太空隔热涂料在大港油田金属储罐保温上的应用

2015-10-26周松项勇大港油田采油工艺研究院

石油石化节能 2015年3期

周松　项勇（大港油田采油工艺研究院）

周松项勇（大港油田采油工艺研究院）

油田储罐保温对于节能降耗具有重要意义。罐顶由于没有合适的保温材料一般不采取保温措施。新型太空隔热涂料综合了涂料和保温材料的双重特性，具有传热系数低、反射率高、整体密封性好和防腐等特点，改变了传统的保温模式，避免了因保温材料吸水造成的保温效果下降和外壁腐蚀，同时解决了浮顶罐罐顶保温问题，为浮顶罐罐顶保温提供了一条有效的途径。

金属储罐浮顶罐太空隔热涂料

引言

金属储罐是油田生产的重要设备，按功能可分为原油脱水罐、合格原油罐、污水罐和滤后水罐等。脱水罐一般为固定顶罐，主要作用是进行原油沉降脱水。为提高油水分离效率，脱水沉降罐需维持一定的处理温度。合格原油储罐主要布置在联合站内脱水工艺流程的下游，用来储存脱水合格的原油，罐内温度一般较高，特别是处理稠油的联合站，罐内温度常在70℃以上，如不采取保温措施，会造成热量大量损失。因此，对金属储罐做好保温措施，对于节能降耗具有重要意义。

1　油田储罐保温现状

目前，金属储罐的保温主要对罐壁保温［1］。对于固定顶罐，罐顶与内部液面之间充满着油蒸汽，由于蒸汽导热系数小，使罐顶的传热系数小于罐壁的传热系数，罐顶散热量较小，因此，一般仅对固定顶罐的罐壁进行保温。浮顶罐罐顶保温必须考虑负载、防潮和施工等影响，由于浮顶罐罐顶面积较大，所需保温材料多，保温层重量会超过罐顶的允许负载；同时，由于常规保温材料易吸水，从而导致保温效果下降，并且会腐蚀罐顶。

大港油田储罐常用的保温措施是在罐壁安装保温层。主要做法是采用角钢和扁钢做成保温层固定结构，将保温材料通过钢带等固定，最后安装保护层。保温效果取决于保温材料及施工质量。

由于空气的导热系数低，因此传统的保温材料多是提高气相孔隙率，从而降低导热系数。大港油田储罐常用保温材料是岩棉、珍珠岩和硅酸盐材料，这些保温材料具有导热系数低的特点，能够实现对储罐的保温。由于传统保温材料多为固体材料，具有易吸水的特点，在使用中还存在一些无法解决的问题。

2　油田储罐保温存在问题

1）由于保护层施工不当，拼缝搭接宽度不够，在受到外力作用时，容易翘边开缝，从而导致保温层进水。保温层属于多孔结构，容易吸水，吸水后的保温层不但降低了保温效果，而且会对罐体造成腐蚀。

2）由于保温材料的限制等原因，罐顶一般不做保温［2］，导致罐顶存在散热现象，特别是浮顶罐散热严重。浮顶罐在满罐情况下，罐顶面积占总散热面积的30%以上，且随着罐容量的增大而增大。在实际生产中，储罐不可能装满，随着液位降低，罐顶所占的散热面积比例会越来越大，从而导致散热严重。

3）型材类保温材料要拼装施工，存在接缝多、防水性差、使用寿命短等缺点。

在固体保温材料不能解决以上问题的情况下，液体隔热保温涂料逐渐成为储罐保温的选择。首先在建筑保温行业应用规模广，建筑行业主要对非金属表面进行保温。但石油行业多对金属设备进行保温，如液体隔热保温涂料应用在金属设备上，需要解决金属设备的防腐问题，需要改进涂料的组分或在金属表面设置防水层或外护层［3］。所以，液体隔热保温涂料在石油行业的应用还较少。

3.1 术前干预对入院后将要行髂腹股沟清扫术的患者给予综合评估，劝其戒烟、戒酒，对那些烟或酒成瘾的患者，从源头上不许家属带进病房，不许私自去买，发现没收。可以让患者喝点茶，看看书，听喜欢的广播，看感兴趣的电视节目，转移他们的注意力。按照医嘱做好血糖的监控和胰岛素的注射，使血糖控制在可控范围内。还要督促患者做好饮食的控制，准时吃药。对于那些BMI超高的患者，使其控制饮食，积极锻炼身体，也许锻炼的时间有限，但可以培养患者锻炼的习惯。做好患者的心里安抚工作，告知手术方式，提醒患者淋巴漏是清扫手术的常见并发症，让其有所心里准备，同时讲明淋巴漏的相应处理方法，使其安心。

3　太空隔热涂料

太空隔热涂料起源于太空飞行器的传热控制问题，这种涂料是由一些悬浮于惰性乳胶中的微小陶瓷颗粒构成，主要表现为：高反射率、高辐射率、低导热系数、低蓄热系数等热工性能，具有较强的隔热功能。

大港油田应用的某新型太空隔热涂料主要由特种陶瓷微珠、惰性乳胶和二氧化钛组成，具有良好的隔热、防腐作用。涂料涂刷后能在物体表面形成由封闭陶瓷微珠连接在一起的三维网络空心结构，这样的陶瓷微珠和微珠之间形成了一个个叠夹的静态空气组，也就是一个个隔热保温单元，涂层导热系数能达到0.04W/（m·K），可以有效阻止热量传导；形成的涂膜可以反射大量红外线，防止红外线对物体进行加热，隔热保温效果可达90%左右；涂料中添加的颜填料具有很高的耐酸碱性，可起到防腐作用。

4　太空隔热涂料的应用

首先在南部稠油油田官一联、南一联等站应用了新型隔热涂料，取得了较好的效果。以官一联为例，进一步了解新型隔热涂料的应用情况。

4.1工艺现状

官一联主要负责所辖区块的原油脱水及合格原油外输，日处理液量12000m3，日外输原油2480t。由于该区域原油属高凝稠油，因此沉降脱水温度及外输温度均较高。官一联站内有1具5000m3脱水沉降罐和2具油罐。其中沉降罐是固定顶罐，沉降脱水温度50℃；2具油罐是浮顶罐，储油温度70～75℃。官一联站内主要工艺流程如下：

系统来液→三相分离器→沉降罐→加热炉→热化学脱水器→原油稳定→好油罐→加热炉→外输

3具储罐均在罐壁采用岩棉保温，由于岩棉易吸水，保温效果较差。罐顶未采取保温措施，腐蚀程度严重。

4.2施工工艺

2011年对2具浮顶罐罐顶及沉降罐进行了太空隔热涂料施工。太空隔热涂料的施工工艺与普通涂料施工工艺基本相同，根据需要达到的保温效果选择涂层厚度，第一次厚度应小于0.3mm，以后每层的厚度在0.3～0.5mm。多层施工时，必须在前一层完全干燥后方可进行，逐层施工到需要的厚度，官一联涂料施工厚度为2mm，1#浮顶罐和沉降罐采用喷枪喷涂，2#浮顶罐采用手工涂刷。

4.3应用效果测试

施工完成后，采用破坏性检测方法，对太空隔热涂料保温效果进行检测。检测条件：环境温度15℃，1#浮顶罐罐内温度72℃，2#浮顶罐罐内温度70℃，沉降罐罐内温度50℃。检测结果见表1。