保溫管托應(yīng)用于注汽管道的節(jié)能效果測(cè)試與分析

楊秀麗　鄭煒博　胡曉峰　鄭淑芳　劉曉雷

（1勝利油田技術(shù)檢測(cè)中心山東東營(yíng)2570002勝利油田魯勝公司山東東營(yíng)257000）

保溫管托應(yīng)用于注汽管道的節(jié)能效果測(cè)試與分析

楊秀麗1鄭煒博1胡曉峰1鄭淑芳1劉曉雷2

（1勝利油田技術(shù)檢測(cè)中心山東東營(yíng)2570002勝利油田魯勝公司山東東營(yíng)257000）

管托是注汽管道輸送工程中散熱損失最大的附件，減小管托散熱損失是降低管道總散熱損失的主要途徑，通過(guò)對(duì)普通管托與保溫管托的表面溫度及散熱損失進(jìn)行測(cè)試，分析保溫管托應(yīng)用于注汽管道的節(jié)能效果。

管托；散熱損失；節(jié)能

1　前言

隨著油田不斷的開(kāi)采，稠油油藏已成為油田可持續(xù)發(fā)展和穩(wěn)產(chǎn)的重要基地，稠油的開(kāi)采主要以注入蒸氣的方式采出，蒸氣通過(guò)注汽管道注入井筒，最大限度的減少注汽管道的散熱損失是提高管道節(jié)能效益的根本途徑，節(jié)約燃料的消耗，提高蒸汽干度，改善熱采效果。通過(guò)選用新型的高效保溫材料可以減少注氣管道輸送過(guò)程中的熱損失，而管托作為注汽管道的主要耗能附件，其造成的熱損失還未引起普遍的重視。

2　管托使用現(xiàn)狀

管托是注汽管道的重要組成部分，目前油田在注汽管道上使用的管托大部分是普通管托，即將直接鋼制管托支撐板與管道焊接在一起[1]，底部放置在支架梁上，管托通過(guò)肋板和支撐板導(dǎo)熱、裸露面散熱，把蒸氣攜帶的熱量散發(fā)到大氣中，造成熱能的損失。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，油田常用的固定式注汽管道155km，管托2.5萬(wàn)余個(gè)，投產(chǎn)10年以上的管道管托未保溫或用保溫棉覆蓋進(jìn)行保溫，最高外表面溫度達(dá)到212℃，熱流密度為2963 W/m2；投產(chǎn)10年以內(nèi)的管道管托由于支撐板與肋板部分與管道一起保溫，裸露面積較小，但平均外表面溫度也有103℃，熱流密度為1248W/m2，遠(yuǎn)超過(guò)GB/T8174的標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。由此可見(jiàn)，目前油田注汽管道使用的管托散熱損失均未能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

3　保溫管托散熱損失的測(cè)試

保溫管托是由兩個(gè)半徑與蒸氣管道相配的半形卡箍與支撐板組成，在半形卡箍與蒸汽管道之間內(nèi)襯有微孔硅酸鈣保溫材料，有效隔絕支撐板與高溫注汽管道之間的熱傳遞，大大降低了管托向大氣的傳熱。以某廠301注汽管道管托為測(cè)試對(duì)象，該管道管長(zhǎng)2500m，普通管托384個(gè)，輸送蒸氣溫度348℃，蒸氣壓力17MPa，蒸氣干度88%。2015年2月對(duì)該管道的部分普通管托進(jìn)行改造，以保溫管托替代原有的普通管托，并對(duì)改造前后的管托散熱損失進(jìn)行了節(jié)能效果對(duì)比測(cè)試，測(cè)試選用表面溫度法[3]。測(cè)試儀器選用綜合測(cè)速儀Testo435和遠(yuǎn)紅外光學(xué)測(cè)速儀MX4PC。在單個(gè)管托的裸露處的陽(yáng)面和陰面分別選取2個(gè)測(cè)點(diǎn)，并在每個(gè)測(cè)點(diǎn)四周的圓面上分別測(cè)3次，取其平均溫度值，再用表面溫度法計(jì)算出管托的散熱損失。

4　節(jié)能效果分析

普通管托和保溫管托的散熱損失測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。從表1中可以看出：

4.1普通管托的平均熱流密度為1904.7 W/m2，保溫管托的平均熱流密度為257.7 W/m2，保溫效率達(dá)到了86.5%。普通管托普通管托的散熱損失為117.33W，保溫管托的散熱損失為11.96W，保溫管托的相對(duì)節(jié)能率為89.8%。

表1　管托散熱損失測(cè)試結(jié)果匯總表

4.2將普通管托改造成保溫管托后，僅301管道可節(jié)約熱量40.46kW，管托散熱損失占管網(wǎng)散熱損失的比例由18.5%降低到2.3%，井口蒸氣干度由83%提高到84%，每年可節(jié)約標(biāo)煤約43.5t。按油田常用的固定式注汽管道連續(xù)運(yùn)行255天計(jì)算，保溫管托替代普通管托每年可節(jié)約標(biāo)煤約1980t。

5　結(jié)論與建議

通過(guò)對(duì)油田某廠的注汽管道管托進(jìn)行散熱損失的對(duì)比測(cè)試發(fā)現(xiàn)，普通管托與管道外壁直接接觸，金屬材料的導(dǎo)熱系數(shù)大，散熱損失嚴(yán)重。保溫管托內(nèi)襯有保溫材料，導(dǎo)熱系數(shù)小，保溫性能好，保溫管托的散熱損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通管托的散熱損失，且在機(jī)械性能上可以滿足管道的技術(shù)要求，應(yīng)用于注汽管道上的節(jié)能效果顯著，可以大大降低注汽管道輸送過(guò)程中的熱損失。

[1]周波.蒸氣管線管托熱損失技術(shù)分析與對(duì)策[J].全面腐蝕控制,2010，24（9）.

[2]SY/T6421-1999,設(shè)備及管道散熱損失的測(cè)定[S].國(guó)家石油和化學(xué)工業(yè)局:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司工程技術(shù)研究院，1999.

[3]GB/T8174-2008,設(shè)備及管道絕熱效果的測(cè)試與評(píng)價(jià)[S].中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員:建筑材料工業(yè)技術(shù)監(jiān)督研究中心，2008.

楊秀麗（1982—），女，山東聊城人，2009年畢業(yè)于石油大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)專(zhuān)業(yè)，工程師，從事節(jié)能監(jiān)測(cè)工作。