摘要：通过对管道结露成因的分析，以及结露后对管道带来种种危害的介绍得出管道保温防结露的重要性。针对对大兴安岭独特地理环境和气候环境的分析，通过对沿线气温及低温的数据采集整理。通过对隔热保冷结构中各层的分析可以得到其中保冷层对于防结露起到了主导的作用，最后通过对保冷层厚度的计算及校核得到符合加格达奇温度、湿度气候的管道保温防结露的保冷层厚度。

关键词： 漠大线；原油管道；结露；传热；保冷

漠大原油管道（以下简称漠大线）全线穿越独特的永冻土地带，各站场大多位于大兴安岭深处，周边环境多为河流森林，在夏季输送过程中管内原油平均温度为3.65℃，生产区室温平均温度为25℃。夏季周边空气湿度较大，空气中水分处于过饱和状态，当饱和水蒸气遇到冷热温差之后，就会在管道表面形成结露。

1 管道结露的危害

漠大线各站场结露现象在夏季尤为严重，当结露速度较快时，结露水珠降落于地面也较快，时间长将导致管道所对应的的下部地面形成白色的碳酸钙结晶，给站内生产带来极大的影响。而当结露降水流进设备法兰结合处、管道支架处、管道防腐缺陷点时，在湿度较大环境下会加剧设备的腐蚀，缩短使用寿命。同时，较多的结露降水也会使地面产生较多积水，地面长期处于湿滑状态，给检修及运行人员造成极大的不便，给人身安全带来极大的隐患，结露引起的厂房潮湿及地面的碳酸钙结晶，经过反应也会使一些自动化程度较高的输油站带来安全隐患。轻则造成线路损坏，设备故障；重则引起火灾事故，造成人身、经济财产损失，设备瘫痪，影响正常安全运营。

2 管道结露的处理

加格达奇输油站首先对输油管道进行了管道保温及防结露施工，经过分析研究，制定施工方案对站内主渠道及对应排污系统进行了保冷防结露处理。对阀门、法兰、温度计及压力表、排水管的承接口采取特殊的处理以保证内部不会因为局部渗透造成设备腐蚀结露。

2.1 隔热体结构设计

防止结露的基本原则是减少冷热量对流交换。为阻止冷油管与热空气的对流换热并防止表面结露，应采用在管道表面上覆盖物体的绝热措施，确保管道的外保护层表面温度高于当地的结露点温度。由于管道长期处于低温状态，外表面容易锈蚀，因此，防结露设计在考虑保冷层、防潮层、保护层的同时，还应设计防锈层，必要情况下还可以加上标示层，共同组成隔热保冷结构。

2.2 隔热保冷结构各层的特点

1）防锈层。由于原油管道运行时保冷层内管道表面温度最低，水分会凝附于管道表面之上，所以需要在管道上先涂一层防锈层，防止管道腐蚀。

2）保冷层。用隔热性能较好的材料在管道上包扎，防止管道与热空气对流换热。

保冷及防结露材料防火性能要好，应对其氧指数进行控制，并尽量采用热变形小的材料。对于闭孔泡沫类保温材料，应在搬运、存放及切割时小心操作，以免混入其他硬质材料造成接缝不严实，影响保冷和防结露效果。目前加格达奇输油站采用岩棉玻璃丝缠绕作为管道的保冷层（图1）。

3）防潮层。若没有防潮层，则大气中的水蒸气就将和空气一起进入保冷层，并向温度更低、水蒸气分压更低的内部渗透。进入保冷层的水蒸气，被冷却后结露，随着温度进一步降低，由结露变为水，严重破坏材料的保冷性能，因此在保冷结构中需要一层质地优良、经久耐用的防潮层。

铝箔胶带一般作为防潮层的首选材料，但由于其延展性较差，极易在管道的冷热变形过程中将缝拉裂，造成不易恢复的保温防结露层损坏，从而形成接缝处结露滴水，影响保冷防结露效果。加格达奇输油站选择防潮层的过程中总结以往工程经验和经济分析，采用了塑料布作为防潮层，避免了使用铝箔胶带产生的弊端。

4）保护层。用来保护防潮层和保冷层不受机械损伤。保护层的材料应依据使用的地点和所处的条件，经过技术经济比较来确定。

加格达奇输油站选用了不锈钢板材作为保护层，可使内部材料不受损伤，同时节约了外部防腐层的铺设用料和施工量。

5）防腐蚀及识别层。防腐蚀层涂刷于保护层外表，兼有识别管道内介质类别和流动方向的作用。

3 保冷层厚度的计算与校核

对于防止外表面结露的保冷层厚度计算是按给定的绝热层表面温度来计算绝热层厚度。当管道内表面热阻及金属壁热阻均可忽略时，介质温度与金属壁表面温度一致。在忽略金属保护层绝热的情况下，表面温度即为保冷绝热层的外表面温度。

输油管道采用的计算公式如下：

式中：t，ta，ts 分别为原油管道外表面、环境、外表面露点温度，℃；δ为绝热层厚度，m；α为绝热层外表面向大气的放热系数，w/(m2•k) ；D0为绝热层外直径，m；Dj为绝热层内直径，m；或多层或复合绝热层第i层外直径，m；λ为绝热层材料制品的导热系数，w/(m•k)  。

在保冷层厚度计算完毕后，要校核输油管道在保冷后的热扩散损失及实际的保冷层外表面的温度。

1）圆筒面保温后的散热损失q。

式中：Rj为绝热层热阻，圆筒：(m•k)w/ ；RS为绝热层表面热阻，圆筒：(m•k)w/  ；δj为第i层绝热层厚度，m；q为单位表面热损失量，圆筒 ；w/ m；Dj -1为多层或复合绝热第i-1层内直径，m；λj 为多层或复合绝热层第i层材料制品的热系数，w/(m•k)   。

2）管道表面温度计算。根据圆筒面保温后的散热损失q，得：

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