材不当造成热损失超标注汽管线保温材料主要为岩棉、毡等软质材料和微孔硅酸钙、复合硅酸盐等硬质材料，各种材料均存在一定缺陷。岩棉、毡等软质材料保温的输汽管道易出现滑移和下沉。1.保温结构不合理造成热损失超标目前选用保温材料单一难以保持结构稳定，保温层厚度薄厚不一，经济保温厚度没有统一标准

3、；软、硬保温材料搭配不合理，保温结构抗震、抗挤压能力弱。2.保护层选材不当造成热损失超标固定注汽管线保护层以玻璃丝布+刷漆方式为主。玻璃丝布经过风吹、日晒、雨淋及火烧等侵蚀，2-3年即老化松动并破损，导致保护层失效，雨水渗入绝热层，使保温效果急剧下降，大大缩短了保温结构的寿命。二、降低管网散热损失技术研究对国内外目前最先进的10种保温材料技术性能进行室内技术研究与评价。从材料的热物性、机械性能、化学性能以及物理性能等多类性能指标进行室内试验评价。1•硅酸铝、复合硅酸盐等软质保温材易出现滑移和下沉问题，管道顶部隔热层变薄，底部变厚，失去保温功能。硅酸钙类硬质保温材料遇

4、水不变形，无下沉现象，吸水干燥后仍有一定保温能力。2•常用的软质、硬质保温材料都具有较高吸水性、憎水能力差，严重影响其隔热效果。3•气凝胶、钛陶瓷、微孔硅酸钙热稳定性良好，其中气凝胶导热系数最低，300°C可达到0.025W/m.K。硅酸铝纤维和球硅隔热性能不稳定，高于300°C时导热系数偏高。4•钛陶瓷、微孔硅酸钙、球硅在满足较低容重条件下，具有一定的强度，具有良好的抗拉能力，适合做管道外层保温材料。因此气凝胶、钛陶瓷、微孔硅酸钙热稳定性良好，是保温材料的首选。根据优选保温材，以气凝胶材料为主，设计了六种不同的保温结构进行室内试验，从测试结果看，气凝胶+双层微孔硅

5、酸钙瓦结构热流密度一直处于最低值，隔热效果最佳。三、方案实施对使用年限较长，使用频次较高，保温效果较差的20公里管网优先进行改造。保温材料采用气凝胶隔热毡作为主体保温材料，结合微孔硅酸钙和双层硅酸铝辅助保温的方式，内层用铝箔降低热辐射，保温层外用防紫外线、防老化材质进行防护，同时起到阻燃防水的作用。保温层由里到外保温顺序为：防腐层〜铝箔1层一6nim厚气凝胶1层〜铝箔1层~*6mm厚气凝胶1层f50mm厚防水微孔硅酸钙一外保护层。四、取得的经济效益注汽管线保温完成后，管网表面热流密度由384w/m2降至115w/m2、千米管线热损失率降低3.12%（由4.2%降至1

6、.08%）,平均注汽压力按14MPa、干度75%、年注汽量按15万吨计算，则年减少热量损失11093X106kj,相当注汽量4600方,折算增油量1150t（小洼油田油气比按0.25计算）,按每吨油3000元计算，年增加效益345万元。五、结论及建议小洼油田热注管网使用年限大部分超过10年，经热损失检测，地面输汽管线保温处平均单位管长热流密度为383.5W/m2,导致管网热损失较大造成热能浪费，针对此现状，采用室内试验与工程优化相结合的办法，筛选优质保温材料，应用气凝胶+双层硅酸钙保温结构改造不合格保温管线，降低蒸汽输送过程中的热损失，平均表面热流密度由384w/m

7、2降至115w/m2、千米管线热损失率由4.2%降至1.08%,降低了输汽沿程热量损失，实现了降本增效的目的。参考文献：[1]邓忠生.气凝胶应用研究进展[J].材料导报，1999（6）：54〜57.作者简介：杨刚（1978〜），男，工程师，2006年毕业于东北大学工程热物理专业，现在辽河金马油田开发公司生产技术科从事油气田生产管理工作。