油田用保溫材料及結(jié)構(gòu)的選擇
1.長集輸管線及熱水管線:一般介質(zhì)溫度50~90℃,稠油熱采集輸管線可達(dá)120~180℃。100℃以下可以使用普通聚氨酯泡沫夾克管;140℃以下應(yīng)使用無氟發(fā)泡耐高溫(150℃)異氰脲酸酯泡沫;超過140℃的管線,應(yīng)使用無機(jī)保溫材料,或無機(jī)有機(jī)復(fù)合保溫材料。應(yīng)注重提高聚氨酯泡沫的防腐性及阻燃性,提高補(bǔ)口的嚴(yán)密性及耐久性。特殊部位及重點工程可考慮使用噴涂聚脲彈性體材料做防腐層及泡沫的外護(hù)層。
2.稠油熱采注蒸汽管線及其它中高溫管線:介質(zhì)溫度270~360℃及150~450℃,應(yīng)使用無機(jī)保溫材料,如高密度硅酸鹽復(fù)合絕熱管殼、超輕憎水硅酸鈣、防水珍珠巖、高密度玻璃棉管殼或無機(jī)復(fù)合管殼等,根據(jù)地埋及地面不同情況選擇不同的材料、結(jié)構(gòu)及外護(hù)。在該溫度下設(shè)計低輻射傳熱結(jié)構(gòu)可顯著減薄保溫厚度,并可提高保溫效率。關(guān)鍵要注重配套技術(shù),如膨脹節(jié)、彎頭、支撐、閥門法蘭等異型件的合理設(shè)計及保溫防水。
3.加熱爐及鍋爐:襯里材料好使用硬質(zhì)高強(qiáng)絕熱材料、耐火澆注料及噴涂耐火料。外表面保溫好使用快速固化憎水硅酸鹽復(fù)合絕熱涂料及強(qiáng)度高的憎水抹面層。
4.容器及貯油罐:可以使用復(fù)合硅酸鹽保溫氈、離心玻璃棉氈、快速固化憎水硅酸鹽復(fù)合絕熱涂料、薄層隔熱反射涂料等,并輔以相應(yīng)的保溫結(jié)構(gòu)。應(yīng)注重強(qiáng)化罐底、上檐邊及接點部位的保溫防水。對于成品油罐一般不保溫,但夏天為安全起見,采用噴灑大量水來降溫,既浪費了寶貴的水資源,又易造成罐體腐蝕。可采用薄層隔熱反射涂料,完全可滿足使用要求。
5.裂解爐的內(nèi)襯里:由于溫度高,加上熱氣流及熱物料的沖刷作用,要求內(nèi)襯里材料耐溫高,并耐摩擦耐沖刷,高溫下長期使用不收縮不脫落,可以選用高強(qiáng)絕熱材料輔以耐高溫的保溫涂料相結(jié)合,也可使用輕質(zhì)耐火澆注料,這樣使用壽命較長。
6.再生器是石化行業(yè)效益最高的設(shè)備之一,目前問題較多,已發(fā)現(xiàn)爐體鋼板有嚴(yán)重的應(yīng)力腐蝕裂紋,并較為普遍。內(nèi)部溫度一般在700~750℃襯,關(guān)鍵是襯里厚度及結(jié)構(gòu)不合理,長期使用產(chǎn)生收縮裂紋,熱煙氣中有腐蝕氣體外竄到鋼板,加上外保溫不夠,內(nèi)外溫差太大,造成應(yīng)力腐蝕。內(nèi)襯里可使用高強(qiáng)耐高溫絕熱材料,外保溫使用合適厚度的憎水硅酸鹽復(fù)合絕熱涂料,在某煉廠再生器改造工程中設(shè)計該結(jié)構(gòu),使用效果良好。
7.冷管線及冷設(shè)備:目前大量應(yīng)用的仍是聚氨酯泡沫及泡沫玻璃,效果不錯,但價格偏貴。聚氨酯泡沫適合一般保冷(-40℃以上),但蒸汽清線時容易燒壞保冷層,因此宜用耐高溫泡沫塑料。泡沫玻璃適合深冷保冷,如液氮、液化天然氣等,但價格太貴。保冷關(guān)鍵是保溫材料要有一定的抗壓強(qiáng)度,使用溫度下長期不收縮不變形,防水效果好,導(dǎo)熱系數(shù)低,結(jié)構(gòu)要求嚴(yán)密性好,不透氣,設(shè)計時的外表面溫度高于當(dāng)時露點溫度約1~2℃。為降低造價,可考慮使用防水珍珠巖制品、整體憎水硅酸鈣制品、高密度聚乙烯泡沫、憎水復(fù)合硅酸鹽型材或復(fù)合結(jié)構(gòu)等,但材料一定要干透,質(zhì)量含水率在3% 以下,并要有相應(yīng)的保冷結(jié)構(gòu)相配套。未來液化天然氣(LNG)的貯存、輸送將需高效深冷保冷材料及保冷結(jié)構(gòu)。
8.異型熱力件:閥門、法蘭、三通、彎頭等部位,原則上使用同種材料,但要考慮脹縮系數(shù)的影響,有的硬質(zhì)保溫型材施工困難,可以使用導(dǎo)熱系數(shù)相近的軟質(zhì)材料或硅酸鹽復(fù)合絕熱涂料與其復(fù)合使用,效果好。當(dāng)然也可使用裝卸方便的預(yù)制保溫套。
9.支撐部位的隔熱:是保溫結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié),應(yīng)使用隔熱管托。根據(jù)管線的長短及走向,可以設(shè)計成三種型式:固定型、滑動型、導(dǎo)向型,采用高強(qiáng)耐高溫?zé)o機(jī)絕熱材料,設(shè)計特定的管托固定結(jié)構(gòu)以保證運行安全和絕熱效果。