黄夹克保温
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新型防腐保温方式在701油库中的应用刘明川【摘要】油气储运公司701油库安全技术改造工程,站内所有新建埋地油管线防腐保温均采用硅酸盐瓦加玻璃钢的防腐保温机构,这是该结构在油气储运公司的首次使用。
本文详细介绍新型防腐保温结构的制作工艺和技术要求,并简要总结安全技术改造工程施工过程中的经验和教训,对今后的施工提出建议。
【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】1页(P121-121)【关键词】埋地管线;电伴热;防腐保温;硅酸盐瓦和玻璃钢【作者】刘明川【作者单位】新疆油田公司油气储运公司,新疆克拉玛依834002【正文语种】中文【中图分类】TQ320.7241)原有稀油管线及稠油273线采用的是三油四布的加强级防腐,无保温。
目前工程施工中已不采用该种方式。
2)一种是3PE,即环氧粉末防腐层+聚乙烯防护层,无保温层,适用于不需要保温管线。
3)一种是黄夹克保温,即保温层为聚氨酯泡沫,防护层为聚乙烯材料。
黄夹克保温在油气储运公司近期使用较多,其优点是保温性能好,使用广泛;缺点是无法加装电伴热加热及埋地管线现场施工。
对于701油库站内埋地管线的埋深,本工程设计单位青海设计院在初步设计时确定为-1.9米,但是根据现场勘查,701油库地下水位过高,为1.60~2.10m,如果埋深按设计深度来施工,其施工面的挖掘深度会超过2米,因此不易施工,后经项目例会议定,挖掘深度定为1.5m。
根据设计单位调研资料可知土层距冻结面的最小距离<2.0m,最大冻土深度平均值为1.634m,极限冻土深度为1.92m,这样埋地管线就处于冻土层当中,而据统计冬季最冷月平均温度为-15.8℃,极限最低温度曾达-35.9℃,由于701油库输油管道具有间歇运行的特点,埋地管线冬季在不运行时就有可能发生凝管,从而发生事故,造成巨大损失,因此埋地输油管线亦采用电热带伴热,冬季间歇运行。
该种防腐保温结构由防腐层、保温层、防护层组成,其中防腐层为熔结环氧粉末,厚度是270μm;保温层是憎水型硬质复合硅酸盐瓦,厚度为90mm;防腐层为环氧树脂(即玻璃钢)做特强级防护层,厚度是0.6mm。
一、《石油建设安装工程消耗量定额》定额解释(一)第一册、油气处理设备安装工程1、金属储罐罐内工艺管线安装如何执行定额?答:执行第二册相应定额,人工和机械乘以系数1.15。
2、下册第三节塔器类设备与立式容器安装1-1616~1-1622定额中,设备重量100t~600t的安装最大的起重设备只有40t的汽车式起重机,定额里也没有注明“吊装和运输机械按实计取”字样,应该如何执行定额?答:当设备重量大于80吨时,定额中未考虑主吊装机械,按实际发生计算。
3、第一册第三节轴流风机安装,与第三册轴流风扇安装、第四册4-355轴流式通风机安装如何区分?答:属通风空调工程的,执行第四册定额,排风扇安装执行第三册相应定额,其他执行第一册相应定额。
4、泵类的撬块安装如何执行定额?答:由厂家供货成品撬块的,执行泵类撬块安装定额,由施工单位自行组装撬块并运至现场安装的,另执行泵类安装定额,撬块制作另行计算。
5、高架罐安装如何执行定额?答:执行第一册卧式容器安装定额。
6、非标及标准设备的运输如何执行?答:非标设备的运输按相应定额执行。
7、在油田轻烃装置中压缩机基本上采用的是活塞式压缩机,在常规检修中经常解体维修,定额缺项,能否借用离心式压缩机(电动机驱动)解体安装定额?答:工作内容不同,不能借用。
8、格栅板若为半成品供货时执行定额*0.94,相当于是安装吗?如果说是安装占的比例是不是太大了?答:定额中格栅板是按原材料供货考虑,需在现场下料制作。
如为半成品供货时,根据安装方式,格栅板平台安装执行1-3081、1-3082子目,定额*0.94。
格栅板成品踏步需要编制补充定额。
9、加热炉内的箱门盖板、管板安装如果是成品时怎样调整?答:加热炉内的箱门盖板可执行1-2920烟道挡板安装定额。
10、罐壁补强板制安如何执行定额?答:合并到罐体制安定额中。
11、罐壁通气孔如何执行定额?答:执行罐顶接合管定额。
12、设备容器及罐开孔无DN65(罐壁10,20,30mm)定额;罐壁接合管安装无DN65定额,如何执行?答:执行DN80相应定额。
钢管3PE防腐兼容泡沫黄夹克保温产品简介胜利油田金岛工程安装有限责任公司胜利油田思远工程安装有限责任公司研发的3PE钢制管道防腐项目在采油厂领导的大力支持下,经过近一年的反复研究、实践和完善,各项技术指标已达到立项时的指标要求,目前产品已经在油田范围投入使用,效果显著。
目前针对油田地质、气候状况,我公司又推出了新的埋地钢管防腐工艺:3PE防腐兼容泡沫黄夹克保温工艺。
一、研发3PE防腐兼容泡沫黄夹克保温工艺的必要性(1)在石油化工领域,原油密度高、粘度大、流动性差,输油管道需要常年保温。
(2)胜利油田地处北方,冬季气温常在零下10摄氏度左右,原油粘度普遍较高,开采难度加大,仅在孤岛采油厂所属部分产油区块原油粘度高达2000Pa.s,尽管采取加热、掺热水等手段,在输送管道长、地况复杂的情况下,热能散失严重,原油流动性差,开采速度还是不尽人意,个别油井甚至出现停产现象。
为降低传热系数以节约能源,稠油集输管道需要保温。
(3)胜利油田地质主要以盐碱地著称,地下水位高,土壤盐碱含量高,电阻率低,造成金属管道的严重腐蚀。
(4)普通黄夹克保温钢管在保温层进水后,保温层内的阻燃剂TCEP的聚氨酯遇水分解会导致管道的腐蚀。
另外,由于保温层外的夹克层具有部分屏蔽作用,会形成阴极保护的死角,因此,外腐蚀控制成为管道重要的腐蚀控制点。
所以,油田埋地钢管在性能上要求具备良好的防腐性能外,还要求管道具有有效的保温性。
在综合了油田地质环境、气候环境和输送介质特点等多方面因素的情况下,我公司针对性地推出2PE或3PE防腐兼容泡沫黄夹克保温的防腐保温技术,以应对油田特殊地况。
二、工艺技术原理及生产流程3PE防腐兼容泡沫黄夹克保温工艺性能稳定,钢管FBE或PE防腐保温层成型一般采用三层PE防腐生产工艺和聚氨酯保温工艺合并来完成,2个工艺的合并是指采用2个独立生产线进行合并,即需要建立一条三层PE防腐层成型生产线和一条内定径一步法保温成型生产线。
一、工程概况定-靖输油管道敷设在西气东输和靖王高速公路南侧,途经定靖两县境内七乡镇,设计年输油量50-80 万吨,管道工程全长103 公里。
首站设在定边县东仁沟原定边石油钻采公司集输站,终点(输油末站)为榆林炼油厂库区。
设输油首站一座,临时加热站一座,输油末站一座。
二、工程量、标段划分及执行标准1. 输油管道东仁沟首站-安边截断阀室-靖边末站榆林炼油厂库区,选用直缝电阻焊钢管-L290-219.1× 6.0/5.6 长103km 防腐层采用环氧末涂料,保温层采用硬质聚氨脂泡沫塑料黄夹克保温。
2. 标段划分:根据管输工程量及线路经过的实际现状,管道防腐保温分为两个标段。
第一标段:首站围墙外Y1 至中间加热站郝滩乡蒋峁村Y113 (52+099.3)处,约53km,其φ219.1× 6.0 约32km,φ219.1× 5.6约21km,防腐层采用环氧粉末涂料,厚度不低于100μm,聚氨脂泡沫塑料保温层厚度30mm,聚乙烯保护层厚度不低于 1.5mm。
第二标段:Y113(52+099.3)至末站榆林炼油厂库区,其中φ219.1× 6.0 约2km,φ219.1× 5.6 约48km,防腐层采用环氧粉末涂料,厚度不低于100μm 的约48km,特殊地段不低于200μm 的2km,聚氨脂泡沫塑料保温层厚度30mm,聚乙烯外保护层厚度不低于 1.5mm。
3. 执行标准:SY/T0415-96 埋地钢质管道硬质聚氨脂泡沫塑料防腐保温层技术标准及GB8923-88 涂前钢材表面锈蚀等级和除锈等级。
三、施工技术要求1. 材料性能1.1 防腐保温层各种材料均应有出厂质量证明书及检验报告、生产厂家、出厂合格证、生产日期及有效期。
1.2 对各种品牌的环氧粉末涂料、多异氰酸酯、聚醚多元醇和聚乙烯专用料,在使用前均应由通过国家计量认证的检验机构,按规定和相应性能项目进行检测。
一、工程概况定-靖输油管道敷设在西气东输和靖王高速公路南侧,途经定靖两县境内七乡镇,设计年输油量50-80万吨,管道工程全长103公里。
首站设在定边县东仁沟原定边石油钻采公司集输站,终点(输油末站)为榆林炼油厂库区。
设输油首站一座,临时加热站一座,输油末站一座。
二、工程量、标段划分及执行标准1. 输油管道东仁沟首站-安边截断阀室-靖边末站榆林炼油厂库区,选用直缝电阻焊钢管-L290-219.1×6.0/5.6长103km防腐层采用环氧末涂料,保温层采用硬质聚氨脂泡沫塑料黄夹克保温。
2. 标段划分:根据管输工程量及线路经过的实际现状,管道防腐保温分为两个标段。
第一标段:首站围墙外Y1至中间加热站郝滩乡蒋峁村Y113(52+099.3)处,约53km,其φ219.1×6.0约32km,φ219.1×5.6约21km,防腐层采用环氧粉末涂料,厚度不低于100μm,聚氨脂泡沫塑料保温层厚度30mm,聚乙烯保护层厚度不低于1.5mm。
第二标段:Y113(52+099.3)至末站榆林炼油厂库区,其中φ219.1×6.0约2km,φ219.1×5.6约48km,防腐层采用环氧粉末涂料,厚度不低于100μm的约48km,特殊地段不低于200μm的2km,聚氨脂泡沫塑料保温层厚度30mm,聚乙烯外保护层厚度不低于1.5mm。
3. 执行标准:SY/T0415-96埋地钢质管道硬质聚氨脂泡沫塑料防腐保温层技术标准及GB8923-88涂前钢材表面锈蚀等级和除锈等级。
三、施工技术要求1. 材料性能1.1 防腐保温层各种材料均应有出厂质量证明书及检验报告、生产厂家、出厂合格证、生产日期及有效期。
1.2 对各种品牌的环氧粉末涂料、多异氰酸酯、聚醚多元醇和聚乙烯专用料,在使用前均应由通过国家计量认证的检验机构,按规定和相应性能项目进行检测。
1.3 环氧粉末涂料的质量应符合表1的规定。
管道总传热系数算————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:1管道总传热系数管道总传热系数是热油管道设计和运行管理中的重要参数。
在热油管道稳态运行方案的工艺计算中,温降和压降的计算至关重要,而管道总传热系数是影响温降计算的关键因素,同时它也通过温降影响压降的计算结果。
1.1 利用管道周围埋设介质热物性计算K 值管道总传热系数K 指油流与周围介质温差为1℃时,单位时间内通过管道单位传热表面所传递的热量,它表示油流至周围介质散热的强弱。
当考虑结蜡层的热阻对管道散热的影响时,根据热量平衡方程可得如下计算表达式:1112ln 111ln 22i i n e n w i L L D D D KD D D D ααλλ-+⎡⎤⎛⎫ ⎪⎢⎥⎝⎭=+++⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦∑ (1-1) 式中:K ——总传热系数,W /(m 2·℃);e D ——计算直径,m ;(对于保温管路取保温层内外径的平均值,对于无保温埋地管路可取沥青层外径);n D ——管道内直径,m ;w D ——管道最外层直径,m ;1α——油流与管内壁放热系数,W/(m 2·℃);2α——管外壁与周围介质的放热系数,W/(m 2·℃);i λ——第i 层相应的导热系数,W/(m·℃);i D ,1i D +——管道第i 层的内外直径,m ,其中1,2,3...i n =;L D ——结蜡后的管内径,m 。
为计算总传热系数K ,需分别计算内部放热系数1α、自管壁至管道最外径的导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境的放热系数2α。
(1)内部放热系数1α的确定放热强度决定于原油的物理性质及流动状态,可用1α与放热准数u N 、自然对流准数r G 和流体物理性质准数r P 间的数学关系式来表示[47]。
在层流状态(Re<2000),当500Pr <⋅Gr 时:1 3.65y d Nu αλ== (1-2) 在层流状态(Re<2000),当500Pr >⋅Gr 时: 0.250.330.430.11Pr 0.15Re Pr Pr y y y y y b d Nu Gr αλ⎛⎫==⋅⋅ ⎪⎝⎭ (1-3)在激烈的紊流状态(Re>104),Pr<2500时:0.250.80.441Pr 0.021Re Pr Pr y y y b d λα⎛⎫=⋅⋅ ⎪⎝⎭ (1-4)在过渡区(2000<Re<104)25.043.001)Pr Pr (Pr b ff f d K ⋅λα= (1-5)式中:u N ——放热准数,无因次;λρυC =Pr ——流体物理性质准数,无因次; ()υβw f t t g d Gr -=3——自然对流准数,无因次; υπρd q vd v 4Re ==——雷诺数; )(Re 0f f K =——系数;d ——管道内径,m ;g ——重力加速度,g =9.81m/s 2;υ——定性温度下的流体运动粘度,m 2/s ;C ——定性温度下的流体比热容,J/(kg·K); v q ——流体体积流量,m 3/s ;ρ——定性温度下的流体密度,kg/m 3;β——定性温度下的流体体积膨胀系数,可查得,亦可按下式计算: t d d -+-=2042045965634023101β (1-6)f λ——定性温度下的流体导热系数,原油的导热系数f λ约在0.1~0.16 W/(m ·K)间,随温度变化的关系可用下式表示:153/)1054.01(137.0f t f t ρλ-⨯-= (1-7)15f ρ——l5℃时的原油密度,kg/m 3;f t ——油(液)的平均温度,℃;b t ——管内壁平均温度,℃;204d ——20℃时原油的相对密度。
姬塬—惠安堡输油管道工程新技术研究与应用张 平,白剑锋,郭 刚(西安长庆科技工程有限责任公司,陕西西安 710018) 摘 要:姬塬-惠安堡输油管道工程(以下简称姬惠管道),通过运用管道模拟仿真技术、“黄夹克”保温输送工艺、SCADA 系统以及在线模拟仿真泄漏检测定位技术等国内先进技术,使该管道的整体技术水平已达到了国内领先水平,本管道的设计思路以及所采用的新工艺、新技术可为今后的管道建设提供良好的借鉴作用。
关键词:管道模拟仿真;黄夹克保温;新工艺 中图分类号:T E 243 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)15—0092—011 背景随着近年来长庆油田勘探开发形势的不断突破,长庆油田已进入快速发展的阶段,至2015年长庆油田原油年净产量达到2500×104t 。
根据中油股份公司的部署,庆阳石化、宁夏炼化以及呼和浩特石化均进行整体扩建,另外在2008~2015年期间,长庆配置兰州石化原油量在现有基础上具有较大幅度增长。
庆阳石化、宁夏炼化、呼和浩特石化以及兰州石化将是长庆原油最大和较近的用户,为长庆原油出路提供了广阔的市场。
因此,经中国石油天然气股份公司批复,投资建设姬惠管道,将彻底解决困扰姬塬油区的产输矛盾,完善长庆油田输油系统网络,提高对市场变化的适应能力,满足中石油宁夏炼化与呼和浩特石化扩建后用油的市场需要;为进一步实现产、运、销协调发展,上、下游一体化以及为实现长庆油田油气当量5000万t 目标打下坚实的基础;同时也降低了原油损耗,减少了环境污染,具有良好的经济效益和社会效益。
2 关键技术及创新点为了使姬惠管道达到“最优化、最安全、最经济、最节能”,国内一流水平的目的,在设计时通过应用多种新工艺新技术,根据长庆油田发展的需要以及管道敷设区域的地形地貌特点,克服“输量变化大、地形起伏落差大”等技术难点,主要研究与应用了以下工艺技术:2.1 管道模拟仿真技术从初步设计阶段就开始应用国际著名公司英国ESI 公司开发的TLNET 液体管道模拟仿真软件,能够精确模拟出各种稳态和瞬态工艺。