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應(yīng)用污水源熱泵技術(shù)在新疆油田站場供暖的適用性分析

文檔作者：繆興沖。王欣如。尹娜。張金琛文檔來源：新疆石油勘察設(shè)計研究院(有限公司)		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年06月15日
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上一篇：油田伴生氣分布式能源技術(shù)應(yīng)用與分析

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節(jié)能
ENERGY CONSERVATION
2011年第1 1，12期
(總第351期)
應(yīng)用污水源熱泵技術(shù)在新疆油田站場
供暖的適用性分析
繆興沖。王欣如。尹娜。張金琛
(新疆石油勘察設(shè)計研究院(有限公司)，新疆克拉瑪依834000)
摘要：新疆油田集中處理站地處沙漠、戈壁腹地，冬季寒冷，附近無依托熱源，通常采用常壓燃氣鍋爐
供熱，能耗高。處理站內(nèi)污水溫度從40一80℃不等，水量穩(wěn)定，蘊含大量的低位熱能。本文從經(jīng)濟角
度、節(jié)能角度分析了熱泵技術(shù)進行冬季采暖的可行性，認為熱泵技術(shù)節(jié)能，但經(jīng)濟性較差。
關(guān)鍵詞：集中處理站場；熱泵；經(jīng)濟；節(jié)能
中圖分類號：TU831文獻標識碼：B文章編號：1004—7948(2011)11—0132—02
doi：103969／j．issn．1004—7948．2011．11．034
1新疆油田處理站供熱現(xiàn)狀
新疆油田地處新疆準噶爾盆地，其集中處理站
通常地處沙漠戈壁腹地，冬季寒冷，采暖季長達6
個月。集中處理站內(nèi)包含有原油處理系統(tǒng)及污水
處理系統(tǒng)，采暖面積5000—10000m2，建筑以工業(yè)
生產(chǎn)廠房為主，冬季采暖熱負荷800—1500kW。
集中處理站附近無可用熱源，站內(nèi)采暖熱源通常采
用常壓熱水鍋爐或生產(chǎn)用蒸汽(0．3—0．6MPa)，能
耗較高。由于蒸汽采暖舒適度低，需要將蒸汽采暖
改為熱水采暖。
集中處理站熱水采暖鍋爐燃料為天然氣，每年
消耗天然氣約500×104m3，消耗了大量優(yōu)質(zhì)一次
能源。為了響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召，新疆油田公
司正在進行集中處理站冬季采暖節(jié)能改造的探索。
2熱泵技術(shù)在新疆油田處理站的應(yīng)用優(yōu)勢條件
熱泵按照低溫熱源不同分為空氣源熱泵、水源
熱泵、地源熱泵等。水源熱泵以海水、河水、湖水及
生活生產(chǎn)廢水作為低溫熱源，由于水的溫度變化較
小，水源熱泵的性能通常比空氣源熱泵性能穩(wěn)定。
目前以污水為熱源的熱泵系統(tǒng)已經(jīng)在實際工程中
采用。常用的熱泵主要有機械壓縮式熱泵和溴化
鋰吸收式熱泵。
新疆油田在原油生產(chǎn)過程中的采出液含水率
約80％一90％，采出液經(jīng)過油水分離后原油進入
外輸系統(tǒng)，分離出的含油污水進入污水處理系統(tǒng)進
行凈化除油處理，凈化后的污水被注入地層。凈化
污水溫度通常在35～80℃，水量3000—
20000m3／d，水量穩(wěn)定，凈化水蘊含有較高的熱能，
是熱泵理想的低溫熱源。
結(jié)合新疆油田陸梁集中處理站供熱系統(tǒng)改造
工程對熱泵的經(jīng)濟陛、節(jié)能效果進行分析對比。陸
梁集中處理站冬季采暖面積8984．29m2，站區(qū)建筑
以生產(chǎn)性廠房為主，總采暖熱負荷1338．21kW。
集中處理站內(nèi)建有工業(yè)蒸汽鍋爐房1座，生產(chǎn)
0．6MPa飽和蒸汽。站內(nèi)建筑冬季采暖熱源采用
0．6MPa蒸汽，通過換熱器加熱采暖回水，站區(qū)冬
季供熱介質(zhì)為75-600C低溫熱水。
陸梁作業(yè)區(qū)集中處理站日處理污水能力
4575m3，Et污水處理量穩(wěn)定在3600m3以上，污水經(jīng)
處理后溫度穩(wěn)定在35℃左右，處理后的污水回注地
下，造成大量的熱能浪費。污水水質(zhì)如表l所示。
表1 陸梁作業(yè)區(qū)污水水質(zhì)指標表
項目數(shù)據(jù)
pH值
氯根含量／mg·L。1
鈣含量／mg·L。
懸浮物／mg·L。1
水型
礦化度
3污水源熱泵供暖方案
為響應(yīng)國家的節(jié)能減排政策，陸梁油田委托新
∽～～剛9蕃鉈盯I7一如引
萬方數(shù)據(jù)
2011年第11，12期
(總第351期)
節(jié)能
ENERGY CONSERVATION —133一
疆石油勘察設(shè)計研究院(有限公司)撰寫《陸梁油
田污水源余熱利用工程可行性研究》，將熱泵技術(shù)
應(yīng)用到冬季采暖中。該院給出2個對比方案，方案
一采用了直燃型溴化鋰吸收式熱泵，方案二采用機
械壓縮式熱泵。
3．1方案一
該方案選用DG一32MHP直燃型溴化鋰吸收
式熱泵1臺，制熱能力1600kW，驅(qū)動能源為天然
氣，COP值為1．63。吸收式熱泵從凈化污水中吸
收的熱量Qd=1600／1．63 X 0．63=618．4kW，消耗
凈化水量(按5。C溫差提取熱量)2568m3／d，凈化
污水量滿足熱泵用水需求。
由于凈化污水水質(zhì)差，直接進入熱泵容易引起
熱泵內(nèi)換熱器結(jié)垢，嚴重影響熱泵的安全運行。因
此該方案利用換熱器將凈化水中的熱能傳遞給中
間水，中間水作為低溫熱源通過熱泵將熱能傳遞給
采暖回水。方案一流程框圖如圖1所示。
凈化污水(30℃)廠—]中間水(25℃)
凈化水增壓泵一中間水循環(huán)泵
水一水換熱器
采暖供水(65℃)
粟暖供水f75℃) 熱水循環(huán)泵
吸收式熱泵
圖1方案一流程框圖
3．2方案二
該方案選用LSBLGRG(I)一1580W超高溫熱
泵機組1臺，單臺制熱能力1600kW，采用半封閉
螺桿壓縮機驅(qū)動，機組COP值為4．0，熱泵最高出
水溫度75℃。在此工況下從凈化污水中獲取熱量
為1200kW，取7℃溫差，則日用污水量3538m3，已
建的污水處理系統(tǒng)滿足熱泵用水需求。方案二流
程框圖如圖2所示。
凈化污水f37℃)r一]中間水(25℃)
凈化水增壓泵水：i面融器甲惻爪傭卟汞
采暖供水(65℃
采暖供水(75℃) 熱水循環(huán)泵
械，K縮式熱
圖2方案二流程框圖
4熱泵技術(shù)的適應(yīng)性分析
1)經(jīng)濟性分析。
采用吸收式熱泵投資505．65萬元，年運行成
本52．94萬元；采用機械壓縮式熱泵投資671．83
萬元，年運行費用110．32萬元。方案一運行費用
比改造前略低，但投資較高；方案二運行成本比改
造前高，因此從經(jīng)濟角度出發(fā)，按照目前的價格，用
熱泵技術(shù)對站場的供熱系統(tǒng)改造在經(jīng)濟上并不可
行。改造前后運行費用對比如表2所示。
表2陸梁集中處理站供熱系統(tǒng)
改造前后年運行費用對比表
項目現(xiàn)狀方案一方案二
投資／萬兀一505．65 671．83
從污水中獲取熱量／×106MJ 一4．9 15．87
耗電量／kWh 7．52×104 26．2 x104137．90×104
天然氣／m3 43．2×104 24．6 x104 一
重塹童旦￡互亙!!：!! !!：絲!Q：絲
注：電費為0．8元'kWh；天然氣價格為1．3：Tr_／m3；投資中包
含了配套的改造費用(電氣改造、新建熱泵間)。
經(jīng)濟上不可行主要有以下兩個原因：
亂集中處理站供熱以天然氣為燃料，而天然
氣價格1．3彤m3，燃料成本相對較低；采用熱泵
技術(shù)后增加了用電設(shè)備，增加了用電成本。對不同
天然氣價格下的運行成本測算如表3所示。從測
算結(jié)果看出，天然氣價格在2．5衫m(xù)3以上時，壓
縮式熱泵才具有運行成本優(yōu)勢。
表3不同天然氣價格下的運行成本測算表
b．熱泵供熱初投資大。與同功率的鍋爐設(shè)
備、換熱設(shè)備相比，熱泵價格高出50％以上；熱泵
還需配套中間換熱設(shè)備，因此初投資較大。
2)節(jié)能分析。
將供熱耗電量、耗天然氣量折合成標準煤，陸
梁集中處理站能耗如表4所示。目前陸梁集中處
理站冬季供熱能耗折合標準煤547．7t／a，采用吸收
式熱泵折合標準煤386．6t／a，采用壓縮式熱泵折合
標準煤424．16t／a，因此，從節(jié)能角度出發(fā)，采用熱
泵技術(shù)比傳統(tǒng)采暖方式具有較大的節(jié)能優(yōu)勢。
萬方數(shù)據(jù)
節(jié)能2011年第11，12期
一134一ENERGY CONSERVATION (總第351期)
ZGMl23中速磨煤機檢修優(yōu)化與改造實踐研究
劉海龍，閆愷平，高敏
(天津大唐國際盤山發(fā)電有限責任公司，天津301907)
摘要：介紹天津大唐國際盤山發(fā)電有限責任公司磨煤機的檢修優(yōu)化的實踐和研究。磨煤機的檢修優(yōu)
化首先是要基于點檢定修的深入開展，通過點檢定修確定合理且經(jīng)濟的檢修周期；其次是通過采取先
進的工藝技術(shù)對設(shè)備進行改造，從而減少磨煤機大修時的檢修工作量和備件消耗，達到檢修優(yōu)化。
關(guān)鍵詞：磨煤機；優(yōu)化；點檢；改造
中圖分類號：TK223．25文獻標識碼：B文章編號：1004—7948(2011)11—0134—04
doi：103969／j．issn．1004—7948．2011．11．035
1設(shè)備簡介
天津大唐國際盤山發(fā)電有限責任公司(以下
簡稱盤電公司)采用北京電力設(shè)備廠生產(chǎn)的
ZGMl23型中速輥式磨煤機，每臺機組配置6臺磨
煤機。磨盤上的3個磨輥是在磨盤和磨輥間煤粉
摩擦阻力帶動下繞自身軸線自轉(zhuǎn)。3個磨輥分別
布置在間隔1200的位置上，碾磨由中央落煤管落
到磨盤中的原煤。經(jīng)碾磨的煤粉從磨盤上切向甩
出，被一次風帶至磨煤機頂部的分離器。經(jīng)分離合
格的煤粉連同干燥介質(zhì)形成風粉混合物經(jīng)煤粉管
道輸送至燃燒器進入爐膛進行燃燒，不合格的煤粉
返回磨煤機再次研磨。保證磨輥碾磨煤粉的碾磨力
來自上部24個壓縮彈簧，壓縮彈簧的壓力和壓力調(diào)
節(jié)來自外部的加載裝置。磨煤機內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖l所
示。
表4陸梁集中處理站能耗表
注：熱電廠發(fā)電效率按40％計。
5結(jié)論
1)熱泵技術(shù)充分利用了低位熱能，節(jié)省了不
可再生能源，采用吸收式熱泵節(jié)能30％，采用壓縮
式熱泵節(jié)能22．5％，熱泵技術(shù)節(jié)能效果明顯。
2)由于集中處理站燃料成本較低，而用電費
用相對較高，熱泵設(shè)備價格較高，在經(jīng)濟上熱泵技
術(shù)并不可行，阻礙了熱泵技術(shù)的推廣應(yīng)用。但隨著
天然氣價格與國際接軌、燃料成本的的升高，熱泵
技術(shù)的優(yōu)勢將會逐漸顯現(xiàn)。
參考文獻
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[10]朱林霞，于連濤，吳喜平．水源熱泵在上海某賓館熱回
收中的應(yīng)用[J]．節(jié)能，2008，(12)：42—44．
作者簡介：繆興沖(1979一)，男，山東廣饒人，大學，工程
師，從事熱工、暖通設(shè)計工作。

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