南山終端防輻射油漆的應(yīng)用及效果評(píng)價(jià)

　中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司崖城作業(yè)公司

南山終端防輻射油漆的應(yīng)用及效果評(píng)價(jià)

陶亮中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司崖城作業(yè)公司

南山終端地處三亞，白天太陽照射強(qiáng)烈，終端凝析油罐和LPG球罐等生產(chǎn)設(shè)備受太陽輻射影響溫度變化大，給生產(chǎn)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(yīng)用于凝析油儲(chǔ)罐和LPG球罐。該油漆適合用于輕質(zhì)油罐外壁的涂裝，可對(duì)太陽光熱起到良好的反射和隔熱保溫作用，同時(shí)具有優(yōu)良的防腐蝕性能。通過對(duì)防輻射油漆應(yīng)用前后效果對(duì)比、數(shù)據(jù)分析和成本計(jì)算，對(duì)其經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了分析測(cè)算、效果評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，防輻射油漆在南山終端應(yīng)用效果顯著，可廣泛推廣。

凝析油儲(chǔ)罐；LPG球罐；防輻射；隔熱油漆；效果分析

南山終端輕質(zhì)油儲(chǔ)罐共有4個(gè)，2個(gè)1×104m3的凝析油儲(chǔ)罐和2個(gè)400m3的LPG球罐，凝析油儲(chǔ)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(qiáng)烈，罐內(nèi)氣體溫度升高，壓力升高，凝析油儲(chǔ)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(bǔ)氣閥向大罐補(bǔ)充天然氣來保持罐內(nèi)壓力，如此反復(fù)循環(huán)，造成大量天然氣浪費(fèi)。而LPG儲(chǔ)罐里的LPG受溫度影響，溫度升高會(huì)導(dǎo)致LPG氣化，影響LPG儲(chǔ)罐壓力，設(shè)計(jì)時(shí)采用的是在儲(chǔ)罐表面安裝保溫層；但是安裝保溫層一方面成本費(fèi)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(jiān)測(cè)，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。因此應(yīng)用防輻射油漆對(duì)于凝析油罐可以減少燃料氣消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排；對(duì)于LPG球罐既可以減少保溫層建造、安裝費(fèi)用，又可以消除安全隱患。

1　終端防輻射油漆的應(yīng)用

1.1防輻射油漆應(yīng)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(dǎo)致的溫度升高。太陽能絕大部分處于可見光和近紅外區(qū)。按波長(zhǎng)可分為3部分，其中在200～300nm的紫外線區(qū)的熱輻射能量?jī)H占5%；在400～720nm的可見光區(qū)占45%；在720～2500nm的近紅外區(qū)占50%。可見，太陽輻射熱絕大部分處于400～1800nm范圍內(nèi)。在該波長(zhǎng)范圍內(nèi)，反射率越高，隔熱效果越好[1-3]。

傳熱方式有輻射、對(duì)流和傳導(dǎo)3種。太陽輻射熱在涂層中的傳遞主要通過傳導(dǎo)進(jìn)行，基本上沒有輻射和對(duì)流，原因?yàn)椋孩俟袒蟮耐繉訛椴煌该鞯?，避免了熱量通過輻射方式向內(nèi)部傳遞；②對(duì)流傳熱需要有液體或氣體介質(zhì)，固化后的涂層內(nèi)部可以認(rèn)為不存在液體介質(zhì)，氣體介質(zhì)主要是殘存于涂層氣泡內(nèi)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(huì)形成對(duì)流通路，因此，氣體對(duì)流傳熱也可以認(rèn)為不能發(fā)生。

理想的防輻射油漆形成的涂層應(yīng)具有以下特點(diǎn)：①不透明；②對(duì)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?qū)⑺盏妮椛淠苋哭D(zhuǎn)化為2.5～5μm和8～13.5μm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紅外光輻射到外層空間去；④成膜物質(zhì)具有盡可能低的傳熱系數(shù)；⑤具有較好的耐候性和涂層應(yīng)具備的其他綜合性能。

1.2防輻射油漆選擇

通過市場(chǎng)調(diào)研和評(píng)估，終端防輻射油漆涂料采用三防隔熱油漆，運(yùn)用高科技工藝，將經(jīng)改性的高分子聚合物、改性超細(xì)的鱗片狀功能材料和耐熱防油、防銹顏料、助劑調(diào)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(duì)太陽輻射起到90%的反射作用，在太陽強(qiáng)烈的輻射下起到反射太陽熱能而產(chǎn)生隔熱效果。它具有防銹、耐油、隔熱和保溫的性能，經(jīng)過戶外實(shí)際應(yīng)用，物體涂上三防隔熱油漆后表面溫度可降低10～20℉，內(nèi)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(yīng)保證不小于270μm，施工時(shí)應(yīng)保證氣溫不低于50℉，相對(duì)濕度小于85%。

2　應(yīng)用效果分析與評(píng)價(jià)

2.1LPG球罐

2.1.1成本節(jié)約分析

（1）LPG球罐三防隔熱油漆項(xiàng)目費(fèi)用。根據(jù)球罐表面積計(jì)算，按照LPG球罐隔熱油漆項(xiàng)目合同上的費(fèi)用清單，整個(gè)項(xiàng)目油漆費(fèi)用和人員工時(shí)費(fèi)共計(jì)約29.1萬元。

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

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

近年來，隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)疾病、疼痛的認(rèn)識(shí)和研究也在不斷的深入。然而，有關(guān)術(shù)后鎮(zhèn)痛的重要意義至今仍存在模糊認(rèn)識(shí)，甚至部分專業(yè)技術(shù)人員亦不以為然，以致于目前國(guó)內(nèi)外術(shù)后鎮(zhèn)痛的現(xiàn)狀并不樂觀。有鑒于此，本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的最新研究成果，擬就術(shù)后鎮(zhèn)痛問題進(jìn)行思辨，旨在進(jìn)一步推動(dòng)術(shù)后鎮(zhèn)痛在相關(guān)領(lǐng)域的廣泛、深入開展。

常規(guī)防腐油漆涂敷作業(yè)和隔熱油漆涂敷所包括的搭建腳手架、除銹等費(fèi)用不需參與對(duì)比計(jì)算。通過以上費(fèi)用分析，LPG球罐采用傳統(tǒng)防腐油漆并安裝保溫層所需費(fèi)用和采用隔熱油漆所需費(fèi)用對(duì)比，后者可以節(jié)省費(fèi)用約31.8萬元。

2.1.2隔熱保溫效果分析

通過對(duì)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(duì)比，發(fā)現(xiàn)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(dòng)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(yīng)用效果評(píng)價(jià)

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(chǎn)需求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)防腐功能，可以節(jié)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(shí)發(fā)現(xiàn)銹蝕處，及時(shí)安排防腐作業(yè)，消除安全隱患，從而保證設(shè)備的完整性。

2.2凝析油儲(chǔ)罐

通過對(duì)比凝析油罐涂敷三防隔熱油漆前后溫度、壓力變化，發(fā)現(xiàn)隔熱油漆涂敷前，溫度晝夜相差較大，白天儲(chǔ)罐溫度隨著陽光輻射強(qiáng)度的增加而上升，壓力明顯上漲，超過設(shè)定壓力，排放閥打開排氣維持壓力，晚上隨著環(huán)境溫度降低，壓力下降到設(shè)定壓力，補(bǔ)氣閥打開補(bǔ)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(dòng)幅度明顯減小，在控制范圍內(nèi)，排放閥動(dòng)作頻率明顯下降，圖2為凝析油罐一天內(nèi)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(bǔ)氣閥動(dòng)作歷史曲線圖（藍(lán)色為凝析油罐壓力變化曲線，紫色為排放閥動(dòng)作曲線，紅色為補(bǔ)氣閥動(dòng)作曲線，綠色是壓力設(shè)點(diǎn)）。

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(bǔ)氣閥動(dòng)作曲線

圖4　凝析油罐隔熱油漆涂敷后排放閥和補(bǔ)氣閥動(dòng)作曲線

表1為凝析油罐頂隔熱油漆應(yīng)用前后燃料氣消耗對(duì)比數(shù)據(jù)；表2為凝析油罐到低壓火炬排放量對(duì)比數(shù)據(jù)。對(duì)比凝析油儲(chǔ)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(yīng)用前后燃料氣消耗對(duì)比數(shù)據(jù)

表2　凝析油罐到低壓火炬排放量對(duì)比數(shù)據(jù)

根據(jù)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(yīng)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(jié)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(chǎn)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(jì)算，按使用壽命5年估算，可以減少燃料氣消耗251×104m3，節(jié)約費(fèi)用約25萬元。根據(jù)凝析油儲(chǔ)罐罐頂表面積估算，采用隔熱油漆比采用傳統(tǒng)防腐油漆可以節(jié)約成本約9.6萬元，同時(shí)減少天然氣排放25×104m3。

2.2.3應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

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(bǔ)氣、晚上排氣現(xiàn)象，減少了燃料氣消耗和天然氣排放，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，節(jié)約費(fèi)用約9.6萬元，達(dá)到了降本增效的目的；同時(shí)很好地實(shí)現(xiàn)了防腐功能，有效地保證了設(shè)備的完整性。

3　結(jié)語

（1）南山終端隔熱涂料在凝析油儲(chǔ)罐和LPG球罐上的推廣使用，一方面有效地降低了生產(chǎn)成本，增加了企業(yè)效益（節(jié)約成本費(fèi)用共計(jì)44.1萬元）；另一方面完成了對(duì)設(shè)備的防腐維護(hù)，提高了設(shè)備完整性，為安全生產(chǎn)提供保障。

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

（3）對(duì)于太陽輻射較強(qiáng)、晝夜溫差變化較大的地區(qū)，儲(chǔ)罐、設(shè)備的防腐蝕工程，尤其在易燃易爆的輕質(zhì)油儲(chǔ)罐防腐蝕方面，防輻射隔熱油漆的應(yīng)用具有廣泛推廣的價(jià)值，選用合適的防輻射隔熱油漆是今后一段時(shí)期內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)[4]。

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

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

[3]安邦，和田進(jìn)．太陽熱反射涂料在建筑節(jié)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(xiàn)狀和發(fā)展[J]．上海涂料，2004（3）：25-29．

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（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(yè)于西安石油大學(xué)，在中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司崖城作業(yè)公司南山終端從事生產(chǎn)工作。

2015-04-23