油田高效節(jié)能技術(shù)研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

油田高效節(jié)能技術(shù)研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

摘

要：目前沈陽采油廠計(jì)量間等場(chǎng)所，冬季供熱供暖方式主要采用集輸系統(tǒng)中的摻水。普通電加熱采暖技術(shù)存在能耗較高、安全隱患大等問題。為了推進(jìn)降溫集油節(jié)能工作，需要不斷摸索更加高效節(jié)能的供暖方式。本文在計(jì)量間開展小型電熱鍋爐、小戶型水源熱泵及液流熱能發(fā)生器技術(shù)試驗(yàn)，對(duì)不同的熱源進(jìn)行分析和計(jì)算，設(shè)計(jì)出切實(shí)有效的試驗(yàn)方案。實(shí)現(xiàn)油田高效節(jié)能采暖，必須經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行的考驗(yàn)，同時(shí)也為今后更深層次的研究提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：高效;采暖;節(jié)能;計(jì)量間;熱泵

1.前言

我國現(xiàn)階段采暖技術(shù)主要包括：熱泵技術(shù)、余熱鍋爐技術(shù)、燃?xì)廨椛湫圆膳夹g(shù)等。三種技術(shù)的特點(diǎn)如下：熱泵的工作原理是將熱能從低溫?zé)嵩磦髦粮邷責(zé)嵩?，以達(dá)到制冷或供暖的效果[1]，我國在熱交換器、熱泵單元、系統(tǒng)控制優(yōu)化等研究的基礎(chǔ)上，還將對(duì)不同建筑物中各種熱泵形式的應(yīng)用及優(yōu)化問題進(jìn)一步研究;節(jié)能鍋爐借助廢液或廢液中的余熱、廢氣、可燃材料燃燒產(chǎn)生的熱量將水加熱至某種工作介質(zhì)，通過對(duì)余熱的加工、利用來達(dá)到加熱目的;氣體輻射加熱器由燃燒器、點(diǎn)火電極、輻射管、引風(fēng)機(jī)、控制箱、反射器和安全裝置組成，氣體輻射加熱在消除了能量轉(zhuǎn)換過程的同時(shí)，具有熱效率高、廢氣溫度低的特點(diǎn)。

2.計(jì)量間開展的試驗(yàn)

2.1小戶型水源熱泵采暖技術(shù)

2.1.1試驗(yàn)開展情況

1、以油田污水為熱源

葡北204計(jì)量間試驗(yàn)過程中，采用直接利用油田污水供暖技術(shù)，將熱泵主機(jī)熱源側(cè)進(jìn)水管與油田污水管道直接連接的方式，其中熱泵主機(jī)使用功率為1.1kw。

目前需解決的問題：污水中硫化物對(duì)熱泵換熱器的腐蝕性;需要通過調(diào)節(jié)污水流量來控制熱泵供需溫度的平衡。通過將換熱器加裝在空調(diào)機(jī)與污水之間有效緩解了腐蝕問題;在換熱器和污水管道間加裝了電磁閥門有效調(diào)節(jié)污水流量，以便熱泵能夠得到恒定溫度范圍內(nèi)的熱源水。204計(jì)量間安裝了經(jīng)過改進(jìn)的試驗(yàn)設(shè)備，該熱泵間接利用了油田污水，達(dá)到供暖的目的。

空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性得到了很大的提高，是因?yàn)橄啾扔谟吞镂鬯?，壓力、水溫、潔凈度等指?biāo)更易控制。改進(jìn)后的流程已可以單獨(dú)進(jìn)行供暖活動(dòng)，但因油田污水溫度偏高，導(dǎo)致空調(diào)功能受到很大限制。

2、以地下水為熱源

在105計(jì)量間開展關(guān)于探究熱泵可利用熱源范圍的試驗(yàn)。該試驗(yàn)采用原有地下水井單井提水回灌式水源熱泵供熱采暖技術(shù)，設(shè)備組成包括：無聲循環(huán)水泵、水熱泵主機(jī)、溫控器、斷流保護(hù)器、柜式風(fēng)機(jī)盤管等。

受原有水井井管直徑和實(shí)際不符的影響，無法滿足熱泵主機(jī)的需求，以至于試驗(yàn)未能按原計(jì)劃實(shí)行。在原有水井為提水井的前提下，使用鉆口回水井的水源熱泵供暖給熱泵提供足夠能量。該供暖試驗(yàn)方案在葡北105計(jì)量間開展。

該試驗(yàn)進(jìn)行4天后，發(fā)現(xiàn)回水井回水外溢的問題，經(jīng)分析是地質(zhì)原因引起[2]，導(dǎo)致回水被潛水泵產(chǎn)生的大量氣泡頂出。受地質(zhì)條件的影響，采油七廠葡北地區(qū)并不適宜采用提水回灌式的水源熱泵供暖技術(shù)。計(jì)量間熱泵的穩(wěn)定熱源還需繼續(xù)探尋，在保持原采暖系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用了地埋換熱器的水源熱泵供暖試驗(yàn)。

2.1.2現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果

1、機(jī)內(nèi)側(cè)間接利用油田污水的水源熱泵供暖

經(jīng)驗(yàn)證，當(dāng)42℃污水通入空調(diào)機(jī)換熱器時(shí)，其運(yùn)行不受影響，制冷以及制熱轉(zhuǎn)換無問題。進(jìn)一步降低溫度設(shè)定室溫，供暖運(yùn)行效果均十分良好。

2、地埋換熱器的水源——熱泵供暖

2.1小型電熱鍋爐（400×600×400m）采暖試驗(yàn)

葡北604計(jì)量間的試驗(yàn)：鍋爐中較低位置的水溫用集中電加熱方式提高，與水箱中較高位置的冷水形成溫度差，基于冷熱水對(duì)流循環(huán)，利用計(jì)量間散熱器供熱的采暖技術(shù)，其工藝流程圖如下：

將葡北604計(jì)量間采暖方式更換為小型自動(dòng)電鍋爐，設(shè)備額定功率7KW。

2.2液流熱能發(fā)生器（1070×500×1025mm）采暖試驗(yàn)

葡北102計(jì)量間試驗(yàn)：保持值班室原采暖設(shè)施，安裝一臺(tái)5.5kW的計(jì)量間液流熱能發(fā)生器[3]。

2.3經(jīng)濟(jì)效益分析

三種新型采暖技術(shù)均可使冬季計(jì)量間值班室溫度上升至22℃。按照壽命周期成本對(duì)比經(jīng)濟(jì)效益，成本最低者為最優(yōu)（天然氣0.99元/m3，電費(fèi)0.5717元/KW·h，使用年限10年，每年運(yùn)行180天）。

由上表可知，在運(yùn)行成本上三種技術(shù)均低于普通電采暖，其中壽命周期成本和投資回收期最少的是小戶型水源熱泵。

3.結(jié)論

（1）對(duì)于現(xiàn)階段的計(jì)量間采暖溫度標(biāo)準(zhǔn)，這三種新型采暖技術(shù)均可很好的達(dá)到，且三種采暖技術(shù)均克服了普通電加熱采暖能耗高的缺點(diǎn)。

（2）對(duì)于低溫天氣僅可通過摻低溫水方式集油的已建系統(tǒng)，建議采用小戶型水源熱泵技術(shù)補(bǔ)充熱量;對(duì)于通過冷輸方式集油的計(jì)量