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廊坊嘉蓝保温材料有限公司
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蒸汽管道保温材料与保温结构优化研究
2015-10-27 阅读(259)
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浏览次数蒸汽吞吐与蒸汽驱热力采油方法是开采稠油的主要工艺技术，输汽系统在生产运行的各个环节中存在着不同程度的热能损失。调研数据表明辽河油田48条总长23km的地面输汽管线，地面输汽管线平均散热损失为298.0W/m~2，为国家标准允许zui大热损失188W/m2的1.58倍，折算浪费成本600余万元/年，严重影响热采的经济效益。
因此优选保温材料与保温结构，维持管输蒸汽的温度与干度，大幅改善稠油热采效果，提高稠油开采经济效益。 本文对蒸汽管线的常规保温材料及保温结构进行了室内实验评价，同时研制出新型胶凝保温材料，提出蒸汽管线主动加热保温结构，建立管线保温结构优化数学模型，给出保温材料与保温结构。
主要开展以下6个方面工作：
1.分析评价现有的输汽管线保温状况，调研保温的薄弱环节和存在问题，为减少蒸汽输送和注入过程中的能量损失、提高注入井蒸汽干度、实施节能技改，提供依据和。根据注汽管线的工作特点和要求，建议采用绝热性能优良的隔热材料作为地面输汽管线的保温材料，并采用复合式保温结构，zui大限度地降低输汽管线的热损失。
2.针对常规保温材料和气凝胶材料，进行导热性能、力学性能、微观特性评价的测试实验，筛选出保温材料。
3.目前采用的保温材料吸水性强、强度低，针对这一情况研制了一种憎水性强、高强度的保温材料。该材料是一种高铁铝低钙型固体粉料，在活化剂的作用下，它会与水发生化学反应而形成固化物，这种固化物在420℃高温的反复冲击下无裂缝，不开裂，强度和保温性能基本不降低。为了提高这种材料的隔热保温性能，在配料时掺入增孔剂，使其在固化的同时能在内部形成多孔结构，同时可实现材料容重的调控。
4.通过实验对保温结构的稳定性及隔热性进行评价，考虑粘结剂对保温层的影响，以及外护层材料的力学分析，优选出结构稳定、热流密度低、隔热效果佳的保温结构。
5．为充分利用太阳能，降低管线外壁空气对流换热，建立主动加热保温结构模型，并应用FLUENT软件对环境因素、不同保温材料、外界温度、夹层厚度以及夹层中介质的种类进行数值模拟，分析各因素对新型主动加热保温方式的保温效果的影响。 
6.根据蒸汽管线保温结构优化数学模型，开发了管线优化保温设计运行管理软件。该软件可用于保温材料的选择，保温层厚度优化，为蒸汽管线保温施工和运行提供优化方案。
