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油田用保温材料及结构的选择

2016-05-07 17:05:26 

1.长集输管线及热水管线:一般介质温度50~90℃,稠油热采集输管线可达120~180℃。100℃以下可以使用普通聚氨酯泡沫夹克管;140℃以下应使用无氟发泡耐高温(150℃)异氰脲酸酯泡沫;超过140℃的管线,应使用无机保温材料,或无机有机复合保温材料。应注重提高聚氨酯泡沫的防腐性及阻燃性,提高补口的严密性及耐久性。特殊部位及重点工程可考虑使用喷涂聚脲弹性体材料做防腐层及泡沫的外护层。

2.稠油热采注蒸汽管线及其它中高温管线:介质温度270~360℃及150~450℃,应使用无机保温材料,如高密度硅酸盐复合绝热管壳、超轻憎水硅酸钙、防水珍珠岩、高密度玻璃棉管壳或无机复合管壳等,根据地埋及地面不同情况选择不同的材料、结构及外护。在该温度下设计低辐射传热结构可显著减薄保温厚度,并可提高保温效率。关键要注重配套技术,如膨胀节、弯头、支撑、阀门法兰等异型件的合理设计及保温防水。

3.加热炉及锅炉:衬里材料最好使用硬质高强绝热材料、耐火浇注料及喷涂耐火料。外表面保温最好使用快速固化憎水硅酸盐复合绝热涂料及强度高的憎水抹面层。

4.容器及贮油罐:可以使用复合硅酸盐保温毡、离心玻璃棉毡、快速固化憎水硅酸盐复合绝热涂料、薄层隔热反射涂料等,并辅以相应的保温结构。应注重强化罐底、上檐边及接点部位的保温防水。对于成品油罐一般不保温,但夏天为安全起见,采用喷洒大量水来降温,既浪费了宝贵的水资源,又易造成罐体腐蚀。可采用薄层隔热反射涂料,完全可满足使用要求。

5.裂解炉的内衬里:由于温度高,加上热气流及热物料的冲刷作用,要求内衬里材料耐温高,并耐摩擦耐冲刷,高温下长期使用不收缩不脱落,可以选用高强绝热材料辅以耐高温的保温涂料相结合,也可使用轻质耐火浇注料,这样使用寿命较长。

6.再生器是石化行业效益最高的设备之一,目前问题较多,已发现炉体钢板有严重的应力腐蚀裂纹,并较为普遍。内部温度一般在700~750℃衬,关键是衬里厚度及结构不合理,长期使用产生收缩裂纹,热烟气中有腐蚀气体外窜到钢板,加上外保温不够,内外温差太大,造成应力腐蚀。内衬里可使用高强耐高温绝热材料,外保温使用合适厚度的憎水硅酸盐复合绝热涂料,在某炼厂再生器改造工程中设计该结构,使用效果良好。

7.冷管线及冷设备:目前大量应用的仍是聚氨酯泡沫及泡沫玻璃,效果不错,但价格偏贵。聚氨酯泡沫适合一般保冷(-40℃以上),但蒸汽清线时容易烧坏保冷层,因此宜用耐高温泡沫塑料。泡沫玻璃适合深冷保冷,如液氮、液化天然气等,但价格太贵。保冷关键是保温材料要有一定的抗压强度,使用温度下长期不收缩不变形,防水效果好,导热系数低,结构要求严密性好,不透气,设计时的外表面温度高于当时露点温度约1~2℃。为降低造价,可考虑使用防水珍珠岩制品、整体憎水硅酸钙制品、高密度聚乙烯泡沫、憎水复合硅酸盐型材或复合结构等,但材料一定要干透,质量含水率在3%以下,并要有相应的保冷结构相配套。未来液化天然气(LNG)的贮存、输送将需高效深冷保冷材料及保冷结构。

8.异型热力件:阀门、法兰、三通、弯头等部位,原则上使用同种材料,但要考虑胀缩系数的影响,有的硬质保温型材施工困难,可以使用导热系数相近的软质材料或硅酸盐复合绝热涂料与其复合使用,效果好。当然也可使用装卸方便的预制保温套。

9.支撑部位的隔热:是保温结构中的薄弱环节,应使用隔热管托。根据管线的长短及走向,可以设计成三种型式:固定型、滑动型、导向型,采用高强耐高温无机绝热材料,设计特定的管托固定结构以保证运行安全和绝热效果。

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