周松　項(xiàng)勇（大港油田采油工藝研究院）

太空隔熱涂料在大港油田金屬儲(chǔ)罐保溫上的應(yīng)用

周松項(xiàng)勇（大港油田采油工藝研究院）

油田儲(chǔ)罐保溫對(duì)于節(jié)能降耗具有重要意義。罐頂由于沒(méi)有合適的保溫材料一般不采取保溫措施。新型太空隔熱涂料綜合了涂料和保溫材料的雙重特性，具有傳熱系數(shù)低、反射率高、整體密封性好和防腐等特點(diǎn)，改變了傳統(tǒng)的保溫模式，避免了因保溫材料吸水造成的保溫效果下降和外壁腐蝕，同時(shí)解決了浮頂罐罐頂保溫問(wèn)題，為浮頂罐罐頂保溫提供了一條有效的途徑。

金屬儲(chǔ)罐浮頂罐太空隔熱涂料

引言

金屬儲(chǔ)罐是油田生產(chǎn)的重要設(shè)備，按功能可分為原油脫水罐、合格原油罐、污水罐和濾后水罐等。脫水罐一般為固定頂罐，主要作用是進(jìn)行原油沉降脫水。為提高油水分離效率，脫水沉降罐需維持一定的處理溫度。合格原油儲(chǔ)罐主要布置在聯(lián)合站內(nèi)脫水工藝流程的下游，用來(lái)儲(chǔ)存脫水合格的原油，罐內(nèi)溫度一般較高，特別是處理稠油的聯(lián)合站，罐內(nèi)溫度常在70℃以上，如不采取保溫措施，會(huì)造成熱量大量損失。因此，對(duì)金屬儲(chǔ)罐做好保溫措施，對(duì)于節(jié)能降耗具有重要意義。

1　油田儲(chǔ)罐保溫現(xiàn)狀

目前，金屬儲(chǔ)罐的保溫主要對(duì)罐壁保溫［1］。對(duì)于固定頂罐，罐頂與內(nèi)部液面之間充滿著油蒸汽，由于蒸汽導(dǎo)熱系數(shù)小，使罐頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)小于罐壁的傳熱系數(shù)，罐頂散熱量較小，因此，一般僅對(duì)固定頂罐的罐壁進(jìn)行保溫。浮頂罐罐頂保溫必須考慮負(fù)載、防潮和施工等影響，由于浮頂罐罐頂面積較大，所需保溫材料多，保溫層重量會(huì)超過(guò)罐頂?shù)脑试S負(fù)載；同時(shí)，由于常規(guī)保溫材料易吸水，從而導(dǎo)致保溫效果下降，并且會(huì)腐蝕罐頂。

大港油田儲(chǔ)罐常用的保溫措施是在罐壁安裝保溫層。主要做法是采用角鋼和扁鋼做成保溫層固定結(jié)構(gòu)，將保溫材料通過(guò)鋼帶等固定，最后安裝保護(hù)層。保溫效果取決于保溫材料及施工質(zhì)量。

由于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)低，因此傳統(tǒng)的保溫材料多是提高氣相孔隙率，從而降低導(dǎo)熱系數(shù)。大港油田儲(chǔ)罐常用保溫材料是巖棉、珍珠巖和硅酸鹽材料，這些保溫材料具有導(dǎo)熱系數(shù)低的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)儲(chǔ)罐的保溫。由于傳統(tǒng)保溫材料多為固體材料，具有易吸水的特點(diǎn)，在使用中還存在一些無(wú)法解決的問(wèn)題。

2　油田儲(chǔ)罐保溫存在問(wèn)題

1）由于保護(hù)層施工不當(dāng)，拼縫搭接寬度不夠，在受到外力作用時(shí)，容易翹邊開縫，從而導(dǎo)致保溫層進(jìn)水。保溫層屬于多孔結(jié)構(gòu)，容易吸水，吸水后的保溫層不但降低了保溫效果，而且會(huì)對(duì)罐體造成腐蝕。

2）由于保溫材料的限制等原因，罐頂一般不做保溫［2］，導(dǎo)致罐頂存在散熱現(xiàn)象，特別是浮頂罐散熱嚴(yán)重。浮頂罐在滿罐情況下，罐頂面積占總散熱面積的30%以上，且隨著罐容量的增大而增大。在實(shí)際生產(chǎn)中，儲(chǔ)罐不可能裝滿，隨著液位降低，罐頂所占的散熱面積比例會(huì)越來(lái)越大，從而導(dǎo)致散熱嚴(yán)重。

3）型材類保溫材料要拼裝施工，存在接縫多、防水性差、使用壽命短等缺點(diǎn)。

在固體保溫材料不能解決以上問(wèn)題的情況下，液體隔熱保溫涂料逐漸成為儲(chǔ)罐保溫的選擇。首先在建筑保溫行業(yè)應(yīng)用規(guī)模廣，建筑行業(yè)主要對(duì)非金屬表面進(jìn)行保溫。但石油行業(yè)多對(duì)金屬設(shè)備進(jìn)行保溫，如液體隔熱保溫涂料應(yīng)用在金屬設(shè)備上，需要解決金屬設(shè)備的防腐問(wèn)題，需要改進(jìn)涂料的組分或在金屬表面設(shè)置防水層或外護(hù)層［3］。所以，液體隔熱保溫涂料在石油行業(yè)的應(yīng)用還較少。

3.1 術(shù)前干預(yù) 對(duì)入院后將要行髂腹股溝清掃術(shù)的患者給予綜合評(píng)估，勸其戒煙、戒酒，對(duì)那些煙或酒成癮的患者，從源頭上不許家屬帶進(jìn)病房，不許私自去買，發(fā)現(xiàn)沒(méi)收?？梢宰尰颊吆赛c(diǎn)茶，看看書，聽喜歡的廣播，看感興趣的電視節(jié)目，轉(zhuǎn)移他們的注意力。按照醫(yī)囑做好血糖的監(jiān)控和胰島素的注射，使血糖控制在可控范圍內(nèi)。還要督促患者做好飲食的控制，準(zhǔn)時(shí)吃藥。對(duì)于那些BMI超高的患者，使其控制飲食，積極鍛煉身體，也許鍛煉的時(shí)間有限，但可以培養(yǎng)患者鍛煉的習(xí)慣。做好患者的心里安撫工作，告知手術(shù)方式，提醒患者淋巴漏是清掃手術(shù)的常見并發(fā)癥，讓其有所心里準(zhǔn)備，同時(shí)講明淋巴漏的相應(yīng)處理方法，使其安心。

3　太空隔熱涂料

太空隔熱涂料起源于太空飛行器的傳熱控制問(wèn)題，這種涂料是由一些懸浮于惰性乳膠中的微小陶瓷顆粒構(gòu)成，主要表現(xiàn)為：高反射率、高輻射率、低導(dǎo)熱系數(shù)、低蓄熱系數(shù)等熱工性能，具有較強(qiáng)的隔熱功能。

大港油田應(yīng)用的某新型太空隔熱涂料主要由特種陶瓷微珠、惰性乳膠和二氧化鈦組成，具有良好的隔熱、防腐作用。涂料涂刷后能在物體表面形成由封閉陶瓷微珠連接在一起的三維網(wǎng)絡(luò)空心結(jié)構(gòu)，這樣的陶瓷微珠和微珠之間形成了一個(gè)個(gè)疊夾的靜態(tài)空氣組，也就是一個(gè)個(gè)隔熱保溫單元，涂層導(dǎo)熱系數(shù)能達(dá)到0.04W/（m·K），可以有效阻止熱量傳導(dǎo)；形成的涂膜可以反射大量紅外線，防止紅外線對(duì)物體進(jìn)行加熱，隔熱保溫效果可達(dá)90%左右；涂料中添加的顏填料具有很高的耐酸堿性，可起到防腐作用。

4　太空隔熱涂料的應(yīng)用

首先在南部稠油油田官一聯(lián)、南一聯(lián)等站應(yīng)用了新型隔熱涂料，取得了較好的效果。以官一聯(lián)為例，進(jìn)一步了解新型隔熱涂料的應(yīng)用情況。

4.1工藝現(xiàn)狀

官一聯(lián)主要負(fù)責(zé)所轄區(qū)塊的原油脫水及合格原油外輸，日處理液量12000m3，日外輸原油2480t。由于該區(qū)域原油屬高凝稠油，因此沉降脫水溫度及外輸溫度均較高。官一聯(lián)站內(nèi)有1具5000m3脫水沉降罐和2具油罐。其中沉降罐是固定頂罐，沉降脫水溫度50℃；2具油罐是浮頂罐，儲(chǔ)油溫度70～75℃。官一聯(lián)站內(nèi)主要工藝流程如下：

系統(tǒng)來(lái)液→三相分離器→沉降罐→加熱爐→熱化學(xué)脫水器→原油穩(wěn)定→好油罐→加熱爐→外輸

3具儲(chǔ)罐均在罐壁采用巖棉保溫，由于巖棉易吸水，保溫效果較差。罐頂未采取保溫措施，腐蝕程度嚴(yán)重。

4.2施工工藝

2011年對(duì)2具浮頂罐罐頂及沉降罐進(jìn)行了太空隔熱涂料施工。太空隔熱涂料的施工工藝與普通涂料施工工藝基本相同，根據(jù)需要達(dá)到的保溫效果選擇涂層厚度，第一次厚度應(yīng)小于0.3mm，以后每層的厚度在0.3～0.5mm。多層施工時(shí)，必須在前一層完全干燥后方可進(jìn)行，逐層施工到需要的厚度，官一聯(lián)涂料施工厚度為2mm，1#浮頂罐和沉降罐采用噴槍噴涂，2#浮頂罐采用手工涂刷。

4.3應(yīng)用效果測(cè)試

施工完成后，采用破壞性檢測(cè)方法，對(duì)太空隔熱涂料保溫效果進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)條件：環(huán)境溫度15℃，1#浮頂罐罐內(nèi)溫度72℃，2#浮頂罐罐內(nèi)溫度70℃，沉降罐罐內(nèi)溫度50℃。檢測(cè)結(jié)果見表1。

表1　太空隔熱涂料應(yīng)用效果

從表1可知，對(duì)于浮頂罐罐頂，噴涂隔熱涂料后1#罐和2#罐的罐頂溫度均有明顯下降，說(shuō)明罐頂散熱過(guò)程受到抑制，解決了浮頂罐罐頂不能保溫的問(wèn)題。

4.4節(jié)能效益

浮頂罐罐頂噴涂隔熱涂料后，提高了后端加熱爐進(jìn)口溫度，由65℃上升至70℃。每天官一聯(lián)外輸原油2480t，外輸溫度84℃，隨著進(jìn)口溫度上升，加熱爐耗氣量減少，每年減少耗氣量33.2× 104m3，節(jié)能效益顯著。

5　結(jié)論

太空隔熱涂料具有良好的隔熱保溫性能，施工簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)效益好，其在油田儲(chǔ)罐的應(yīng)用，改變了保溫材料吸水造成的保溫效果下降和外壁腐蝕問(wèn)題；解決了浮頂罐罐頂不能保溫的問(wèn)題，同時(shí)為油田站場(chǎng)內(nèi)的各類容器保溫提供了良好借鑒。

［1］倪建樂(lè).大型浮頂罐罐頂?shù)母魺岜兀跩］.油氣儲(chǔ)運(yùn)，1992，11（5）：28-32.

［2］彭新寶.保溫涂料在外浮頂罐的應(yīng)用［J］.節(jié)能，2007，11（304）：41-44.

［3］呂霞.保溫涂料的研究現(xiàn)狀及其展望［J］.涂料工業(yè)，2011，41（3）：45-48.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.003.010

2014-05-20）

周松，工程師，2010年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）（油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)），從事油氣田地面工程方案編制、地面新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備的推廣利用等工作，E-mail：zhousong2012@126.com，地址：天津市大港油田采油工藝研究院地面工藝室，300280。