太空隔熱涂料在大港油田金屬儲罐保溫上的應用

周松　項勇（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罐保溫上的應用

周松項勇（大港油田采油工藝研究院）

油田儲罐保溫對于節能降耗具有重要意義。罐頂由于沒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，具有傳熱系數低、反射率高、整體密封性好和防腐等特點，改變了傳統的保溫模式，避免了因保溫材料吸水造成的保溫效果下降和外壁腐蝕，同時解決了浮頂罐罐頂保溫問題，為浮頂罐罐頂保溫提供了一條有效的途徑。

金屬儲罐浮頂罐太空隔熱涂料

引言

金屬儲罐是油田生產的重要設備，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。合格原油儲罐主要布置在聯合站內脫水工藝流程的下游，用來儲存脫水合格的原油，罐內溫度一般較高，特別是處理稠油的聯合站，罐內溫度常在70℃以上，如不采取保溫措施，會造成熱量大量損失。因此，對金屬儲罐做好保溫措施，對于節能降耗具有重要意義。

1　油田儲罐保溫現狀

目前，金屬儲罐的保溫主要對罐壁保溫［1］。對于固定頂罐，罐頂與內部液面之間充滿著油蒸汽，由于蒸汽導熱系數小，使罐頂的傳熱系數小于罐壁的傳熱系數，罐頂散熱量較小，因此，一般僅對固定頂罐的罐壁進行保溫。浮頂罐罐頂保溫必須考慮負載、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，保溫層重量會超過罐頂的允許負載；同時，由于常規保溫材料易吸水，從而導致保溫效果下降，并且會腐蝕罐頂。

大港油田儲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構，將保溫材料通過鋼帶等固定，最后安裝保護層。保溫效果取決于保溫材料及施工質量。

由于空氣的導熱系數低，因此傳統的保溫材料多是提高氣相孔隙率，從而降低導熱系數。大港油田儲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熱系數低的特點，能夠實現對儲罐的保溫。由于傳統保溫材料多為固體材料，具有易吸水的特點，在使用中還存在一些無法解決的問題。

2　油田儲罐保溫存在問題

1）由于保護層施工不當，拼縫搭接寬度不夠，在受到外力作用時，容易翹邊開縫，從而導致保溫層進水。保溫層屬于多孔結構，容易吸水，吸水后的保溫層不但降低了保溫效果，而且會對罐體造成腐蝕。

2）由于保溫材料的限制等原因，罐頂一般不做保溫［2］，導致罐頂存在散熱現象，特別是浮頂罐散熱嚴重。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。在實際生產中，儲罐不可能裝滿，隨著液位降低，罐頂所占的散熱面積比例會越來越大，從而導致散熱嚴重。

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。

在固體保溫材料不能解決以上問題的情況下，液體隔熱保溫涂料逐漸成為儲罐保溫的選擇。首先在建筑保溫行業應用規模廣，建筑行業主要對非金屬表面進行保溫。但石油行業多對金屬設備進行保溫，如液體隔熱保溫涂料應用在金屬設備上，需要解決金屬設備的防腐問題，需要改進涂料的組分或在金屬表面設置防水層或外護層［3］。所以，液體隔熱保溫涂料在石油行業的應用還較少。

3.1 術前干預 對入院后將要行髂腹股溝清掃術的患者給予綜合評估，勸其戒煙、戒酒，對那些煙或酒成癮的患者，從源頭上不許家屬帶進病房，不許私自去買，發現沒收。可以讓患者喝點茶，看看書，聽喜歡的廣播，看感興趣的電視節目，轉移他們的注意力。按照醫囑做好血糖的監控和胰島素的注射，使血糖控制在可控范圍內。還要督促患者做好飲食的控制，準時吃藥。對于那些BMI超高的患者，使其控制飲食，積極鍛煉身體，也許鍛煉的時間有限，但可以培養患者鍛煉的習慣。做好患者的心里安撫工作，告知手術方式，提醒患者淋巴漏是清掃手術的常見并發癥，讓其有所心里準備，同時講明淋巴漏的相應處理方法，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成，主要表現為：高反射率、高輻射率、低導熱系數、低蓄熱系數等熱工性能，具有較強的隔熱功能。

大港油田應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絡空心結構，這樣的陶瓷微珠和微珠之間形成了一個個疊夾的靜態空氣組，也就是一個個隔熱保溫單元，涂層導熱系數能達到0.04W/（m·K），可以有效阻止熱量傳導；形成的涂膜可以反射大量紅外線，防止紅外線對物體進行加熱，隔熱保溫效果可達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　太空隔熱涂料的應用

首先在南部稠油油田官一聯、南一聯等站應用了新型隔熱涂料，取得了較好的效果。以官一聯為例，進一步了解新型隔熱涂料的應用情況。

4.1工藝現狀

官一聯主要負責所轄區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。官一聯站內有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，儲油溫度70～75℃。官一聯站內主要工藝流程如下：

系統來液→三相分離器→沉降罐→加熱爐→熱化學脫水器→原油穩定→好油罐→加熱爐→外輸

3具儲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，腐蝕程度嚴重。

4.2施工工藝

2011年對2具浮頂罐罐頂及沉降罐進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，根據需要達到的保溫效果選擇涂層厚度，第一次厚度應小于0.3mm，以后每層的厚度在0.3～0.5mm。多層施工時，必須在前一層完全干燥后方可進行，逐層施工到需要的厚度，官一聯涂料施工厚度為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應用效果測試

施工完成后，采用破壞性檢測方法，對太空隔熱涂料保溫效果進行檢測。檢測條件：環境溫度15℃，1#浮頂罐罐內溫度72℃，2#浮頂罐罐內溫度70℃，沉降罐罐內溫度50℃。檢測結果見表1。

表1　太空隔熱涂料應用效果

從表1可知，對于浮頂罐罐頂，噴涂隔熱涂料后1#罐和2#罐的罐頂溫度均有明顯下降，說明罐頂散熱過程受到抑制，解決了浮頂罐罐頂不能保溫的問題。

4.4節能效益

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

5　結論

太空隔熱涂料具有良好的隔熱保溫性能，施工簡單，經濟效益好，其在油田儲罐的應用，改變了保溫材料吸水造成的保溫效果下降和外壁腐蝕問題；解決了浮頂罐罐頂不能保溫的問題，同時為油田站場內的各類容器保溫提供了良好借鑒。

［1］倪建樂.大型浮頂罐罐頂的隔熱保溫［J］.油氣儲運，1992，11（5）：28-32.

［2］彭新寶.保溫涂料在外浮頂罐的應用［J］.節能，2007，11（304）：41-44.

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

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.003.010

2014-05-20）

周松，工程師，2010年畢業于中國石油大學（華東）（油氣儲運工程專業），從事油氣田地面工程方案編制、地面新工藝、新技術和新設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。