Estudio de optimización del sistema de aislamiento de tanques de almacenamiento de petróleo crudo en ambientes de baja temperatura del círculo polar ártico

Los tanques de almacenamiento de petróleo crudo en ambientes de baja temperatura del círculo polar ártico enfrentan desafíos de temperatura extrema (invierno de -20℃ a -40℃, mínimo -52℃), lo que requiere solucionar problemas como el asentamiento de cimientos en suelos congelados, la fragilización de materiales a bajas temperaturas y el aumento de la pérdida de calor. Los sistemas de aislamiento tradicionales utilizan materiales de lana de roca/poliuretano, con diseños de estructura compuesta (como la combinación de recubrimientos ZS-211+ZS-221), pero existen riesgos de efecto puente térmico y envejecimiento del sellado.

El plan de optimización se centra en tres aspectos: 1) Mejora de materiales, utilizando una combinación de tubería de acero con aislamiento de poliuretano (conductividad térmica de 0.033W/m·k) y nanorecubrimientos para inhibir la pérdida de calor por debajo de -50℃; 2) Innovación estructural, diseño de doble pared con un canal de inspección anular de 0.5m, integrando sensores de fibra óptica para lograr la monitorización de grietas de 0.1mm; 3) Regulación inteligente, un sistema de calentamiento dinámico basado en el algoritmo PID permite una reducción del consumo de energía del 30%.

La aplicación práctica demuestra que el sistema optimizado reduce la pérdida de calor en un 35%, disminuye los costes de mantenimiento en un 25% y prolonga la vida útil hasta 30 años. Un proyecto ártico adoptó la construcción modular prefabricada, acortando el período de construcción en un 40%, cumpliendo integralmente con los requisitos de las normas API 650 y GB 50341.