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螺杆压缩机在原油加热工艺上的应用

发布时间:2014-05-28

在油田的生产过程中会产生大量的含油污水,水含量最高可占油的90%,这 些含油污水的度往往较高。例如胜利油田的含油污水在夏季可以达到57℃,在 冬季可以达到53℃,大庆油田含油污水的度一般在36~42℃,辽河油田含油污 3 水的度达到66℃。我国油田每天含油污水日产量为190万m(来自1998年陆地 油田统计数据),海上油田每年含油污水排放4648万吨(2000年中国海洋环境质量 公报)。人们一直在关注着如何回收利用这部分热能来为油田的生产和生活服务, 同时解决因燃烧矿物燃料造成的污染问题(国内的电能大多来源于燃煤)。目前可 以采用的加热炉主要为燃油燃气水套加热炉的形式,原油加热的度范围为40~ 70℃。这种形式的能量利用方式实际是采用燃烧高品位能源获得低品位热能,有 用能效率较低。这部分热能的特点是品位比较低,但是可以利用热泵来提高其 度。

采用螺杆式热泵机组,利用R134a和R124或R245fa工质可以满足原油加热的 需求。经过实践证明,采用R134a工质的热泵,出水度可以达到85℃;采用R124 工质的热泵,出水度可以达到95℃;采用R245fa工质的热泵,度可以达到100 ℃的热蒸汽,可以很好地满足原油加热的需求。

这种热泵与现存技术相比,具有如下特点: (1)能源利用效率高,如上所述,能源利用效率比燃油燃气锅炉效率提升一倍。

(2)节能效果显著,回收废热热量,与效率90%的燃油燃气锅炉相比能节省50% 左右的能量。

(3)运行成本低,机组COP值最高可达5.5。初投资方面比常规锅炉高,但在运行 时减少一次性能源(原油和天然气)的消耗,运行费用大大减少,所以可以在很短 的时间内通过运行费用的节约而收回初投资。

(4)环保效果显著,原油和天然气的燃烧大幅度减少,燃烧效率提高,废气的排 放也大幅度降低。

(5)有利于污水回灌,在充分利用了含油污水余热的前提下,降低了含油污水的 度,为污水处理回灌创造了便利条件,同时减少了含油污水对环境的热污染, 具有非常好的环保优势。

以胜利油田为例,目前胜利油田日产含油污水30万吨(12500t/h),度50 ℃。如果采用高热泵从中提取5℃的热量进行回收,则可回收的能量为 73000KW。考虑到热泵输出端的热量,可达l0万KW左右,相当于10t/h原油全部 燃烧的热值;如果照此核算下去,相当于每年87600吨原油的产能。如果利用热 泵将含油污水度下降20℃,达到30℃排放,则每年可以节约原油35万吨,相当 于胜利油田1%的原油产量。一台lO00KW的水套加热炉,所需要的燃油为95.69kg /h,假如胜利油田共有l00台类似水套加热炉,则每小时消耗原油9.6t,每年 消耗原油8.4万t。而采用热泵将污水度下降5℃即可满足全部胜利油田水套加 热炉的需求。

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