B区注汽管网布局优化研究.doc

B区注汽管网布局优化研究 我公司因B区整体组合注汽需要而采用23t大排量注汽锅炉，但在注汽过程中因注汽管线管径与排量不相匹配，导致锅炉出口与井口压降过大，增加了能耗注汽质量得不到保证，因此为了降低能耗、使注汽质量得到保证，准备将注汽主干线更换成?114mm×12mm规格的钢管，而注汽管网的布局与优化将对未来的工作产生较大的影响，通过对大庆黑帝庙稠油公司现场管网的实地调研，结合我公司现场的实际情况，对于B区注蒸汽管网的整体设计安装布局做以下几方面分析： 一、蒸汽管线的膨胀 蒸汽管线安装时在常温下进行的，在温度达到工作状态下后会产生膨胀，而这在长度方向上情况会更加严重，这将在输送系统的某些区域中产生应力作用，例如在管线的连接处，极端情况下还将导致严重变形甚至破裂，因此管线的膨胀是一个不容小觑的问题，管线膨胀的长度可以通过公式计算得出： 膨胀（mm）=L△T∝ 式中：L = 支撑点之间的距离（m） T = 环境温度与工作温度之间的温差（℃） ∝ = 膨胀系数（mm/m℃）×10﹣3 通过查表得知：碳钢与合金钢的管道膨胀系数在0——300℃时为：15.8×10﹣3（mm/m℃），以B1——B2管线为例： 管道长度约为1000m，输送蒸汽温度300℃，假设安装温度20℃，用以上公式来确定管线的膨胀长度： L = 1000m △T = 300℃-20℃ △T = 280℃ 0——300℃内 ∝ = 15.8×10﹣3mm/m℃ 膨胀（mm）=1000 m×280℃×15.8×10﹣3 mm/m℃ =4424mm 由此可以看出，由B1——B2注汽管线将会产生4424mm的膨胀量，因此管线的支撑于胀力设置显得尤为重要。 二、膨胀环的安装 膨胀环是吸收管线膨胀的方法之一，这些膨胀环固定在管线上，设计用于吸收管线的膨胀而不改变管线的总体长度，我们B区注汽管线安装的膨胀环由管线本身整根直管煨制而成，呈“几”字形，膨胀环的设计原则：深度为宽度的两倍，这样可以吸收管线膨胀的长度；弯管处不应采用冲压弯头，应采用正偏差的整根直管段煨制，煨制半径不小于5倍的外径。这种方形膨胀环除横向外伸臂的中段受弯矩较小外，其余部位受弯矩都较大，而焊口处金属的机械性能较差，因此焊口应选择受弯矩较小部位。膨胀环如下图所示： 膨胀环的间隔距离，依照上面管线膨胀长度的公式计算，1000m管线膨胀长度为4.4m，按照每50m设置一个膨胀环1000m管线应设置20个，既每个膨胀环吸收约220mm的膨胀量，由于在实际施工中蒸汽管线的走向不是呈“一”字形，而是要走很多的折弯，这些折弯在不同程度上也吸收了一定的膨胀量，这样就相应的减少了一些膨胀环的安装，在直线距离较长的管线中，膨胀环之间间隔应为50m，在折弯较多的地方可以相应的减少膨胀环的安装。 在我们原注汽管线安装中，膨胀环和过道龙门架的安装采用的都是高架立式安装，这样安装的优点是减少占地面积，便于车辆行人通过，缺点是蒸汽在举升过程中增加了阻力，管线高架相应的安全系数要求较高，而且相应的增加了材料消耗，施工与维护难度也相应的增加了许多；因此在将要改造的注汽管线施工中，采用低管线支柱，在空间条件允许的情况下水平安装膨胀环，过道管线改用地下穿越方式，既能够增加安全系数，又可以降低蒸汽阻力，还可以降低材料消耗。 三、管线支架与疏水系统的安装 蒸汽管线的敷设中每隔一定距离需要设置一支撑点，以支撑管道、附件、保温层及管道中水重，并承受管道的作用力，我们原注汽管线支架采用的是固定导向式支架，如下图： 每个支架间隔距离5m——6m左右，管线支柱采用?76mm×6mm钢管，经过对大庆黑帝庙油田注汽管线实地调研，其?114mm×12mm注汽管线支架间隔为6.5m，管线支柱单管采用?100mm钢管，双管采用?70mm钢管，由此可以看出原注汽管线支架间隔与支柱参数能够满足使用要求。 我们原注汽管线基础是采用水泥加钢筋预埋件导制而成，上部400mm×400mm，底部500mm×500mm，高500mm呈矩形，参照黑帝庙油田注汽管线基础上部为560mm×560mm，下部因在地下未能测量，但据上部参数推算应比我们原管线基础要大许多，而且由于原注汽管线基础时间久远，预埋件腐蚀严重，在承受管线横向作用力上无法保证安全，容易导致预埋件断裂支柱倾斜甚至管线垮塌。所以管线支架基础需要采取加固措施，如要全部更换基础不仅施工工期长，而且工程量巨大，后续生产工作无法进行，因此加固支架基础只能是在原基础上进行，如下图所示： 在原有管线基础之外做水泥加固，不仅将原基础覆盖而且将管线支架一并固定为一体，增强了抗横向作用力，达到安全使用的要求。 蒸汽管线上必须要安装疏水系统，这是为了排除管线内蒸汽冷凝下来的积水，防止冬季管线