一种新型多能源利用加热炉应用效果分析

邢台　彭　婷（青海油田钻采工艺研究院）



一种新型多能源利用加热炉应用效果分析

邢台彭婷（青海油田钻采工艺研究院）

热泵技术、太阳能发电技术及烟气余热回收技术是目前比较成熟的能源利用技术。将这几项技术整合应用于油田相变加热炉上，是一项新的综合节能技术的尝试。青海油田试验应用了这种利用热泵技术、烟气余热回收及光伏发电加热等多项能源利用技术于一体的新型加热炉。通过在青海油田的应用，证明该技术具备的适用性，并在使用现场取得了良好的节气效果。

多种能源利用加热炉综合节能效果分析

2015年5月，青海油田生活基地敦煌石油宾馆热水加热锅炉，引进了一种名为“空气能光伏能真空（预热）一体热水机组”的复合式热水加热水套炉。该加热炉采用相变换热、自动温控燃烧控制，综合利用了烟气余热回收技术、热泵技术、太阳能光伏发电二次加热等节能技术，较好地把多项能效利用技术集于一体，最大限度地利用了燃料能、环境热能及太阳能等多种能源。该机组的供热流程如图1所示。

图1　新型多能效加热炉流程图

1　技术原理

来自城市的自来水通过进水管线8分别进入热泵系统6，或者通过陶瓷模式壁烟管余热回收装置2进行预加热（当夏季环境温度较高，锅炉燃烧器工作时间较短时，多数系统补进水，通过热泵系统预热后进入加热炉盘管；冬季环境温度偏低，燃烧器运行时间较长，大部分系统补进水，通过烟气余热回收装置预热后进入加热炉盘管；夏季烟筒排烟温度低于45℃，烟气余热回收装置底部设有冷凝水排放管）。通过加热炉相变换热盘管进行加热，经过盘管加热的水进入到蓄水箱7中，蓄水箱7安装外保温材料，底部设有排污阀，内部安装有电加热装置。电源来自太阳能光伏发电系统（本套装置中，光伏发电功率为2 kW）。通过二次加热后，利用自带265 W的循环泵，热水直接进入到各个使用端，在无热水输出时，自行循环，确保系统的水温保持在一定温度范围内。

该套供水循环系统中，综合利用了加热炉烟气余热回收技术，使烟气在夏季排烟温度控制在40℃左右。烟筒由直立排放改为水平排放。在夏季环境温度较高的情况下，将系统的循环供水通过热泵技术充分吸收环境热量，使锅炉房的温度同比下降3～5℃。此外，通过外部的2 kW太阳能光伏发电，把蓄水池的水进一步加热达到所需温度。充分利用了多种能源，提高了能源利用效率，节约了燃料，节能效果比较显著。

2　改造效果分析

该加热炉主要为宾馆提供厨房、洗浴及房间生活热水。改造后的加热炉型号为MNK-80，额定供热量为0.93 MW，额定耗气量为32 m3/h，内置双盘管（目前使用其中一组，另一组准备连接宾馆空调系统）。其中，新增循环泵功率265 W，根据系统压力自行运行。热泵系统电负荷为2.2 kW，总的电负荷与原有加热炉3 kW的循环泵电负荷接近。原循环泵运行时间约16 h。供热时间为6：00～14：00，18：00～2：00。

该加热炉安装后，替代2014年安装的型号为ZKWQ-0.58的热水加热炉，原有加热炉安装有开一备一的3 kW循环供水泵2台。2015年6月新型加热炉安装后，截至2015年7月底，运行20余天。同比2014年7月，在宾馆入住率由39.6%提高到75.8%的情况下，统计了10 d的天然气平均消耗量，由原来的96 m3/d降低为53 m3/d，日节气43 m3，节气量为44.79%。

该机组采用自动化控制，根据出水温度调节控制在51～55℃之间，系统水量下降和压力减小时，可以自动补水和循环，保证24 h不间断热水供应，改变了以往的按时间段供应热水的限制。由于该套装置采用了热泵技术，夏天该锅炉房的环境温度要相对降低3～5℃。

该套装置的使用，成功实现了多种新技术集成在加热炉上应用的先例。由于测试时间较短，且仅限于夏季，对该套装置的全年节能效果的评价分析还有待于进一步使用和测试，特别是冬季和阴天的使用效果。由于该套装置的能源利用结合了多项节能新技术，且用水量不是连续可测，加之锅炉外壳及管线的外保温材料的限制，无法直接测取加热炉本身的热效率。目前节能效果仅能按照燃料的节省率来评价，平均日节省天然气43 m3，按目前油田1.85元/m3的天然气价格计算，年可节约燃料费用约为2.90万元。此外，该机组占地面积较大，除了加热炉和光电加热蓄能水箱外，外部还需3～4 m2的光伏板的安装布置位置，整机较为复杂。

3　结论

1）结合热泵技术、光伏发电技术及余热回收技术综合应用的热水加热水套炉是可行的，该套装置的自动化程度较高，具备24 h无人值守运行功能。

2）该技术在阳光充足的条件和夏季环境温度较高的条件下具有良好的节能效果，具有较高的能效利用率。

3）该套装置使用安装占地位置较大，结构复杂，一次性投资费用较高，对于小型加热炉的使用，投资回收期较长。

4）该技术的成功应用，有望在油田基地保温锅炉上先期推广应用。

国家发改委：研究推进天然气市场化改革

11月5日，国家发改委秘书长李朴民在新闻发布会上表示，为了顺利推进天然气市场化改革，已经在上海建立一个天然气交易市场，即上海石油天然气交易中心，结合竞争性环节天然气价格的放开，引导放开价格的天然气进入市场交易。

李朴民表示，现在天然气价格放开的比重已经达到40%，充分竞争格局还没有形成，只是适度竞争，将结合市场发展状况推动相关环节价格放开，研究推进天然气价格市场化改革，方案成熟后将会对外发布。

据介绍，目前阶梯价格制度顺利推进，突出表现在阶梯电价、阶梯水价和阶梯气价。除新疆、西藏以外，其他省区市已全面实施居民阶梯电价制度。29个省区市的321个城市已建立居民阶梯水价制度，16个省区市的67个城市已建立居民阶梯气价制度。现在正在推进的重点领域价格改革，受体制机制等多方面因素制约，不可能单兵突进。下一步将在医疗、天然气、电力、公用事业和公共服务等重点领域和关键环节，推动价格改革不断取得新突破和新成效。

李朴民说，这段时间国际国内能源价格回落较多、供求关系宽松，这是多年来少有的，原来供应紧张的形势大大缓和，给改革提供了良好的机遇。

胡庆明

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.12.005

2015-09-01）

邢台，高级工程师，1987年毕业于华东石油学院（矿机专业），从事油田节能监测及节能技术研究管理工作，E-mail：xtqh@Petro-China.com.cn，地址：甘肃敦煌七里镇钻采工艺研究院，736202。