熱泵替代油田燃油加熱爐技術研究

曲 虎，劉 靜，王 赪，付瑩瑩

（1.中國石油工程建設有限公司華北分公司，河北任丘062552；2.中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司石油機械廠，河北 任丘 062552）

加熱爐是油田生產中的主要能耗設備[1]。目前，國內各油田80%以上的用熱負荷是通過加熱爐提供的，油田加熱爐的主要燃料為原油和伴生氣，加熱爐在油田生產過程中消耗了大量的燃油和伴生氣，同時，排放了大量的硫化物和氮氧化物，對環境 造成嚴重 污染[2‐4]。

某油田對其運行的15臺加熱爐排放進行檢測，檢測結果及按《鍋爐大氣污染排放標準》GB 13271-2014的要求指標對比見表1。

通過表1可以看出，除燃氣加熱爐外，燃油及油氣混燒加熱爐煙氣排放均不達標，其中二氧化硫超標率為45.5%，氮氧化物超標率為81.8%。由此可以看出，燃油加熱爐是油田站場供熱系統排放不達標的主要因素，油田站場燃油加熱爐替代刻不容緩[5‐6]。目前，能從空氣中吸收熱量的空氣源熱泵和能從污水中吸收熱量的污水源熱泵是解決燃油加熱爐排放超標問題的有效途徑[7‐8]。

表1 加熱爐煙氣監測結果及排放標準對比Table 1 Comparison table of heating furnace flue gas monitoring results and emission standards

1 空氣源熱泵

1.1 工作原理及特點

空氣源熱泵基本原理如圖1所示。制冷劑的低壓蒸汽被壓縮機吸入并壓縮為高壓蒸汽后排至冷凝器。同時軸流風扇吸入的室外空氣流經冷凝器，與循環水一起帶走制冷劑冷凝放出的熱量，使高壓制冷劑凝結為高壓液體。高壓液體經過過濾器、節流機構后噴入蒸發器，并在相應的低壓下蒸發，吸收周圍熱量。……