一種新型多能源利用加熱爐應用效果分析

邢臺　彭　婷（青海油田鉆采工藝研究院）

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一種新型多能源利用加熱爐應用效果分析

邢臺彭婷（青海油田鉆采工藝研究院）

熱泵技術、太陽能發電技術及煙氣余熱回收技術是目前比較成熟的能源利用技術。將這幾項技術整合應用于油田相變加熱爐上，是一項新的綜合節能技術的嘗試。青海油田試驗應用了這種利用熱泵技術、煙氣余熱回收及光伏發電加熱等多項能源利用技術于一體的新型加熱爐。通過在青海油田的應用，證明該技術具備的適用性，并在使用現場取得了良好的節氣效果。

多種能源利用加熱爐綜合節能效果分析

2015年5月，青海油田生活基地敦煌石油賓館熱水加熱鍋爐，引進了一種名為“空氣能光伏能真空（預熱）一體熱水機組”的復合式熱水加熱水套爐。該加熱爐采用相變換熱、自動溫控燃燒控制，綜合利用了煙氣余熱回收技術、熱泵技術、太陽能光伏發電二次加熱等節能技術，較好地把多項能效利用技術集于一體，最大限度地利用了燃料能、環境熱能及太陽能等多種能源。該機組的供熱流程如圖1所示。

圖1　新型多能效加熱爐流程圖

1　技術原理

來自城市的自來水通過進水管線8分別進入熱泵系統6，或者通過陶瓷模式壁煙管余熱回收裝置2進行預加熱（當夏季環境溫度較高，鍋爐燃燒器工作時間較短時，多數系統補進水，通過熱泵系統預熱后進入加熱爐盤管；冬季環境溫度偏低，燃燒器運行時間較長，大部分系統補進水，通過煙氣余熱回收裝置預熱后進入加熱爐盤管；夏季煙筒排煙溫度低于45℃，煙氣余熱回收裝置底部設有冷凝水排放管）。通過加熱爐相變換熱盤管進行加熱，經過盤管加熱的水進入到蓄水箱7中，蓄水箱7安裝外保溫材料，底部設有排污閥，內部安裝有電加熱裝置。電源來自太陽能光伏發電系統（本套裝置中，光伏發電功率為2 kW）。通過二次加熱后，利用自帶265 W的循環泵，熱水直接進入到各個使用端，在無熱水輸出時，自行循環，確保系統的水溫保持在一定溫度范圍內。

該套供水循環系統中，綜合利用了加熱爐煙氣余熱回收技術，使煙氣在夏季排煙溫度控制在40℃左右。煙筒由直立排放改為水平排放。在夏季環境溫度較高的情況下，將系統的循環供水通過熱泵技術充分吸收環境熱量，使鍋爐房的溫度同比下降3～5℃。此外，通過外部的2 kW太陽能光伏發電，把蓄水池的水進一步加熱達到所需溫度。充分利用了多種能源，提高了能源利用效率，節約了燃料，節能效果比較顯著。

2　改造效果分析

該加熱爐主要為賓館提供廚房、洗浴及房間生活熱水。改造后的加熱爐型號為MNK-80，額定供熱量為0.93 MW，額定耗氣量為32 m3/h，內置雙盤管（目前使用其中一組，另一組準備連接賓館空調系統）。其中，新增循環泵功率265 W，根據系統壓力自行運行。熱泵系統電負荷為2.2 kW，總的電負荷與原有加熱爐3 kW的循環泵電負荷接近。原循環泵運行時間約16 h。供熱時間為6：00～14：00，18：00～2：00。

該加熱爐安裝后，替代2014年安裝的型號為ZKWQ-0.58的熱水加熱爐，原有加熱爐安裝有開一備一的3 kW循環供水泵2臺。2015年6月新型加熱爐安裝后，截至2015年7月底，運行20余天。同比2014年7月，在賓館入住率由39.6%提高到75.8%的情況下，統計了10 d的天然氣平均消耗量，由原來的96 m3/d降低為53 m3/d，日節氣43 m3，節氣量為44.79%。

該機組采用自動化控制，根據出水溫度調節控制在51～55℃之間，系統水量下降和壓力減小時，可以自動補水和循環，保證24 h不間斷熱水供應，改變了以往的按時間段供應熱水的限制。由于該套裝置采用了熱泵技術，夏天該鍋爐房的環境溫度要相對降低3～5℃。

該套裝置的使用，成功實現了多種新技術集成在加熱爐上應用的先例。由于測試時間較短，且僅限于夏季，對該套裝置的全年節能效果的評價分析還有待于進一步使用和測試，特別是冬季和陰天的使用效果。由于該套裝置的能源利用結合了多項節能新技術，且用水量不是連續可測，加之鍋爐外殼及管線的外保溫材料的限制，無法直接測取加熱爐本身的熱效率。目前節能效果僅能按照燃料的節省率來評價，平均日節省天然氣43 m3，按目前油田1.85元/m3的天然氣價格計算，年可節約燃料費用約為2.90萬元。此外，該機組占地面積較大，除了加熱爐和光電加熱蓄能水箱外，外部還需3～4 m2的光伏板的安裝布置位置，整機較為復雜。

3　結論

1）結合熱泵技術、光伏發電技術及余熱回收技術綜合應用的熱水加熱水套爐是可行的，該套裝置的自動化程度較高，具備24 h無人值守運行功能。

2）該技術在陽光充足的條件和夏季環境溫度較高的條件下具有良好的節能效果，具有較高的能效利用率。

3）該套裝置使用安裝占地位置較大，結構復雜，一次性投資費用較高，對于小型加熱爐的使用，投資回收期較長。

4）該技術的成功應用，有望在油田基地保溫鍋爐上先期推廣應用。

國家發改委：研究推進天然氣市場化改革

11月5日，國家發改委秘書長李樸民在新聞發布會上表示，為了順利推進天然氣市場化改革，已經在上海建立一個天然氣交易市場，即上海石油天然氣交易中心，結合競爭性環節天然氣價格的放開，引導放開價格的天然氣進入市場交易。

李樸民表示，現在天然氣價格放開的比重已經達到40%，充分競爭格局還沒有形成，只是適度競爭，將結合市場發展狀況推動相關環節價格放開，研究推進天然氣價格市場化改革，方案成熟后將會對外發布。

據介紹，目前階梯價格制度順利推進，突出表現在階梯電價、階梯水價和階梯氣價。除新疆、西藏以外，其他省區市已全面實施居民階梯電價制度。29個省區市的321個城市已建立居民階梯水價制度，16個省區市的67個城市已建立居民階梯氣價制度。現在正在推進的重點領域價格改革，受體制機制等多方面因素制約，不可能單兵突進。下一步將在醫療、天然氣、電力、公用事業和公共服務等重點領域和關鍵環節，推動價格改革不斷取得新突破和新成效。

李樸民說，這段時間國際國內能源價格回落較多、供求關系寬松，這是多年來少有的，原來供應緊張的形勢大大緩和，給改革提供了良好的機遇。

胡慶明

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.12.005

2015-09-01）

邢臺，高級工程師，1987年畢業于華東石油學院（礦機專業），從事油田節能監測及節能技術研究管理工作，E-mail：xtqh@Petro-China.com.cn，地址：甘肅敦煌七里鎮鉆采工藝研究院，736202。