油氣田地面工程第28卷第3期(2009. 3)3稠油污水熱能的再利用解利軍(新疆油田公司HAFNIUM (新港)石油開發(fā)公司)摘要:新疆油田九:~九s區(qū)塊每天的系統(tǒng)。污水處理量為1.3X10*~1.5X10* m',污暖氣進水熱水源進水水溫度在52 C左右。為了對油田污水中的余熱進行再利用，在建立日處理2X10* m'的污水處理站時，應(yīng)用了熱泵技術(shù)，對污水.房處理站進行保溫試驗。經(jīng)過2年的運行，熱泵機組制熱性能穩(wěn)定可靠，達到了油田余熱曖氣出水.熱水源出水再利用的效果。熱泵機組關(guān)鍵詞:污水熱能;熱泵技術(shù);熱效團1污水源熱泵工作原理率;效益分析2熱泵機組的熱效率與效益分析稠油油井進行吞吐及汽驅(qū)開采過程中會產(chǎn)生大2.1方 案設(shè)計及熱泵機組的選擇量的油田污水，污水溫度- -般在52 C左右，攜帶污水處理站前期設(shè)計中，采用高壓蒸汽減壓保有大量的熱量。在新疆油田九~九s區(qū)塊，每天溫，供熱壓力為0.4 MPa，供熱量為1.3 t/h.從原油污水處理量為1.3X10*~1.5X10* m3左右，節(jié)能方面綜合考慮，站區(qū)采暖選用LSBLGRG若對處理后的污水進行余熱利用，效果將是非?？?I) -285型熱泵機組2臺，半封閉螺桿壓縮機觀的。以處理后的污水為熱泵水源，對油田余熱資和殼管換熱器的電功率為75kW,循環(huán)系統(tǒng)配套使源進行再利用，可以降低非生產(chǎn)用汽及生產(chǎn)成本，2.2熱泵機組制熱量 計算及效果分析用7.5 kW的循環(huán)泵。是再生能源利用技術(shù)之一-。(1) 制熱量計算及分析。2006年12月下旬開1污水源熱泵機組的工作原理始熱泵機組試運行，溫度可實現(xiàn)在線監(jiān)測。冷凝器熱水源換熱進水溫度為52.8 C，出水溫度為47.7 C;污水源熱泵機組的工作原理如圖1所示。冷凝器末端采暖出水溫度81.3 C，進水溫度為機組工作原理是以稠油處理后的污水為熱源，75.8 C,水的比熱容為4.187 kJ/ (kg* "C)。利用熱泵技術(shù)，通過少量的電能輸入，實現(xiàn)低溫位則蒸發(fā)器在1t污水源中吸收的熱量為熱能向高溫位熱能轉(zhuǎn)移的技術(shù)。污水源熱泵系統(tǒng)包Q= 1 000XcX△t= 1 000X4.187X5.1括熱水源系統(tǒng)、熱水源熱泵機組系統(tǒng)和室內(nèi)散熱=2 1357.7kJ = 5.93 kW地區(qū)已有多項辦公樓、賓館、小區(qū)住宅等工程相繼6結(jié)語使用該項技術(shù)，均取得了滿意的運行效果。本工程在節(jié)能、設(shè)備選型、能源利用及系統(tǒng)設(shè)參考文獻計均優(yōu)于其它空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計，通過4年多的運[1]徐邦裕,陸亞俊,馬景良,等.熱泵[M].北京:中國建筑工業(yè)出行，各項技術(shù)指標均達到設(shè)計要求，深得用戶的好[2]馬景良,姚楊，楊自強,姜益強。水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計[M].北版社2000.評，運行成本與其它空調(diào)系統(tǒng)相比也大大降低，同京:化學(xué)工業(yè)出版杜.2005.時還緩解了中原油田熱源緊張的局面。[3]陸耀慶.實用供暖空調(diào)設(shè)計手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版“開發(fā)能源與節(jié)約能源并重”是國策，節(jié)約能社.1993.源、減少污染是當前科技工作者急需解決的重要課[4]路延魁?？諝庹{(diào)節(jié)設(shè)計手冊(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)題。在能源越來越緊缺、對環(huán)境保護要求日益提高中國煤化工的今天，水源熱泵空調(diào)技術(shù)以其節(jié)能、環(huán)保、利用CNMH G低品位能等優(yōu)點具有廣泛的推廣價值.至今，濮陽油氣田地面工程第28卷第3期(2009. 3)每小時吸收的熱量為272.78kW.有富余。冷凝器釋放到末端用于采暖熱水(1 t)中的熱量為表1熱泵的年運行費用Q≈1 000XcXOt= 1 000X4.187 X5.5頁目數(shù)量成本費/萬元=23028.5kJ=6.4kW電費0.44元/kW.h 1 臺熱泵和1臺循環(huán)泵1折舊費采暖系統(tǒng)水流量為46 m*/h,則每小時末端采維修費初期投資X11.8%2. 358暖系統(tǒng)熱水提取的熱量為294.4 kW?？傆?2. 058熱泵機組末端循環(huán)進、出水溫度差一直保持在.3應(yīng)用熱泵技術(shù)的優(yōu)點5 C以上,每小時耗電量和制熱量比為1 : 3.9,通常在1 :3.5左右。利用油田污水余熱換熱效果明顯、應(yīng)用熱泵技術(shù)進行保溫與其它的保溫方式相經(jīng)濟,且末端采暖系統(tǒng)熱水溫度在80 C左右,符合比，具有以下幾方面的優(yōu)點:采曖系統(tǒng)水溫要求。(1)在稠油油田保溫采用熱泵技術(shù)，利用油田(2)室內(nèi)換熱系統(tǒng)。站區(qū)各房間采暖片均采用污水所含余熱與用蒸汽保溫相比，達到了油田保溫GZ4- B/H1-P型標準鋼柱散熱片,每塊散熱裝置的目的和效果，降低了生產(chǎn)成本。由22片散熱片組成，每片的標準散熱量為106 W,(2)由于稠油處理后的污水量在1.3X 10*~根據(jù)房間采暖負荷設(shè)計耗熱量,再根據(jù)溫度要求安.1.5X10' m'/d,溫度較高，回用鍋爐的溫度-般裝散熱裝置量。在45 C左右，大部分熱量白白浪費，熱泵技術(shù)的(3)污水源熱量損耗情況。在二級過濾器供排應(yīng)用，無疑是對油田余熱資源的再利用。至軟化水站母管線上裝分支線水量供熱泵來換熱，(3)熱泵機組運行中，無任何污染排放物，具壓力為0. 35 MPa,每小時的流量為100 m* ,每天的有環(huán)保效果。與蒸汽保溫相比，熱泵保溫室內(nèi)空氣流量為2 400 m2 ,污水處理站每天的處理量為1.3中千、濕度能保持相對的平衡，利于員工的健康。X10* m'.經(jīng)計算和測試，總水量溫度下降1 C左4污水源熱泵應(yīng)用前景右,對于回用油田鍋爐無影響。2.3 效益分析.熱泵技術(shù)的研究及應(yīng)用在國內(nèi)已進行多年，在(1)效益計算。設(shè)計站區(qū)熱負荷為390.94kW,油田領(lǐng)域，特別是稠油油田，熱污水資源豐富，推蒸汽供熱量為1.3 m/h.蒸汽的價格為80元/m2，廣應(yīng)用熱泵技術(shù)具有較大的潛力。電價0.44元/kW●h.冬季1臺熱泵機組和1臺(1)在稠油油田開采過程中，油井產(chǎn)液中帶有循環(huán)提升同時運行，運行功率系數(shù)為0. 85,保溫期大量溫度較高的工業(yè)污水，凈化處理后的污水不能為126 d.全部回用油田注汽鍋爐，只有- -部分經(jīng)處理合格后使用蒸汽保溫,每天的運行費用為排放或回注到地層，造成大量的熱能浪費。熱泵技F = 1.3 m*/hX24 h/dX 80元/m*術(shù)可用于供熱站和原油處理站等設(shè)備及人員相對集=2496元/d中的工作場所的保溫，實現(xiàn)低位熱能資源的再利用一個保溫期的運行費用為及稠油油田余熱利用的目的。126 dX2 496元/d= 31.449 6X10*元(2) 在目前稠油原油集輸處理站，原油加熱轉(zhuǎn)使用熱泵進行站區(qū)保溫,一個保溫期的運行費輸依靠蒸汽換熱降粘來完成，而應(yīng)用熱泵技術(shù)充分用為利用處理后的稠油污水熱能，可實現(xiàn)稠油原油輸送。Fr = 2X0.85X82.5X24X 30X0.54+0.85X5結(jié)語82.5X24X96X0.54 = 14. 1776(萬元)從以上計算結(jié)果對比,使用熱泵機組進行保溫，(1)在污水處理站冬季采暖應(yīng)用熱泵技術(shù)，利一個保溫期可節(jié)約成本17. 272萬元。用污水余熱取得了成功。(2)運行費用分析。熱泵機組運行費用主要包.(2)稠油油田具有較大的余熱利用空間，長期括電費、維修費用及折舊費用;水源為油田富余的處以來由于缺乏相應(yīng)的余熱回收技術(shù)，造成能源浪理污水,機組運行設(shè)計為50 000 h以上,每年的采費，通過應(yīng)用熱泵技術(shù)可以使得這部分熱能得到回暖期為126 d計算,折舊為15a,初期總投資131萬收利中國煤化工。元。熱泵的年運行費用見表1。YHCN M H G污水總量的一小以上是熱泵機組每年的全部運行費用,初期投部分，對于巧水凹用鍋爐的溫度個會造成大的影響。資比較大,系統(tǒng)工藝沒有優(yōu)化,部分設(shè)備、工藝設(shè)計(欄目主持楊軍)