稠油污水热能的再利用

油气田地面工程第28卷第3期(2009. 3)3稠油污水热能的再利用解利军(新疆油田公司HAFNIUM (新港)石油开发公司)摘要:新疆油田九:~九s区块每天的系统。污水处理量为1.3X10*~1.5X10* m',污暖气进水热水源进水水温度在52 C左右。为了对油田污水中的余热进行再利用，在建立日处理2X10* m'的污水处理站时，应用了热泵技术，对污水.房处理站进行保温试验。经过2年的运行，热泵机组制热性能稳定可靠，达到了油田余热暧气出水.热水源出水再利用的效果。热泵机组关键词:污水热能;热泵技术;热效團1污水源热泵工作原理率;效益分析2热泵机组的热效率与效益分析稠油油井进行吞吐及汽驱开采过程中会产生大2.1方 案设计及热泵机组的选择量的油田污水，污水温度- -般在52 C左右，携带污水处理站前期设计中，采用高压蒸汽减压保有大量的热量。在新疆油田九~九s区块，每天温，供热压力为0.4 MPa，供热量为1.3 t/h.从原油污水处理量为1.3X10*~1.5X10* m3左右，节能方面综合考虑，站区采暖选用LSBLGRG若对处理后的污水进行余热利用，效果将是非常可(I) -285型热泵机组2台，半封闭螺杆压缩机观的。以处理后的污水为热泵水源，对油田余热资和壳管换热器的电功率为75kW,循环系统配套使源进行再利用，可以降低非生产用汽及生产成本，2.2热泵机组制热量 计算及效果分析用7.5 kW的循环泵。是再生能源利用技术之一-。(1) 制热量计算及分析。2006年12月下旬开1污水源热泵机组的工作原理始热泵机组试运行，温度可实现在线监测。冷凝器热水源换热进水温度为52.8 C，出水温度为47.7 C;污水源热泵机组的工作原理如图1所示。冷凝器末端采暖出水温度81.3 C，进水温度为机组工作原理是以稠油处理后的污水为热源，75.8 C,水的比热容为4.187 kJ/ (kg* "C)。利用热泵技术，通过少量的电能输入，实现低温位则蒸发器在1t污水源中吸收的热量为热能向高温位热能转移的技术。污水源热泵系统包Q= 1 000XcX△t= 1 000X4.187X5.1括热水源系统、热水源热泵机组系统和室内散热=2 1357.7kJ = 5.93 kW地区已有多项办公楼、宾馆、小区住宅等工程相继6结语使用该项技术，均取得了满意的运行效果。本工程在节能、设备选型、能源利用及系统设参考文献计均优于其它空调系统的设计，通过4年多的运[1]徐邦裕,陆亚俊,马景良,等.热泵[M].北京:中国建筑工业出行，各项技术指标均达到设计要求，深得用户的好[2]马景良,姚杨，杨自强,姜益强。水环热泵空调系统设计[M].北版社2000.评，运行成本与其它空调系统相比也大大降低，同京:化学工业出版杜.2005.时还缓解了中原油田热源紧张的局面。[3]陆耀庆.实用供暖空调设计手册[M].北京:中国建筑工业出版“开发能源与节约能源并重”是国策，节约能社.1993.源、减少污染是当前科技工作者急需解决的重要课[4]路延魁。空气调节设计手册(第二版)[M].北京:中国建筑工业题。在能源越来越紧缺、对环境保护要求日益提高中国煤化工的今天，水源热泵空调技术以其节能、环保、利用CNMH G低品位能等优点具有广泛的推广价值.至今，濮阳油气田地面工程第28卷第3期(2009. 3)每小时吸收的热量为272.78kW.有富余。冷凝器释放到末端用于采暖热水(1 t)中的热量为表1热泵的年运行费用Q≈1 000XcXOt= 1 000X4.187 X5.5页目数量成本费/万元=23028.5kJ=6.4kW电费0.44元/kW.h 1 台热泵和1台循环泵1折旧费采暖系统水流量为46 m*/h,则每小时末端采维修费初期投资X11.8%2. 358暖系统热水提取的热量为294.4 kW。总计22. 058热泵机组末端循环进、出水温度差一直保持在.3应用热泵技术的优点5 C以上,每小时耗电量和制热量比为1 : 3.9,通常在1 :3.5左右。利用油田污水余热换热效果明显、应用热泵技术进行保温与其它的保温方式相经济,且末端采暖系统热水温度在80 C左右,符合比，具有以下几方面的优点:采曖系统水温要求。(1)在稠油油田保温采用热泵技术，利用油田(2)室内换热系统。站区各房间采暖片均采用污水所含余热与用蒸汽保温相比，达到了油田保温GZ4- B/H1-P型标准钢柱散热片,每块散热装置的目的和效果，降低了生产成本。由22片散热片组成，每片的标准散热量为106 W,(2)由于稠油处理后的污水量在1.3X 10*~根据房间采暖负荷设计耗热量,再根据温度要求安.1.5X10' m'/d,温度较高，回用锅炉的温度-般装散热装置量。在45 C左右，大部分热量白白浪费，热泵技术的(3)污水源热量损耗情况。在二级过滤器供排应用，无疑是对油田余热资源的再利用。至软化水站母管线上装分支线水量供热泵来换热，(3)热泵机组运行中，无任何污染排放物，具压力为0. 35 MPa,每小时的流量为100 m* ,每天的有环保效果。与蒸汽保温相比，热泵保温室内空气流量为2 400 m2 ,污水处理站每天的处理量为1.3中千、湿度能保持相对的平衡，利于员工的健康。X10* m'.经计算和测试，总水量温度下降1 C左4污水源热泵应用前景右,对于回用油田锅炉无影响。2.3 效益分析.热泵技术的研究及应用在国内已进行多年，在(1)效益计算。设计站区热负荷为390.94kW,油田领域，特别是稠油油田，热污水资源丰富，推蒸汽供热量为1.3 m/h.蒸汽的价格为80元/m2，广应用热泵技术具有较大的潜力。电价0.44元/kW●h.冬季1台热泵机组和1台(1)在稠油油田开采过程中，油井产液中带有循环提升同时运行，运行功率系数为0. 85,保温期大量温度较高的工业污水，净化处理后的污水不能为126 d.全部回用油田注汽锅炉，只有- -部分经处理合格后使用蒸汽保温,每天的运行费用为排放或回注到地层，造成大量的热能浪费。热泵技F = 1.3 m*/hX24 h/dX 80元/m*术可用于供热站和原油处理站等设备及人员相对集=2496元/d中的工作场所的保温，实现低位热能资源的再利用一个保温期的运行费用为及稠油油田余热利用的目的。126 dX2 496元/d= 31.449 6X10*元(2) 在目前稠油原油集输处理站，原油加热转使用热泵进行站区保温,一个保温期的运行费输依靠蒸汽换热降粘来完成，而应用热泵技术充分用为利用处理后的稠油污水热能，可实现稠油原油输送。Fr = 2X0.85X82.5X24X 30X0.54+0.85X5结语82.5X24X96X0.54 = 14. 1776(万元)从以上计算结果对比,使用热泵机组进行保温，(1)在污水处理站冬季采暖应用热泵技术，利一个保温期可节约成本17. 272万元。用污水余热取得了成功。(2)运行费用分析。热泵机组运行费用主要包.(2)稠油油田具有较大的余热利用空间，长期括电费、维修费用及折旧费用;水源为油田富余的处以来由于缺乏相应的余热回收技术，造成能源浪理污水,机组运行设计为50 000 h以上,每年的采费，通过应用热泵技术可以使得这部分热能得到回暖期为126 d计算,折旧为15a,初期总投资131万收利中国煤化工。元。热泵的年运行费用见表1。YHCN M H G污水总量的一小以上是热泵机组每年的全部运行费用,初期投部分，对于巧水凹用锅炉的温度个会造成大的影响。资比较大,系统工艺没有优化,部分设备、工艺设计(栏目主持杨军)