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)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:新疆油田九1~九s區塊每天的系統。污水處理量為1.3×104~1.5×10m3,污暖氣進(jìn)水熱水源進(jìn)水水溫度在52℃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2×10m3的污水處理站時(shí),應用了熱泵技術(shù),對污水處理站進(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L清水暖氣出水再利用的效果。熱泵機組關(guān)鍵詞:污水熱能;熱泵技術(shù);熱效圖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,污水溫度一般在52℃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。在新疆油田九1~九s區塊,每天溫,供熱壓力為0.4MPa,供熱量為1.3t/h。從原油污水處理量為1.3×104~1.5×10m3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,半封閉螺桿壓縮機和殼管換熱器的電功率為75kW,循環(huán)系統配套使觀(guān)的。以處理后的污水為熱泵水源,對油田余熱資用7.5kW的循環(huán)泵。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528℃,出水溫度為47.7℃;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℃,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℃,水的比熱容為4.187k/(kg·℃)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=1000×c×Mt=1000×4.187×5.1括熱水源系統、熱水源熱泵機組系統和室內散熱21357.7kJ=5.93kW6結語(yǔ)地區已有多項辦公樓、賓館、小區住宅等工程相繼使用該項技術(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[]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)的好版社,2000評,運行成本與其它空調系統相比也大大降低,同[2]馬景良,姚楊,楊自強姜益強.水環(huán)熱泵空調系統設計[M北京:化學(xué)工業(yè)出版社,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.空氣調節設計手冊(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出版社,1995的今天,水源熱泵空調技術(shù)以其節能、環(huán)保、利用(欄目主持楊軍)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(1t)中的熱量為衰1熱泵的年運行費用Q=1000Xc×△t=1000×4.187×5.5成本費/萬(wàn)元23028.5kJ=6.4kW電費0.44元/kW·h1臺熱泵和1臺循環(huán)泵11采暖系統水流量為46m3/h,則每小時(shí)末端采折舊費維修費初期投資×1.8%暖系統熱水提取的熱量為294.4kW。熱泵機組末端循環(huán)進(jìn)、出水溫度差一直保持在5℃以上,每小時(shí)耗電量和制熱量比為1:3.9,通常3應用熱泵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)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℃左右,符合比,具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn):采暖系統水溫要求。(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106W,(2)由于稠油處理后的污水量在1.3×104~根據房間采曖負荷設計耗熱量,再根據溫度要求安1.5×104m3/d,溫度較高,回用鍋爐的溫度一般裝散熱裝置量在45℃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0.35MPa,每小時(shí)的流量為100m3,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2400m3,污水處理站每天的處理量為1.3中干、濕度能保持相對的平衡,利于員工的健康?！?0m3。經(jīng)計算和測試,總水量溫度下降1℃左右,對于回用油田鍋爐無(wú)影響。污水源熱泵應用前景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1.3m3/h。蒸汽的價(jià)格為80元/m3,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126d全部回用油田注汽鍋爐,只有一部分經(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F1=1.3m3/h×24h/d×80元/m3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個(gè)保溫期的運行費用為及稠油油田余熱利用的目的126d×2496元/d=31.4496×104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。F2=2×0.85×82.5×24×30×0.54+0.8582.5×24×960.54=14.6(元5結語(yǔ)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)碉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50000h以上,每年的釆費,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126d計算折舊為15a,初期總投資131萬(wàn)收利用,使得余熱資源得到再利用。元。熱泵的年運行費用見(jiàn)表1。(3)用于熱泵制熱的水量?jì)H是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,對于污水回用鍋爐的溫度不會(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