油田注汽管線熱損失分析與保溫技術研究

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1、油田注汽管線熱損失分析與保溫技術研究油田注汽管線熱損失分析與保溫技術研究劉建橋高月瀅石濤楊蕾(中國石油新疆油田重油開發(fā)公司工藝研究所新疆克拉瑪依834000)工業(yè)技術●I[摘要]通過對油田注汽管線熱損失測試數據進行歸類分析和總結,以便掌握油田地面注汽系統(tǒng)的能源消耗狀況和水平,從而明確系統(tǒng)的節(jié)能技術改造方向.對輸汽管道,閥門,管托,放空閥,活動管段,連接卡箍及井口設備進一步實施注汽管線節(jié)能技術改造具有十分重要的意義.本文通過采用注汽管線保溫新技術,新工藝以及降低注汽線支架散熱損失技術,大大降低了油田能源消耗量和

2、生產成本,為油田生產節(jié)約挖潛,降本增效提供了扎實的技術支持.[關鍵詞]油田注汽管線熱損失保溫技術中圖分類號:TE93文獻標識碼:A文章編號:1009—914X(201I)08一OOl5-02前言注汽管道是用來輸送注汽鍋爐生產的高溫高壓濕飽和蒸汽,輸送的濕飽和蒸汽干度為≤80%,管道工作壓力一般為6～l2a,工作溫度為275～324℃.注汽管線敷設方式采用低支架架空敷設,采用水泥支墩和鋼支架支撐固定,注汽管線每5m設一個活動支架,50m設一個方形補償器.通過對注汽管線的保溫散熱損失進行調查測試掌握了第一手資料,

3、測試的主要部分為:管線,支撐,彎頭,閥門和法蘭四部分,為做好注汽管線節(jié)能技術改造提供基礎數據,為降低新疆油田公司的能源消耗量和生產成本,提供技術支持.1測試依據與內窖測試依據標準sY/T642卜1999《設備及管道散熱損失的測定》,采用表面溫度法進行測試計算.1.1測試設計調查測試管線:為了使測試結果具有普遍性對測試的106條注汽管線,以不同建設年代,不同作業(yè)區(qū)塊劃分,分別進行注汽管線散熱損失及其構成情況分析.粗略測試管線:由供熱站鍋爐出口至計量站的注汽管線,保溫段每200m~試1個截面,每條注汽管線測試伸縮

4、彎管段截面2個,支撐2個.閥門及其他部件等散熱異常部位,單獨布點測試.詳細測試管線:由供熱站鍋爐出口至計量站的注汽管線,保溫段每50m測試1個截面,伸縮彎管段每250m測試1個截面,支撐每500m測試1個.閥門及其他部件等散熱異常部位,單獨布點測試.12測試參數管線散熱損失,表面溫度,環(huán)境溫度,風速,介質溫度,介質壓力,裸管溫度,保溫管線外徑等,統(tǒng)計管線支撐及彎管數量.2測試數據分析注汽管線熱損失構成:測試的注汽管線總長246.3km,如圖l所示,直管段散熱損失為26689.67kW,占總散熱損失的77.5%

5、:彎頭散熱損失為2245.80kw,占總散熱損失的6.5%:支撐散熱損失為4677.1OkW,占總散熱損失的13.6%:潤,法蘭散熱損失為805.70kW,占總散熱損失的2.3%:管線總散熱損失為344】8.27kW.慧絨耥供圖1注汽管線熱損失構成3測試分析3.1保護層散熱損失直管段散熱量占總散熱量的平均百分比為77.5%,超過平均百分比的管線有48條,占總數的45.3%.注汽管線保護層有三種方式:鍍鋅鐵皮88條,鋁箔ii條,玻璃纖維布7條:同一條注汽管線上也有采用兩種或三種不同的保溫方式.(1)管線保護層為

6、鍍鋅鐵皮與玻璃布刷黃漆能量損失差異管線散熱量占管線總散熱量最高的一條爐管線,其測算結果如表I:由上表可看出:在同一條管線上分別采用玻璃纖維布及鍍鋅鐵皮作為注汽管線外保護層,保溫效果差異顯著,玻璃纖維布的平均線熱流密度高出鍍鋅鐵皮3.9倍.整條管線如果全采用鍍鋅鐵皮作為注汽管線外保護層,管線總散熱量將為483.1kw,比現狀降低66.1%:如果全采用玻璃纖維布作為注汽管線外保護層,管線總散熱量將為1874.2kW,比現狀將增加31.6%:全采用玻璃纖維布和鍍鋅鐵皮者相比管線散熱量相差74.2%.(2)管線保護層

7、為鋁箔和鍍鋅鐵皮能量損失差異由表2可看出:注汽管線外保護層為鋁箔時,線散熱量為120.2W/m,保護層為鍍鋅鐵皮時,線散熱量為137.6W/m,鋁箔比鍍鋅鐵皮散熱量降低12.7%.32支撐散熱損失共測注汽管線支撐401個,平均散熱損失為70.1W/個,分為6種形式,其中采取保溫措施的有5種.未保溫的支撐平均散熱損失遠遠高于其它5種保溫支撐,為iI2.7w/個,5種保溫支撐平均散熱損失為65.5W/個.兩者相比較支撐平均散熱損失將降4i.9%.支撐形式:未保溫,硅酸鹽涂層,雙層方盒,單層方盒,鍍鋅鐵皮,全包入式

8、(i)不同支撐能量損失表由表3可以看出:5種保溫支撐中采用保溫材料加鍍鋅鐵皮結構的支撐平均散熱損失最低為20.4W/個,采用方盒形式的支撐平均散熱損失基本相同,兩層方盒的為65.9w/個,單層方盒的為67.9W/個,采用硅酸鹽涂層保溫的支撐由于環(huán)境條件及使用時間較長導致部分保溫層破損,使得散熱損失增大,平均散熱損失為75.1W/個,采用支撐的鋼架構件全部包入管線方式的支撐,平均散熱損失為80.ow/