污水源熱泵替代原油加熱爐的研究

1、 98可再生能驟圖1為洼一聯(lián)合站原油處理工藝流程。此站年設計處理能力為150萬t.目前實際處理量約為30萬t。每天從各個油井內打出含水85%的油水混合物4500m。/d,經(jīng)管路收集輸送到洼一聯(lián)合站進行處理。油水混合物首先由1675萬l【J/h的混輸加熱爐預熱到61:然后進入到835萬kJ/h的脫水加熱爐進行脫水,溫度提升到80;再進入到油水分離器進行油水分離,每天分離溫度為52cC的污水3500m3;每天分離出溫度為70的原油800m3,進入835萬l【J/h的外輸加熱爐,被加熱到95進行稀釋,然后進入外輸管線。洼一聯(lián)合站整個工藝流程的熱負荷約為4186.8萬kJ/h.每年消耗天然氣500萬m

2、3左右。2改造方案2004年。遼河油田的年產(chǎn)氣量約為5000萬m,洼一聯(lián)合站的年耗氣量占整個油田產(chǎn)氣量的10%左右.天然氣的高消耗大大地影響了遼河油田系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。利用高溫水源熱泵從油田污水中回收熱量,制取高達95左右的高溫熱水來滿足工藝的要求,可節(jié)省大量的天然氣。對原有混輸加熱爐進行替代改造方案的提出是基于下列條件:混輸加熱爐在整個加熱流程中熱量需求最大,約為整個負荷的一半左右;混輸加熱爐的油水混合物的進出口溫度在熱泵所能提供的溫度范圍之內;經(jīng)測算,從油水分離器出來的污水蘊含的熱量能夠滿足混輸加熱爐的負荷要求。改造后的工藝流程見圖2。4500m3/d3500m3/d圖2改造方案工藝流程圖F

3、ig.2The schematic chaIt of the alteration pDoject首先用從油水分離器出來的污水對油水混合物進行預熱,然后采用熱泵技術提取污水中的熱量來對預熱后的油水混合物進行加熱。經(jīng)編程優(yōu)化分析得出具體設計參數(shù)如下:首先用換熱器將42的油水混合物(含水85%預熱到48,污水溫度由52降低到44.89,然后用熱泵將48的油水混合物(含水85%加熱到.6l。改造方案以年運行費用與初投資之和最小為原則(圖3。油水混合物IlI換熱器提升到的瀣贗,圖3換熱器+熱泵方案優(yōu)化曲線圖Fig.3711le optimizing graph of exchanger and hea

4、t pump3方案對比分析先用換熱器預熱,然后用熱泵直接加熱的改造方案與混輸加熱爐加熱的原有方案的初投資、年運行費用和一次能源消耗比較,見表l、表2和表3。表1初投資比較表7I曲lel CompaI丑tive1ist of first cost初投資,萬元設備磊醛瀑鬲爵磊表2年運行費用比較表Ta悅e2Colparative list of叩emting expenseper year注:天然氣價格1.05元,m3;熱值35587.8m3;電價O.46元,kWh。表3年一次能源消耗比較表Table3Compamtive list of plimary energy consumptionpery

5、ear注:熱泵機組c0P為4.6;發(fā)電效率為38%;加熱爐燃燒效率為o 80%。 污水源熱泵替代原油加熱爐的研究作者:畢海洋, 端木琳, 朱穎心, BI Hai-yang, DUANMU Lin, ZHU Ying-xin作者單位:畢海洋,端木琳,BI Hai-yang,DUANMU Lin(大連理工大學,土木水利學院,遼寧,大連,116024 , 朱穎心,ZHU Ying-xin(清華大學,建筑科學系,北京,100083刊名: 可再生能源英文刊名:RENEWABLE ENERGY RESOURCES年,卷(期:2007,25(2被引用次數(shù):2次參考文獻(5條1.吳榮華;孫德興;馬廣興城市原生污水冷熱源水參數(shù)特性與應用方法評價期刊論文-可再生能源 2005(052.尹軍;陳雷;王鶴立城市污水的資源再生及熱能回收利用 20033.YOSHII T Technology for utilizing unused low temperature difference energy 2001(084.楊善讓;徐志明;孫靈芳換熱設備污垢與對策 20045.章熙民;任澤霈;梅飛鳴傳熱學 1993本文讀者也讀過(