【正文】 2的能量可利用，若按云天計算，全年有658 kWh/m2的能量可利用。根據(jù)這一設(shè)計要求，在前期大量調(diào)研及所做工作的基礎(chǔ)上，通過到遼河油田現(xiàn)場觀察并結(jié)合當?shù)靥柲茌椛涮攸c及各種集熱器的效率，在大量的理論及實驗分析的基礎(chǔ)上，經(jīng)熱力學(xué)、傳熱學(xué)及流體力學(xué)的計算，提出了可行的系統(tǒng)設(shè)計方案。但是用真空管集熱器直接接加熱原油有以下不足：第一，原油輸送系統(tǒng)有一定的壓力，目前的集熱器規(guī)格承壓能力不夠，即使重新設(shè)計，其承壓結(jié)構(gòu)也很難可靠；第二，直接加熱方式集熱器內(nèi)的溫度由于太陽輻射能量的變化，有時會較高，溫度高時可能會發(fā)生集熱器內(nèi)原油的結(jié)焦現(xiàn)象；第三，原油的粘度較大，存在結(jié)垢、結(jié)焦現(xiàn)象，輸送需經(jīng)常清洗管道，而在集熱器內(nèi)清洗是非常困難的。假定太陽能集熱器的效率為50%，在換熱器內(nèi)熱媒對原油的加熱效率為90%，則太陽輻射能的轉(zhuǎn)換效率只有45%，其效率比直接加熱方式低。綜上所述，我們擬采用太陽能間接加熱原油的技術(shù)方案。測算中，油田提供的各項過程指標和參數(shù)均不取峰值而取平均值。b、大規(guī)模應(yīng)用中太陽能集熱器部分可下降30%的價格c、我國天然氣價格是按化肥、其它化工、燃料等不同用途制定的差異價格。從國外天然氣價格看，在過去的3年中，美國天然氣價格一路暴漲，而且在接下來的幾個月直到明年，天然氣價格仍可能維持現(xiàn)在的高價，甚至繼續(xù)上漲；俄羅斯經(jīng)濟發(fā)展部制定的2004～2006年社會經(jīng)濟發(fā)展計劃表明，在今后的3年期間俄羅斯的天然氣實際價格上升36%～39%。 11 第 頁 表14 試驗站投資預(yù)算表（以興56號站為藍本）集熱器面積（平方米）規(guī)模推廣投資（萬元）含換熱器投資回收期（年）不含換熱器后投資回收期（年）3908506004409276004901004600圖11 遼河油田（1086個站點計）年度節(jié)省天然氣價值曲線圖注：按每年新建站216個站、每站以興56號站為藍本，不含換熱器）年節(jié)省171，842元天然氣。l 將稠油溫升提高20~30℃。l 控制系統(tǒng)滿足正常穩(wěn)定運行要求。l 根據(jù)遼河油田原油成分、介質(zhì)的物性數(shù)據(jù)，對原油換熱器進行傳熱與流體力學(xué)的計算及結(jié)構(gòu)強度的計算設(shè)計。 總體方案（1） 近一年多來，我們根據(jù)對該項目的研究內(nèi)容要求，對該項技術(shù)進行了大量且深入的理論分析和實驗研究工作，完成了整體系統(tǒng)方案的規(guī)劃設(shè)計。此時閥門V4關(guān)閉。當太陽輻射不足時，開啟循環(huán)泵P2，防凍液經(jīng)閥門VV6，進入換熱器。如果換熱器出口端的防凍液溫度接近進口端的防凍液溫度，則關(guān)閉閥門V6，開啟閥門V7，讓防凍液經(jīng)過閥門V7返回蓄熱箱。此時閥門V4關(guān)閉。防止原油加熱過熱，當蓄熱箱儲熱已足夠時，為防止原油過熱，可逐漸調(diào)小電動閥V3的開度，使進入換熱器的熱水減少，使原油的溫度穩(wěn)定在一個適量的溫度下。蓄熱箱已沒有足夠的熱量加熱原油：如果換熱器出口端的防凍液溫度接近進口端的防凍液溫度，則關(guān)閉閥門V6。啟用太陽能集熱器加熱當T2 –T6 ≥ 5℃ 時，V2開，V4關(guān)，原油在換熱器內(nèi)被防凍液加熱。停用太陽能集熱器加熱當蓄熱箱內(nèi)有足夠熱水時，當T2 –T6 ＜ 5℃ 時，P2啟動，V6開，V2關(guān)，讓蓄熱箱中的防凍液進入換熱器。停用太陽能集熱器當T2 T1 ≤ 3℃ 時，P1停止，防凍液停止循環(huán)。 （2）太陽能技術(shù)在油田開采輸送過程中的應(yīng)用，將填補我國太陽能技術(shù)在油田輸送過程應(yīng)用的空白。（5）在本報告的第一~第五部分采用以上關(guān)鍵技術(shù)，完成了要求的內(nèi)容。熱管式真空管綜合應(yīng)用了真空技術(shù)、熱管技術(shù)、玻璃金屬封接技術(shù)和磁控濺射涂層技術(shù)，不僅使太陽能集熱器能夠全年運行，而且提高了工作溫度、承壓能力和系統(tǒng)可靠性，使太陽能熱利用進入中高溫領(lǐng)域。l 集熱器工作性能穩(wěn)定，使用壽命長，因其不受水質(zhì)造成的結(jié)垢及腐蝕影響。吸熱板表面磁控濺射ALNO選擇性吸收涂層。此熱量加熱熱管蒸發(fā)段內(nèi)的工質(zhì)，使其汽化。熱管式真空管集熱器由真空管、集管和保溫盒等部件組成，如圖22所示。 集熱器的應(yīng)用實例北京市太陽能研究所于1994年在我國首先研制成功熱管式真空管太陽能集熱器。這些太陽能熱水系統(tǒng)熱效率高，操作簡單，運行可靠，維護方便，而且都可以全年運行。圖27 在德國安裝的太陽能熱水系統(tǒng)圖28在印尼安裝的太陽能泵水系統(tǒng)圖29 在新加坡安裝的太陽能空調(diào)系統(tǒng)圖210在約旦安裝的太陽能工業(yè)加熱系統(tǒng)圖211德國工人正在檢驗熱管式真空管的強度熱管式真空管的玻璃管采用強度極高的硼硅玻璃制成，具有很強的抗冰雹能力，在圖211中，一名德國工人站在真空管集熱器上，檢驗真空管的強度。工質(zhì)進出口溫度用鉑電阻溫度計Pt100測量，精度177。1%；由計算機采集和處理數(shù)據(jù)。根據(jù)測試數(shù)據(jù)，按吸熱體面積整理而得的集熱器瞬時效率方程為： 幾年前，北京桑達公司生產(chǎn)的熱管式真空管集熱器曾送往國際權(quán)威的瑞士Rapperswil太陽能所進行過測試,得到的瞬時效率方程為 由此可見，我國的測試結(jié)果與國外的測試結(jié)果比較一致。月份十一月w/m2十二月w/m2一月w/m2二月w/m2三月w/m2全年MJ/ m2晴天云天表31 盤錦地區(qū)各月太陽能輻射資料根據(jù)以上數(shù)據(jù)，結(jié)合第二章對熱管式真空管太陽能集熱器的技術(shù)分析，可對太陽能進行加熱稠油系統(tǒng)的設(shè)計。太陽輻照度(W/m2)200300400500600700800900集熱器進、出口溫差(℃) (40%)集熱器進、出口溫差(℃) (50%)表33 各種太陽輻照度下集熱器進出口溫差分布情況表圖31 各種太陽輻照度下集熱氣進出口溫差分布情況曲線圖太陽輻照度(W/m2)200300400500600700800900集熱器出口溫度(℃)50℃60℃70℃表34 各種進口溫度下出口溫度隨太陽輻照度的變化情況表（效率為40%）圖32 各種進口溫度下出口溫度隨太陽輻照度的變化情況曲線圖太陽輻照度(W/m2)200300400500600700800900集熱器出口溫度(℃)50℃60℃70℃表35 各種進口溫度下出口溫度隨太陽輻照度的變化情況表（效率為50%）圖33各種進口溫度下出口溫度隨太陽輻照度的變化情況曲線圖圖34 遼河地區(qū)各月太陽能集熱器出口溫度分布情況圖圖35 遼河地區(qū)各月太陽能集熱器出口溫度分布情況圖圖36 遼河地區(qū)各月太陽能集熱器出口溫度分布情況圖從上面圖表中可看出，采用熱管式真空管加熱循環(huán)水，對盤錦地區(qū)氣候而言，若集熱器效率為40%至50%期間，在晴天能將水出口水溫保持在80℃以上，在云天及一般情況下能將出口水溫保持在70℃之間。集熱器場地總面積近似為22m36m，系統(tǒng)熱水循環(huán)系統(tǒng)采用一個容積5m3的蓄熱水箱貯藏充余的太陽能熱量供系統(tǒng)無太陽輻射時使用。（4）大面積集熱器的布置國內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)報道。考慮到換熱器清洗、維護、維修、裝拆方便等情況，確定采用固定管板式波紋管高效換熱器。換熱管我們采用一種新型、高效的強化換熱元件。此種換熱器是在原有傳統(tǒng)管殼式換熱器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將改變換熱管的形狀取代了傳統(tǒng)的換熱器的光管，使流體在管內(nèi)、管外形成了充分強化的湍流，從而達到了強化傳熱的目的，它繼承了管殼式換熱器的堅固耐用，安全可靠等特點，同時又克服了換熱能力差，易堵、易結(jié)垢等缺點。因此，高效換熱器能夠保持連續(xù)而穩(wěn)定的高效換熱性能。優(yōu)化換熱流程，合理分配溫位高、熱容量大與溫位低、熱容量小的物流的換熱順序，使熱源量最大限度的加以利用，總的傳熱過程在較高的傳熱溫差下進行，獲得較好的換熱效果，盡可能的回收熱量性能參數(shù)高效換熱器管殼式換熱器傳熱系數(shù)［W/(m2.℃)］水水換熱20003500汽水換熱25004000水水換熱8001500汽水換熱12002000工作壓力結(jié)垢、堵塞、泄漏情況不易結(jié)垢、不堵塞、不泄漏易結(jié)垢、易堵塞、易泄漏占地面積較小較大運行維護維護工作量小，不需清理維護工作量大單位價格換熱能力相同與管殼式換熱器差異不大換熱能力相同與高效換熱器差異不大對工程費用（以5年為一個周期）由于管殼式換熱器易結(jié)垢、易堵塞、易泄漏，維護工作量大。根據(jù)整個系統(tǒng)的總體工作原理，控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)太陽能系統(tǒng)的水流控制和水套爐燃燒器的自動調(diào)節(jié)，實時顯示系統(tǒng)中各部分水溫、油溫、流量、水路、油路、太陽能輻射量以及傳感器狀態(tài)等參數(shù)，并在自動控制萬一失效或用戶操作要求的情況下，能夠方便地切換到系統(tǒng)的手動控制工作狀態(tài)。防凍液與原油換熱后，經(jīng)閥門V3，返回蓄熱箱。216。此時閥門V2關(guān)閉。此時原油管道的閥門V8關(guān)閉，閥門V9開啟，原油經(jīng)閥門V9直接進入水套加熱爐。此時，V8開，V9關(guān)。 當蓄熱箱內(nèi)有足夠熱水時 ——當T2 –T6 ＜ 5℃ 時，P2啟動，V6開，V2關(guān)，讓蓄熱箱中的防凍液進入換熱器。l 停用太陽能集熱器——當T2 T1 ≤ 3℃ 時，P1停止，防凍液停止循環(huán)。l 工業(yè)控制機為控制系統(tǒng)核心，功能包括自動流程控制、數(shù)據(jù)采集、輸出控制、PID調(diào)節(jié)控制、各測量點狀態(tài)監(jiān)視、系統(tǒng)故障報警與指示、網(wǎng)絡(luò)接口、數(shù)據(jù)分類存儲、數(shù)據(jù)標定等等；選用Advantech IPC610工業(yè)控制機；配置為：CPU：Intel奔騰4 主板：PCA6186RAM：128MB HDD：40GB主板集成AGP圖形顯卡，32MB顯存 X 6CDROM， 15寸顯示器 圖53： 系統(tǒng)工控機柜l 工業(yè)控制模塊216。 輸出控制模塊用于12路輸出控制信號，7路防凍液回路、原油回路電磁閥控制，2路水泵電機，1路電加熱帶輸出，2路聲光報警輸出；216。l 手動控制模塊手動控制模塊由手動模塊接口電路和手動控制面板組成。安裝在原油管路、水路管路以及蓄熱水箱和集熱器中，對系統(tǒng)進行多點溫度測量。溫度變送器實現(xiàn)0～100℃到0～10V的轉(zhuǎn)換。它能夠安裝在距離采樣控制器數(shù)百英尺遠的室外環(huán)境中，全天候工作，具有非常好的可靠性。 ；壓降特性：在每一個CSTK之最大線性流量下4至5PSI；可供流量調(diào)節(jié)范圍：10:1至100:1； 可供溫度范圍：標準范圍 (267176。C ；端口形式：可提供NPT標準，或者MS標準的擴口和法蘭口；軸承形式：陶瓷混合球軸承，碳鎢合金滑動軸承或特氟隆和硬碳復(fù)合材料軸承； 材料：標準316不銹鋼。 電磁閥太陽能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)中共有7個閥門，其中，4個為防凍液回路上的閥門，3個為原油回路上的閥門，均選擇能夠?qū)崿F(xiàn)電控的電磁閥。216。燃燒器的燃燒量由計算機算法語言實現(xiàn)的PID調(diào)節(jié)規(guī)律進行自動控制，因此能夠使得系統(tǒng)的燃燒量能夠按照比例微分積分實施調(diào)節(jié)，在有太陽能加入的條件下，能夠自動減少燃料的消耗，降低運行成本。 設(shè)備安裝216。 硬件系統(tǒng)安裝216。 系統(tǒng)設(shè)備總調(diào)試216。以下提供避雷設(shè)施將要達到的要求：216。216。 埋于土壤中的人工垂直接地體宜采用熱鍍鋅角鋼、鋼管或圓鋼；埋于土壤中的人工水平接地體宜采用扁鋼或圓鋼。 ，人工垂直接地體間的距離及人工水平接地體之間 的距離宜為5m，當受地方限制時可適當減少。216。l 對電源的要求216。216。216。  工程規(guī)劃工程施工為配合系統(tǒng)發(fā)展支援項目進行，在業(yè)主要求之日期內(nèi)完成項目任務(wù)。 預(yù)算資金來源及用途分析216。 設(shè)定重要查核點216。 品質(zhì)管制項目管理人員必須執(zhí)行下述任務(wù)：216。 填寫品質(zhì)管制報表，以確實掌握施工者品質(zhì) 施工規(guī)范l 配管強弱電線管分開敷設(shè)，以防漏項。為防止管口進入其他雜物，管子配好后，管口要堵好，同時做好隱蔽記錄。管內(nèi)穿線的總面積（含保護層）不得超過截面40%。l 配電箱(柜)的安裝配電箱先裝箱體；二層板取下編號先存放在庫房內(nèi)，待試電前再安裝。配電柜安裝要做基礎(chǔ)底座，柜與底座要連接緊密、牢固。槽終端要裝好封閉罩，外殼之間壓好跨接地線，保證接地可靠。 電纜橋架過伸縮疑縫時，應(yīng)斷開，斷開距離以100MM為宜；216。本著先放控制電纜后放動力電纜的原則進行施工。電纜終端頭制作時，絕緣帶要包扎嚴密。工作時間思想要集中，堅守崗位，未經(jīng)許可不得非工種工作，服從領(lǐng)導(dǎo)和安全檢查員指揮。不準在禁止吸煙的地方吸煙和動火。為了讓用戶更好地理解和使用我公司提供的產(chǎn)品，我方將負責(zé)對貴方的操作人員、維護人員、技術(shù)管理人員進行培訓(xùn)。 設(shè)備的工作原理與操作規(guī)程。 設(shè)備的標定方法。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、特性及操作。 系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)通信軟件的管理與維護，對一般性故障進行診斷、排除與恢復(fù)。 技術(shù)支持與服務(wù) 技術(shù)支持提供用戶的各種咨詢服務(wù)。為了避免用戶因系統(tǒng)故障而造成重大損失，便于我公司對系統(tǒng)故障處理采用特別服務(wù)方案。216。 系統(tǒng)升級服務(wù)為了保證用戶系統(tǒng)的適用性和先進性，我公司優(yōu)惠為用戶提供終身系統(tǒng)升級服務(wù)，這些服務(wù)包括： 硬件升級如果用戶購買了更新、性能更加優(yōu)越的硬件設(shè)備，我公司可以為用戶提供系統(tǒng)搬遷工作和相關(guān)軟件修改工作，保證在更新硬件之后，系統(tǒng)仍然穩(wěn)定可靠。本系統(tǒng)的開放式設(shè)計可以保證以最經(jīng)濟的辦法滿足用戶對功能的多樣