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2570002勝利油田魯勝公司山東東營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2570002勝利油田魯勝公司山東東營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，稠油的開采主要以注入蒸氣的方式采出，蒸氣通過注汽管道注入井筒，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。通過選用新型的高效保溫材料可以減少注氣管道輸送過程中的熱損失，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GB/T8174的標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。由此可見，目前油田注汽管道使用的管托散熱損失均未能達(dá)到國家標(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].國家石油和化學(xué)工業(yè)局:中國石油天然氣集團(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].中國國家標(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)專業(yè)，工程師，從事節(jié)能監(jiān)測(cè)工作。