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探讨保温蒸汽管道保温材料与保温结构优化 论文
和要求,倡议采取绝热性能优良的隔热材料作为地面输汽管线的保温材料,并采取复合式保温结构,最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,筛选出优质保温材料。3.目前采取的保温材料吸水性强、强度低,针对这一状况研制了一种憎水性强、高强度的保温材料
摘要:蒸汽吞吐与蒸汽驱热力采油办法是开采稠油的主要工艺技术,输汽体系在生产运转的各个环节中有着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,为国家标准允许最大热损失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。由此优选高效保温材料与保温结构,维持管输蒸汽的温度与干度,大幅改进稠油热采效果,提升稠油开采经济效益。本论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,给出高效保温材料与保温结构。主要开展从下6个方面工作:1.分析评价现有的输汽管线保温情况,调研保温的薄弱环节和有着不足,为减少蒸汽输送和注入历程中的能量损失、提升注入井蒸汽干度、实施节能技改,提供依据和技术支持。根据注汽管线的工作特征和要求,倡议采取绝热性能优良的隔热材料作为地面输汽管线的保温材料,并采取复合式保温结构,最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,筛选出优质保温材料。3.目前采取的保温材料吸水性强、强度低,针对这一状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,在活化剂的意义下,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。为了提升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,从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.为充分使用太阳能,降低管线外壁空气对流换热,建立主动加热保温结构模型,并运用FLUENT软件对环境因素、不同保温材料、外界温度、夹层厚度从及夹层 质的种类进行数值模拟,分析各因素对新型主动加热保温模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转管理软件。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转提供优化案例。 关键词:蒸汽管线论文 保温材料论文 保温层结构论文 优化论文 主动加热论文
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    摘要4-5

    ABSTRACT5-7

    创新点摘要7-10

    第一章 概述10-18

    1.1 探讨目的及作用10

    1.2 管线保温材料概况10-15

    1.3 管线保温结构概况15-16

    1.4 保温管线外护层概况16-17

    1.5 主要探讨内容17-18

    第二章 蒸汽管线保温检测及结果分析18-38

    2.1 蒸汽管线保温测试及效果评价依据18-19

    2.2 蒸汽管线测算办法19-22

    2.3 蒸汽管线保温检测统计汇总22-28

    2.4 典型地面输汽管线保温测试、计算及分析28-36

    2.5 蒸汽管线热损失影响因素分析36-37

    2.6 本章小结37-38

    第三章 管线保温材料性能评价38-55

    3.1 保温材料导热性能38-41

    3.2 保温材料力学性能41-49

    3.3 保温材料微观特点49-53

    3.4 保温材料性能比较53-54

    3.5 本章小结54-55

    第四章 新型胶凝保温材料研制55-69

    4.1 胶凝保温材料研制55-66

    4.2 胶凝保温材料性能评价66-67

    4.3 本章小结67-69

    第五章 管线保温结构评价69-95

    5.1 保温结构稳定性评价69-81

    5.2 保温结构隔热性评价81-89

    5.3 粘结剂对保温性能的影响89-92

    5.4 外护层材料力学分析92-93

    5.5 本章小结93-95

    第六章 主动加热保温结构数值模拟95-108

    6.1 物理模型95

    6.2 透明材料优选实验95-98

    6.3 数学模型98-100

    6.4 主动加热保温结构论述研究100-107

    6.5 本章小结107-108

    第七章 保温结构优化模型108-124

    7.1 管线保温复合结构模型108-109

    7.2 管线保温优化计算109-119

    7.3 管线保温优化设计软件119-122

    7.4 节能效益评价122

    7.5 本章小结122-124

    结论124-125

    参考文献125-131

    发表文章目录131-133

    参加科研项目133-134

    致谢134-135

    详细摘要135-158

35详细摘要135-158              

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