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摘 要:目前沈阳采油厂计量间等场所,冬季供热供暖方式主要采用集输系统中的掺水。普通电加热采暖技术存在能耗较高、安全隐患大等问题。为了推进降温集油节能工作,需要不断摸索更加高效节能的供暖方式。本文在计量间开展小型电热锅炉、小户型水源热泵及液流热能发生器技术试验,对不同的热源进行分析和计算,设计出切实有效的试验方案。实现油田高效节能采暖,必须经过现场实际运行的考验,同时也为今后更深层次的研究提供宝贵经验。
关键词:高效;采暖;节能;计量间;热泵
1.前言
我国现阶段采暖技术主要包括:热泵技术、余热锅炉技术、燃气辐射性采暖技术等。三种技术的特点如下:热泵的工作原理是将热能从低温热源传至高温热源,以达到制冷或供暖的效果[1],我国在热交换器、热泵单元、系统控制优化等研究的基础上,还将对不同建筑物中各种热泵形式的应用及优化问题进一步研究;节能锅炉借助废液或废液中的余热、废气、可燃材料燃烧产生的热量将水加热至某种工作介质,通过对余热的加工、利用来达到加热目的;气体辐射加热器由燃烧器、点火电极、辐射管、引风机、控制箱、反射器和安全装置组成,气体辐射加热在消除了能量转换过程的同时,具有热效率高、废气温度低的特点。
2.计量间开展的试验
2.1小户型水源热泵采暖技术
2.1.1试验开展情况
1、以油田污水为热源
葡北204计量间试验过程中,采用直接利用油田污水供暖技术,将热泵主机热源侧进水管与油田污水管道直接连接的方式,其中热泵主机使用功率为1.1kw。
目前需解决的问题:污水中硫化物对热泵换热器的腐蚀性;需要通过调节污水流量来控制热泵供需温度的平衡。通过将换热器加装在空调机与污水之间有效缓解了腐蚀问题;在换热器和污水管道间加装了电磁阀门有效调节污水流量,以便热泵能够得到恒定温度范围内的热源水。204计量间安装了经过改进的试验设备,该热泵间接利用了油田污水,达到供暖的目的。
空调系统运行的稳定性得到了很大的提高,是因为相比于油田污水,压力、水温、洁净度等指标更易控制。改进后的流程已可以单独进行供暖活动,但因油田污水温度偏高,导致空调功能受到很大限制。
2、以地下水为热源
在105计量间开展关于探究热泵可利用热源范围的试验。该试验采用原有地下水井单井提水回灌式水源热泵供热采暖技术,设备组成包括:无声循环水泵、水热泵主机、温控器、斷流保护器、柜式风机盘管等。
受原有水井井管直径和实际不符的影响,无法满足热泵主机的需求,以至于试验未能按原计划实行。在原有水井为提水井的前提下,使用钻口回水井的水源热泵供暖给热泵提供足够能量。该供暖试验方案在葡北105计量间开展。
该试验进行4天后,发现回水井回水外溢的问题,经分析是地质原因引起[2],导致回水被潜水泵产生的大量气泡顶出。受地质条件的影响,采油七厂葡北地区并不适宜采用提水回灌式的水源热泵供暖技术。计量间热泵的稳定热源还需继续探寻,在保持原采暖系统的基础上,采用了地埋换热器的水源热泵供暖试验。
2.1.2 现场试验效果
1、机内侧间接利用油田污水的水源热泵供暖
经验证,当42℃污水通入空调机换热器时,其运行不受影响,制冷以及制热转换无问题。进一步降低温度设定室温,供暖运行效果均十分良好。
2、地埋换热器的水源——热泵供暖
2.1 小型电热锅炉(400×600×400m)采暖试验
葡北604计量间的试验:锅炉中较低位置的水温用集中电加热方式提高,与水箱中较高位置的冷水形成温度差,基于冷热水对流循环,利用计量间散热器供热的采暖技术,其工艺流程图如下:
将葡北604计量间采暖方式更换为小型自动电锅炉,设备额定功率7KW。
2.2 液流热能发生器(1070×500×1025mm)采暖试验
葡北102计量间试验:保持值班室原采暖设施,安装一台5.5kW的计量间液流热能发生器[3]。
2.3经济效益分析
三种新型采暖技术均可使冬季计量间值班室温度上升至22℃。按照寿命周期成本对比经济效益,成本最低者为最优(天然气0.99元/m3,电费0.5717元/KW·h,使用年限10年,每年运行180天)。
由上表可知,在运行成本上三种技术均低于普通电采暖,其中寿命周期成本和投资回收期最少的是小户型水源热泵。
3.结论
(1)对于现阶段的计量间采暖温度标准,这三种新型采暖技术均可很好的达到,且三种采暖技术均克服了普通电加热采暖能耗高的缺点。
(2)对于低温天气仅可通过掺低温水方式集油的已建系统,建议采用小户型水源热泵技术补充热量;对于通过冷输方式集油的计量间,可以选择液流热能发生器或小型电热锅炉两种技术,从安装上看,小型电热锅炉需重新安装值班室采暖系统,而液流热能发生器安装相对方便,改动工作量小;从设备尺寸上看,小型电热锅炉比液流热能发生器占用空间小。
参考文献
[1] 谭智. 水源热泵技术在油田注水系统应用[J]. 中外能源,2011.
[2] 单金龙. 地源热泵系统的地下换热器性能测试与模型设计研究[D]. 重庆大学,2009.
[3] 王峰. 地埋换热技术在注水电机冷却水循环工艺上的应用[J]. 油气田地面工程,2011.
关键词:高效;采暖;节能;计量间;热泵
1.前言
我国现阶段采暖技术主要包括:热泵技术、余热锅炉技术、燃气辐射性采暖技术等。三种技术的特点如下:热泵的工作原理是将热能从低温热源传至高温热源,以达到制冷或供暖的效果[1],我国在热交换器、热泵单元、系统控制优化等研究的基础上,还将对不同建筑物中各种热泵形式的应用及优化问题进一步研究;节能锅炉借助废液或废液中的余热、废气、可燃材料燃烧产生的热量将水加热至某种工作介质,通过对余热的加工、利用来达到加热目的;气体辐射加热器由燃烧器、点火电极、辐射管、引风机、控制箱、反射器和安全装置组成,气体辐射加热在消除了能量转换过程的同时,具有热效率高、废气温度低的特点。
2.计量间开展的试验
2.1小户型水源热泵采暖技术
2.1.1试验开展情况
1、以油田污水为热源
葡北204计量间试验过程中,采用直接利用油田污水供暖技术,将热泵主机热源侧进水管与油田污水管道直接连接的方式,其中热泵主机使用功率为1.1kw。
目前需解决的问题:污水中硫化物对热泵换热器的腐蚀性;需要通过调节污水流量来控制热泵供需温度的平衡。通过将换热器加装在空调机与污水之间有效缓解了腐蚀问题;在换热器和污水管道间加装了电磁阀门有效调节污水流量,以便热泵能够得到恒定温度范围内的热源水。204计量间安装了经过改进的试验设备,该热泵间接利用了油田污水,达到供暖的目的。
空调系统运行的稳定性得到了很大的提高,是因为相比于油田污水,压力、水温、洁净度等指标更易控制。改进后的流程已可以单独进行供暖活动,但因油田污水温度偏高,导致空调功能受到很大限制。
2、以地下水为热源
在105计量间开展关于探究热泵可利用热源范围的试验。该试验采用原有地下水井单井提水回灌式水源热泵供热采暖技术,设备组成包括:无声循环水泵、水热泵主机、温控器、斷流保护器、柜式风机盘管等。
受原有水井井管直径和实际不符的影响,无法满足热泵主机的需求,以至于试验未能按原计划实行。在原有水井为提水井的前提下,使用钻口回水井的水源热泵供暖给热泵提供足够能量。该供暖试验方案在葡北105计量间开展。
该试验进行4天后,发现回水井回水外溢的问题,经分析是地质原因引起[2],导致回水被潜水泵产生的大量气泡顶出。受地质条件的影响,采油七厂葡北地区并不适宜采用提水回灌式的水源热泵供暖技术。计量间热泵的稳定热源还需继续探寻,在保持原采暖系统的基础上,采用了地埋换热器的水源热泵供暖试验。
2.1.2 现场试验效果
1、机内侧间接利用油田污水的水源热泵供暖
经验证,当42℃污水通入空调机换热器时,其运行不受影响,制冷以及制热转换无问题。进一步降低温度设定室温,供暖运行效果均十分良好。
2、地埋换热器的水源——热泵供暖
2.1 小型电热锅炉(400×600×400m)采暖试验
葡北604计量间的试验:锅炉中较低位置的水温用集中电加热方式提高,与水箱中较高位置的冷水形成温度差,基于冷热水对流循环,利用计量间散热器供热的采暖技术,其工艺流程图如下:
将葡北604计量间采暖方式更换为小型自动电锅炉,设备额定功率7KW。
2.2 液流热能发生器(1070×500×1025mm)采暖试验
葡北102计量间试验:保持值班室原采暖设施,安装一台5.5kW的计量间液流热能发生器[3]。
2.3经济效益分析
三种新型采暖技术均可使冬季计量间值班室温度上升至22℃。按照寿命周期成本对比经济效益,成本最低者为最优(天然气0.99元/m3,电费0.5717元/KW·h,使用年限10年,每年运行180天)。
由上表可知,在运行成本上三种技术均低于普通电采暖,其中寿命周期成本和投资回收期最少的是小户型水源热泵。
3.结论
(1)对于现阶段的计量间采暖温度标准,这三种新型采暖技术均可很好的达到,且三种采暖技术均克服了普通电加热采暖能耗高的缺点。
(2)对于低温天气仅可通过掺低温水方式集油的已建系统,建议采用小户型水源热泵技术补充热量;对于通过冷输方式集油的计量间,可以选择液流热能发生器或小型电热锅炉两种技术,从安装上看,小型电热锅炉需重新安装值班室采暖系统,而液流热能发生器安装相对方便,改动工作量小;从设备尺寸上看,小型电热锅炉比液流热能发生器占用空间小。
参考文献
[1] 谭智. 水源热泵技术在油田注水系统应用[J]. 中外能源,2011.
[2] 单金龙. 地源热泵系统的地下换热器性能测试与模型设计研究[D]. 重庆大学,2009.
[3] 王峰. 地埋换热技术在注水电机冷却水循环工艺上的应用[J]. 油气田地面工程,2011.