油田高效节能技术研究

裴晓龙

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.