油田高效節能技術研究

裴曉龍

摘 ?要：目前沈陽采油廠計量間等場所，冬季供熱供暖方式主要采用集輸系統中的摻水。普通電加熱采暖技術存在能耗較高、安全隱患大等問題。為了推進降溫集油節能工作，需要不斷摸索更加高效節能的供暖方式。本文在計量間開展小型電熱鍋爐、小戶型水源熱泵及液流熱能發生器技術試驗，對不同的熱源進行分析和計算，設計出切實有效的試驗方案。實現油田高效節能采暖，必須經過現場實際運行的考驗，同時也為今后更深層次的研究提供寶貴經驗。

關鍵詞：高效;采暖;節能;計量間;熱泵

1.前言

我國現階段采暖技術主要包括：熱泵技術、余熱鍋爐技術、燃氣輻射性采暖技術等。三種技術的特點如下：熱泵的工作原理是將熱能從低溫熱源傳至高溫熱源，以達到制冷或供暖的效果[1]，我國在熱交換器、熱泵單元、系統控制優化等研究的基礎上，還將對不同建筑物中各種熱泵形式的應用及優化問題進一步研究;節能鍋爐借助廢液或廢液中的余熱、廢氣、可燃材料燃燒產生的熱量將水加熱至某種工作介質，通過對余熱的加工、利用來達到加熱目的;氣體輻射加熱器由燃燒器、點火電極、輻射管、引風機、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換過程的同時，具有熱效率高、廢氣溫度低的特點。

2.計量間開展的試驗

2.1小戶型水源熱泵采暖技術

2.1.1試驗開展情況

1、以油田污水為熱源

葡北204計量間試驗過程中，采用直接利用油田污水供暖技術，將熱泵主機熱源側進水管與油田污水管道直接連接的方式，其中熱泵主機使用功率為1.1kw。

目前需解決的問題：污水中硫化物對熱泵換熱器的腐蝕性;需要通過調節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機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節污水流量，以便熱泵能夠得到恒定溫度范圍內的熱源水。204計量間安裝了經過改進的試驗設備，該熱泵間接利用了油田污水，達到供暖的目的。

空調系統運行的穩定性得到了很大的提高，是因為相比于油田污水，壓力、水溫、潔凈度等指標更易控制。改進后的流程已可以單獨進行供暖活動，但因油田污水溫度偏高，導致空調功能受到很大限制。

2、以地下水為熱源

在105計量間開展關于探究熱泵可利用熱源范圍的試驗。該試驗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，設備組成包括：無聲循環水泵、水熱泵主機、溫控器、斷流保護器、柜式風機盤管等。

受原有水井井管直徑和實際不符的影響，無法滿足熱泵主機的需求，以至于試驗未能按原計劃實行。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。該供暖試驗方案在葡北105計量間開展。

該試驗進行4天后，發現回水井回水外溢的問題，經分析是地質原因引起[2]，導致回水被潛水泵產生的大量氣泡頂出。受地質條件的影響，采油七廠葡北地區并不適宜采用提水回灌式的水源熱泵供暖技術。計量間熱泵的穩定熱源還需繼續探尋，在保持原采暖系統的基礎上，采用了地埋換熱器的水源熱泵供暖試驗。

2.1.2 現場試驗效果

1、機內側間接利用油田污水的水源熱泵供暖

經驗證，當42℃污水通入空調機換熱器時，其運行不受影響，制冷以及制熱轉換無問題。進一步降低溫度設定室溫，供暖運行效果均十分良好。

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

葡北604計量間的試驗：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，基于冷熱水對流循環，利用計量間散熱器供熱的采暖技術，其工藝流程圖如下：

將葡北604計量間采暖方式更換為小型自動電鍋爐，設備額定功率7KW。

2.2 液流熱能發生器（1070×500×1025mm）采暖試驗

葡北102計量間試驗：保持值班室原采暖設施，安裝一臺5.5kW的計量間液流熱能發生器[3]。

2.3經濟效益分析

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

由上表可知，在運行成本上三種技術均低于普通電采暖，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.結論

（1）對于現階段的計量間采暖溫度標準，這三種新型采暖技術均可很好的達到，且三種采暖技術均克服了普通電加熱采暖能耗高的缺點。

（2）對于低溫天氣僅可通過摻低溫水方式集油的已建系統，建議采用小戶型水源熱泵技術補充熱量;對于通過冷輸方式集油的計量間，可以選擇液流熱能發生器或小型電熱鍋爐兩種技術，從安裝上看，小型電熱鍋爐需重新安裝值班室采暖系統，而液流熱能發生器安裝相對方便，改動工作量小;從設備尺寸上看，小型電熱鍋爐比液流熱能發生器占用空間小。

參考文獻

[1] ?譚智. 水源熱泵技術在油田注水系統應用[J]. 中外能源，2011.

[2] ?單金龍. 地源熱泵系統的地下換熱器性能測試與模型設計研究[D]. 重慶大學，2009.

[3] ?王峰. 地埋換熱技術在注水電機冷卻水循環工藝上的應用[J]. 油氣田地面工程，2011.