稠油污水熱能的再利用

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(kāi)發(fā)公司)摘要:新疆油田九:~九s區塊每天的系統。污水處理量為1.3X10*~1.5X10* m',污暖氣進(jìn)水熱水源進(jìn)水水溫度在52 C左右。為了對油田污水中的余熱進(jìn)行再利用，在建立日處理2X10* m'的污水處理站時(shí)，應用了熱泵技術(shù)，對污水.房處理站進(jìn)行保溫試驗。經(jīng)過(guò)2年的運行，熱泵機組制熱性能穩定可靠，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(jìn)行吞吐及汽驅開(kāi)采過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大2.1方 案設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，節能方面綜合考慮，站區采暖選用LSBLGRG若對處理后的污水進(jìn)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(guān)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)系統配套使源進(jìn)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(kāi)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(shí)現在線(xiàn)監測。冷凝器熱水源換熱進(jìn)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(jìn)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(guò)少量的電能輸入，實(shí)現低溫位則蒸發(fā)器在1t污水源中吸收的熱量為熱能向高溫位熱能轉移的技術(shù)。污水源熱泵系統包Q= 1 000XcX△t= 1 000X4.187X5.1括熱水源系統、熱水源熱泵機組系統和室內散熱=2 1357.7kJ = 5.93 kW地區已有多項辦公樓、賓館、小區住宅等工程相繼6結語(yǔ)使用該項技術(shù)，均取得了滿(mǎn)意的運行效果。本工程在節能、設備選型、能源利用及系統設參考文獻計均優(yōu)于其它空調系統的設計，通過(guò)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)指標均達到設計要求，深得用戶(hù)的好[2]馬景良,姚楊，楊自強,姜益強。水環(huán)熱泵空調系統設計[M].北版社2000.評，運行成本與其它空調系統相比也大大降低，同京:化學(xué)工業(yè)出版杜.2005.時(shí)還緩解了中原油田熱源緊張的局面。[3]陸耀慶.實(shí)用供暖空調設計手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版“開(kāi)發(fā)能源與節約能源并重”是國策，節約能社.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{節設計手冊(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)題。在能源越來(lái)越緊缺、對環(huán)境保護要求日益提高中國煤化工的今天，水源熱泵空調技術(shù)以其節能、環(huán)保、利用CNMH G低品位能等優(yōu)點(diǎn)具有廣泛的推廣價(jià)值.至今，濮陽(yáng)油氣田地面工程第28卷第3期(2009. 3)每小時(shí)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(yè)目數量成本費/萬(wàn)元=23028.5kJ=6.4kW電費0.44元/kW.h 1 臺熱泵和1臺循環(huán)泵1折舊費采暖系統水流量為46 m*/h,則每小時(shí)末端采維修費初期投資X11.8%2. 358暖系統熱水提取的熱量為294.4 kW?？傆?2. 058熱泵機組末端循環(huán)進(jìn)、出水溫度差一直保持在.3應用熱泵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)5 C以上,每小時(shí)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、應用熱泵技術(shù)進(jìn)行保溫與其它的保溫方式相經(jīng)濟,且末端采暖系統熱水溫度在80 C左右,符合比，具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn):采曖系統水溫要求。(1)在稠油油田保溫采用熱泵技術(shù)，利用油田(2)室內換熱系統。站區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*~根據房間采暖負荷設計耗熱量,再根據溫度要求安.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(guò)濾器供排應用，無(wú)疑是對油田余熱資源的再利用。至軟化水站母管線(xiàn)上裝分支線(xiàn)水量供熱泵來(lái)?yè)Q熱，(3)熱泵機組運行中，無(wú)任何污染排放物，具壓力為0. 35 MPa,每小時(shí)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污水源熱泵應用前景右,對于回用油田鍋爐無(wú)影響。2.3 效益分析.熱泵技術(shù)的研究及應用在國內已進(jìn)行多年，在(1)效益計算。設計站區熱負荷為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(jià)格為80元/m2，廣應用熱泵技術(shù)具有較大的潛力。電價(jià)0.44元/kW●h.冬季1臺熱泵機組和1臺(1)在稠油油田開(kāi)采過(guò)程中，油井產(chǎn)液中帶有循環(huán)提升同時(shí)運行，運行功率系數為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備及人員相對集=2496元/d中的工作場(chǎng)所的保溫，實(shí)現低位熱能資源的再利用一個(gè)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，原油加熱轉使用熱泵進(jìn)行站區保溫,一個(gè)保溫期的運行費輸依靠蒸汽換熱降粘來(lái)完成，而應用熱泵技術(shù)充分用為利用處理后的稠油污水熱能，可實(shí)現稠油原油輸送。Fr = 2X0.85X82.5X24X 30X0.54+0.85X5結語(yǔ)82.5X24X96X0.54 = 14. 1776(萬(wàn)元)從以上計算結果對比,使用熱泵機組進(jìn)行保溫，(1)在污水處理站冬季采暖應用熱泵技術(shù)，利一個(gè)保溫期可節約成本17. 272萬(wàn)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(cháng)期括電費、維修費用及折舊費用;水源為油田富余的處以來(lái)由于缺乏相應的余熱回收技術(shù)，造成能源浪理污水,機組運行設計為50 000 h以上,每年的采費，通過(guò)應用熱泵技術(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(wàn)收利中國煤化工。元。熱泵的年運行費用見(jiàn)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(gè)會(huì )造成大的影響。資比較大,系統工藝沒(méi)有優(yōu)化,部分設備、工藝設計(欄目主持楊軍)