海洋工程管线保温节能技术分析

海洋工程管线保温节能技术分析

丛立志姜伟张笑甜赵明月王宇吴显斌

海洋石油工程（青岛）有限公司山东青岛266520

摘要：海洋工程在我国经济发展中发挥着十分重要的作用，通过相关研究显示，海洋工程管线保温介质存在着临界半径、经济厚度等现象。本文从海洋工程管线保温节能技术原理入手，接着阐述了海洋工程管线保温电伴热节能技术，最后总结了全文，旨在为推动海洋工程管线保温节能技术得到更好的发展提供参考意见。

关键词：海洋工程；管线保温；节能技术；工作原理

前言

海洋工程管线保温施工在整个工程建设中属于关键部分，由于海洋工程特殊的施工环境，普遍存在着工作环境温度变化大。依据相关数据显示，部分沿海地区的温度在-20℃。在温度极低的情况下，会影响管线输送的稳定性与可靠性，甚至伴随着管线内介质凝固、管线断裂等现象。因此，为了确保海洋工程管线稳定运行，必须要强化管线保温设计。

1海洋工程管线保温技能技术原理

结合相关资料显示，我国目前海洋工程在其运行中管线普遍采用的是电伴热保温措施，在特殊场合下，可以将保温介质保温、电伴热保温节能技术两者并用的方式。保温介质保温主要是借助保温介质，玻璃棉、岩棉等低导热系数，以此将管道内的流体介质热损失量降到最低。电伴热保温节能技术通过利用电能，补充管道内介质损失的热量，将温度维持在合理的范围内。基于海洋工程的特殊性，其管线熟练较大，不管是选择何种保温方式，均会导致能量消耗较大，因此必须要重视海洋工程管线保温工作。

2海洋工程管线保温介质保温节能技术

2.1临界保温半径

以下图1为例，通过分析其管道保温层每米的总热阻计算公式，能够发现在保温层厚度增加的同时，保温层的热阻越大，保温层外表面的热阻就较低。从计算式的基础上推算，能够发现其中存在着一个最大的热损失值，此阶段的热阻最小。

图1管道保温层结构示意图图2海洋工程管线保温电伴热结构示意图

最小半径总热阻内的保温层半径为，临界半径为：。若是热损失最大，总热阻就最小。因此，能够得知在保温层半径小于临界半径时，会导致保温层的厚度热损失较大。若是保温层的半径大于临界半径，保温层越厚其热损失度也越小。

2.2经济厚度

就海洋工程保温工作而言，在保温层半径大于临界半径时，保温层的厚度越厚，其热损失值就越小，但保温层厚度带来的投资利益也就越大，简单而言，就是保温层经济厚度概念。经济厚度指的是，必须要综合考虑年折旧率，并确保保温设施费用、散热量价值两者和最小的情况下保温层的厚度。

先假设保温层外表面的传热系数为常数，基于海洋工程在其运行中所有的管道均为金属管道。综合考虑管道壁导热热阻、对流热阻数值，保温层内的表面温度可以取管道内介质的近似温度。同时假设保温层温度是确定的，不会受到管道表面、外部的辐射传热量。

以某海洋工程管线保温而言，在保温层厚度选择需要综合考虑其节能性，基于实际情况开展全面考虑。首先，需要避免节能误区，并不是高温层越厚保温效果就越好的错误认知存在，要依据实际情况开展尺寸大小计算。在计算经济厚度时，海洋工程管线设计人员需要将保温层的厚度确定出来，通过计算其经济厚度，满足散热要求。

3海洋工程管线保温电伴热节能技术

海洋工程管线保温电伴热主要是以电能为主，且为管线提供热量能源，在热量与管线损失量相当的情况下，在特定条件下需要确定管线的恒定温度，如下图2所示。海洋工程管线电伴热还将阻抗伴热系统、恒功率电伴热系统、自调控点伴热系统等，海洋工程管线电伴热系统在其安装中，对安装技术有着较高的要求，否则将难以满足保温需求，使得海洋工程管线在其运行中会产生较大的能源浪费。

3.1安装技术

3.1.1为了避免能源浪费，深入贯彻国家节能减排的发展要求，海洋工程管线电伴热系统必须要严格按照规定要求，依据设计图纸合理开展安装作业，管道支架、附件等需要依据示意图安装。需要注意的是，针对容易产生漏电的电伴热在其敷设过程中需要避免正下方敷设，以此确保海洋工程管线运行质量。

3.1.2在海洋工程管线电伴热系统施工过程中，必须要确保电伴热带的稳定性，在电伴热安装过程中，管线、邻线在安装结束之后需要进行压力检测，同时对壁管进行全面涂漆，做好防锈处理。在电伴热安装结束之后，严禁开展电焊作业，主要是为了避免电焊熔渣掉落到电伴热内。

3.1.3在管线敷设过程中，必须要确保管线表面无油污、杂物、菱角等，若是管道存在菱角需要进行管道打磨，并粘上铝胶带将菱角遮盖上。

3.1.4由于管道接口、阀门等在敷设中存在着电伴热长度计算值较大的现象，部分长度存在余量，其范围一般在5%—10%。

3.1.5温度传感器、监测探头等需要防治在管道顶端的最低温度点，在检测过程中需要与管道外壁紧贴在一起，并使用铝胶带将其固定，远离发热电缆，与发热体之间的距离需要保持在1m范围内。

3.2运营管理

3.2.1针对管线内受潮的保温层，需要及时更换上干燥的高温层，并加装防水罩；重新将恒温控制器调制，并校对；针对设计参数需要重新核对并及时调整。

3.2.2依据说明书，开展初步设计且严格开展产品选型；针对加厚阶段的保温层需要强化防水作业，促使电热带始终处于干燥工作状态下；选择优质产品。

3.2.3针对电热带不热、受热不均匀现象，需要全面落实其保温作业，严格按照说明书开展安装作业，选择正规厂家、有完善技术指标的电热带产品，保温层全线需要做好防水工作，确保电热带始终处于干燥状态下。

4结束语

综上所述，海洋工程管线保温厚度选择主要是为了实现节能降耗目的，只有依据实际情况开展分析，严格按照经济厚度开展合理计算。由于海洋工程管线电伴热系统对安装技术、施工质量要求较高，因此必须要配备科学的管理措施，定期开展检查，针对各类问题及时发现、及时解决，避免出现资源浪费。

参考文献：

[1]董志锋.中国石油海洋工程公司国际化HSE管理研究[D].首都经济贸易大学,2015,32(36):111-112.

[2]刘堃.中国海洋战略性新兴产业培育机制研究[D].中国海洋大学,2013,20(06):82-86.

[3]程逸飞.我国海洋工程装备制造企业管制体系研究[D].哈尔滨工程大学,2014,31(08):25-34.

[4]栾小锋.海洋石油工程环境污染风险管理研究[D].天津大学,2012,42(08):77-80.

[5]工程科学和技术综合专题组.2020年中国工程科学和技术发展研究[A].中国土木工程学会.2020年中国科学和技术发展研究（上）[C].中国土木工程学会:,2004,20(01):1-5.