南山終端防輻射油漆的應用及效果評價

　中海石油（中國）有限公司湛江分公司崖城作業公司

南山終端防輻射油漆的應用及效果評價

陶亮中海石油（中國）有限公司湛江分公司崖城作業公司

南山終端地處三亞，白天太陽照射強烈，終端凝析油罐和LPG球罐等生產設備受太陽輻射影響溫度變化大，給生產控制帶來影響。為減少太陽輻射影響，利用防輻射油漆的隔熱功效，將防輻射油漆應用于凝析油儲罐和LPG球罐。該油漆適合用于輕質油罐外壁的涂裝，可對太陽光熱起到良好的反射和隔熱保溫作用，同時具有優良的防腐蝕性能。通過對防輻射油漆應用前后效果對比、數據分析和成本計算，對其經濟效益進行了分析測算、效果評價，結果表明，防輻射油漆在南山終端應用效果顯著，可廣泛推廣。

凝析油儲罐；LPG球罐；防輻射；隔熱油漆；效果分析

南山終端輕質油儲罐共有4個，2個1×104m3的凝析油儲罐和2個400m3的LPG球罐，凝析油儲罐受太陽輻射影響晝夜溫差大。南山終端地處三亞，白天太陽照射強烈，罐內氣體溫度升高，壓力升高，凝析油儲罐排氣閥門打開排氣；夜晚溫度降低，壓力降低，低壓燃料氣通過補氣閥向大罐補充天然氣來保持罐內壓力，如此反復循環，造成大量天然氣浪費。而LPG儲罐里的LPG受溫度影響，溫度升高會導致LPG氣化，影響LPG儲罐壓力，設計時采用的是在儲罐表面安裝保溫層；但是安裝保溫層一方面成本費用較高，另一方面保溫層里面的球罐表面腐蝕情況無法直觀監測，存在安全風險。因此應用防輻射油漆對于凝析油罐可以減少燃料氣消耗，實現節能減排；對于LPG球罐既可以減少保溫層建造、安裝費用，又可以消除安全隱患。

1　終端防輻射油漆的應用

1.1防輻射油漆應用原理

防輻射油漆基本原理是通過涂膜的反射作用將日光中的紅外輻射反射到外部空間，從而避免物體自身因吸收輻射導致的溫度升高。太陽能絕大部分處于可見光和近紅外區。按波長可分為3部分，其中在200～300nm的紫外線區的熱輻射能量僅占5%；在400～720nm的可見光區占45%；在720～2500nm的近紅外區占50%。可見，太陽輻射熱絕大部分處于400～1800nm范圍內。在該波長范圍內，反射率越高，隔熱效果越好[1-3]。

傳熱方式有輻射、對流和傳導3種。太陽輻射熱在涂層中的傳遞主要通過傳導進行，基本上沒有輻射和對流，原因為：①固化后的涂層為不透明的，避免了熱量通過輻射方式向內部傳遞；②對流傳熱需要有液體或氣體介質，固化后的涂層內部可以認為不存在液體介質，氣體介質主要是殘存于涂層氣泡內的空氣，通過合理的配方和正確的施工工藝，可以使氣泡完全消除或基本無氣泡，至少不會形成對流通路，因此，氣體對流傳熱也可以認為不能發生。

理想的防輻射油漆形成的涂層應具有以下特點：①不透明；②對太陽光全波段，至少是可見光和紅外光波段具有高反射率；③能夠將所吸收的輻射能全部轉化為2.5～5μm和8～13.5μm波長范圍內的紅外光輻射到外層空間去；④成膜物質具有盡可能低的傳熱系數；⑤具有較好的耐候性和涂層應具備的其他綜合性能。

1.2防輻射油漆選擇

通過市場調研和評估，終端防輻射油漆涂料采用三防隔熱油漆，運用高科技工藝，將經改性的高分子聚合物、改性超細的鱗片狀功能材料和耐熱防油、防銹顏料、助劑調配成漿狀雙組分液膜。該隔熱膜涂敷在器材物面上成膜后，分散在膜層的功能材料對太陽輻射起到90%的反射作用，在太陽強烈的輻射下起到反射太陽熱能而產生隔熱效果。它具有防銹、耐油、隔熱和保溫的性能，經過戶外實際應用，物體涂上三防隔熱油漆后表面溫度可降低10～20℉，內部溫度可降低8～10℉左右。圖1為隔熱油漆日光反射率。

1.3三防隔熱油漆施工

為增加油漆的防腐隔熱功能，涂敷工序采取人工涂刷，其中三防隔熱膜底漆一遍，干膜60μm，用量0.20kg/m2；三防隔熱膜中間漆一遍，干膜60μm，用量0.22kg/m2；三防隔熱膜面漆三遍，每遍干膜50μm，用量0.20kg/m2。

圖1　隔熱油漆日光反射率

干膜總厚度應保證不小于270μm，施工時應保證氣溫不低于50℉，相對濕度小于85%。

2　應用效果分析與評價

2.1LPG球罐

2.1.1成本節約分析

（1）LPG球罐三防隔熱油漆項目費用。根據球罐表面積計算，按照LPG球罐隔熱油漆項目合同上的費用清單，整個項目油漆費用和人員工時費共計約29.1萬元。

（2）LPG球罐保溫層安裝費用估算。根據近年來作業公司保溫維修工作費用估算，LPG球罐安裝保溫層的費用約800元/m2，兩個LPG球罐表面安裝保溫層費用約42.6萬元。

（3）常規防腐油漆作業費用估算。常規的管線與容器防腐，一般底漆采用低表面處理環氧樹脂漆，中間漆和面漆采用脂肪族聚氨脂面漆，涂敷時各涂一層。按照油漆協議價和涂敷的面積估算。兩個LPG球罐采用常規防腐油漆作業，油漆材料費用約2.7萬元。由于一般油漆作業只刷三遍漆，而隔熱油漆共需要刷五遍，總費用相對減少，作業工時費用約15.6萬元，加上油漆材料費，共計18.3萬元。

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常規防腐油漆涂敷作業和隔熱油漆涂敷所包括的搭建腳手架、除銹等費用不需參與對比計算。通過以上費用分析，LPG球罐采用傳統防腐油漆并安裝保溫層所需費用和采用隔熱油漆所需費用對比，后者可以節省費用約31.8萬元。

2.1.2隔熱保溫效果分析

通過對涂敷上隔熱油漆后的LPG球罐B和裝有保溫層的球罐A做對比，發現LPG球罐B隔熱效果顯著，球罐在一天里溫度、壓力變化很小，溫度上下浮動不超過3℉，同裝有保溫層的球罐B的情況基本一致，具有相同的隔熱保溫效果。

2.1.3應用效果評價

LPG球罐采用三防隔熱油漆后，一方面隔熱效果顯著，滿足生產需求，同時實現防腐功能，可以節約成本31.8萬元。另一方面球罐沒有保溫層后可以直接觀察球罐表面的腐蝕情況，能及時發現銹蝕處，及時安排防腐作業，消除安全隱患，從而保證設備的完整性。

2.2凝析油儲罐

通過對比凝析油罐涂敷三防隔熱油漆前后溫度、壓力變化，發現隔熱油漆涂敷前，溫度晝夜相差較大，白天儲罐溫度隨著陽光輻射強度的增加而上升，壓力明顯上漲，超過設定壓力，排放閥打開排氣維持壓力，晚上隨著環境溫度降低，壓力下降到設定壓力，補氣閥打開補充壓力。隔熱油漆涂上后，溫度晝夜變化幅度變小，壓力上下波動幅度明顯減小，在控制范圍內，排放閥動作頻率明顯下降，圖2為凝析油罐一天內溫度－壓力（單位為英寸水柱）變化曲線。圖3、圖4分別是截取的凝析油罐涂上三防隔熱油漆前后的排放閥和補氣閥動作歷史曲線圖（藍色為凝析油罐壓力變化曲線，紫色為排放閥動作曲線，紅色為補氣閥動作曲線，綠色是壓力設點）。

圖2　凝析油罐一天溫度壓力變化曲線

圖3　凝析油罐隔熱油漆涂敷前排放閥和補氣閥動作曲線

圖4　凝析油罐隔熱油漆涂敷后排放閥和補氣閥動作曲線

表1為凝析油罐頂隔熱油漆應用前后燃料氣消耗對比數據；表2為凝析油罐到低壓火炬排放量對比數據。對比凝析油儲罐罐頂涂敷防輻射油漆前后低壓燃料氣消耗和凝析油大罐到低壓火炬排放氣量，罐頂涂上防輻射油漆后低壓燃料氣消耗和大罐到低壓火炬排放的氣量均明顯下降。

表1　凝析油罐頂隔熱油漆應用前后燃料氣消耗對比數據

表2　凝析油罐到低壓火炬排放量對比數據

根據圖2～4、表1～2可以看出，大罐涂敷三防隔熱油漆后，低壓燃料氣消耗明顯減少，隔熱油漆涂敷前平均每天低壓燃料氣消耗約7447m3，隔熱油漆涂敷后平均每天低壓燃料氣消耗約7093m3，平均每天減少354m3；凝析油罐到低壓火矩排放的氣量也相應減少，隔熱油漆涂敷前平均每天873m3，隔熱油漆涂敷后平均每天736m3，每天減少137m3。

2.2.2成本節約分析

凝析油大罐防輻射油漆涂敷后，每天的低壓燃料氣消耗和大罐到低壓火炬排放的天然氣量都明顯減少，但相差較大，考慮到燃料氣消耗受生產控制的影響因素較多，因此按每天減少的天然氣排放量137m3來保守計算，按使用壽命5年估算，可以減少燃料氣消耗251×104m3，節約費用約25萬元。根據凝析油儲罐罐頂表面積估算，采用隔熱油漆比采用傳統防腐油漆可以節約成本約9.6萬元，同時減少天然氣排放25×104m3。

2.2.3應用效果評價

凝析油大罐防輻射油漆涂敷后隔熱效果明顯，有效地防止了因晝夜溫差變化而造成的白天凝析油罐補氣、晚上排氣現象，減少了燃料氣消耗和天然氣排放，實現了節能減排，節約費用約9.6萬元，達到了降本增效的目的；同時很好地實現了防腐功能，有效地保證了設備的完整性。

3　結語

（1）南山終端隔熱涂料在凝析油儲罐和LPG球罐上的推廣使用，一方面有效地降低了生產成本，增加了企業效益（節約成本費用共計44.1萬元）；另一方面完成了對設備的防腐維護，提高了設備完整性，為安全生產提供保障。

（2）隔熱涂料在凝析油儲罐上的應用，有效地防止了因晝夜溫度變化而造成的儲罐壓力波動，從而減少了儲罐的呼吸次數，減少了油品損耗，減輕了對大氣環境的污染。

（3）對于太陽輻射較強、晝夜溫差變化較大的地區，儲罐、設備的防腐蝕工程，尤其在易燃易爆的輕質油儲罐防腐蝕方面，防輻射隔熱油漆的應用具有廣泛推廣的價值，選用合適的防輻射隔熱油漆是今后一段時期內的發展趨勢[4]。

[1]郭年華，陳先，陳紹平，等．太陽能反射涂料[J]．涂料工業，1999（4）：37．

[2]李樹．新型隔熱涂料在儲油罐上的應用與評價[J]．石油化工腐蝕與防護，2004（5）：36-37，51．

[3]安邦，和田進．太陽熱反射涂料在建筑節能中的研究[J]．上海涂料，2010（6）：48．

[4]何睿．太陽熱反射涂料的現狀和發展[J]．上海涂料，2004（3）：25-29．

18523928241、wuming1984129@163.com

（欄目主持李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.12.001

陶亮：工程師，2006年畢業于西安石油大學，在中海石油（中國）有限公司湛江分公司崖城作業公司南山終端從事生產工作。

2015-04-23