【正文】 泵可將低溫位熱能“泵送” （交換傳遞）到高溫位提供利用。北歐在熱泵方面的應(yīng)用比較領(lǐng)先，現(xiàn)在整個北歐有 180 多臺大型熱泵在運行?，F(xiàn)在水源熱泵技術(shù)已經(jīng)較為成熟，熱泵機組制熱溫度達到 60℃90℃，根據(jù)驅(qū)動方式不同分為電力或天然氣（蒸汽）驅(qū)動。吸收式水源熱泵調(diào)研數(shù)據(jù)吸收式水源熱泵調(diào)研地點勝利石油管理局勝南社區(qū)管理中心樂安供熱站。利用距鍋爐房東南方向.聯(lián)合站污水余熱回收利用工程可行性研究報告 公里處是現(xiàn)河采油廠污水處理站，每日向小清河外排的溫度約為 60℃左右熱污水。 熱泵采暖是在原鍋爐房內(nèi)安裝 2 臺 3600kw 溴化鋰吸收式熱泵機組（ 54/44360(60/75)）和原有一臺 10t/h 燃油蒸汽鍋爐，取代原供熱系統(tǒng)。主要技術(shù)性能指標(biāo)： 1）機組 cop =； 2）出水溫度視工藝要求而定，一般小于 100℃；3）供暖前、后期室外溫度在 0℃以上天氣約 40 天左右，這段時間直接利用污水換熱采暖，熱泵系統(tǒng)不運行；4）采暖中期約 80 天的時間利用熱泵供暖，其他時間直接利用污水循環(huán)采暖。實施效果自 2022 年 11 月 15 日停運熱水鍋爐以來，熱泵運行平穩(wěn)，基本達到了設(shè)計參數(shù)，滿足供暖要求（室內(nèi)溫度均在 18℃以上） 。 表 11 熱泵供熱運行前后供暖情況比較表室外溫度 出水溫度 回水溫度改造前 0—5℃ 55 44改造后 0—5℃ 63 48改造前 5℃以下 66 50改造后 5℃以下 67 49.聯(lián)合站污水余熱回收利用工程可行性研究報告改造后燃料原油消耗由原來的 2658t 降低到 1120t，耗電由原來的 65 萬度降低到59 萬度，鍋爐用水由原來的 3456t 減少到 1333t。表 12 運行參數(shù)與設(shè)計參數(shù)對比如表余熱來水溫度 余熱回水溫度 熱泵出水溫度 熱泵回水溫度設(shè)計參數(shù) 54 44 75 60實際參數(shù) 4753 3842 75 53壓縮式水源熱泵調(diào)研數(shù)據(jù)壓縮式水源熱泵調(diào)研地點大慶陽光佳苑社區(qū)供熱站。利用大慶煉化公司第三循環(huán)場及擴建水場的循環(huán)冷卻水，利用電能做為驅(qū)動源吸收循環(huán)冷卻水中的熱量，以達到供暖的目的。實施效果：一期工程于 2022 年 11 月 14 日正式投入使用，經(jīng)過一個采暖期的運行，達到了設(shè)計效果，在整個采暖期內(nèi)，室內(nèi)平均溫度在 21℃以上的達到了 95％，室內(nèi)平均溫度在 18℃以上的占 5％。 表 13 熱泵運行參數(shù)與設(shè)計參數(shù)對比如表余熱來水溫度 余熱回水溫度 熱泵出水溫度 熱泵回水溫度設(shè)計參數(shù) 34 16 55 45常溫機組實際參數(shù) 34 30 45 39.聯(lián)合站污水余熱回收利用工程可行性研究報告設(shè)計參數(shù) 34 16 65 50高溫機組實際參數(shù) 34 30 56 4956 萬平米供暖面積改造后燃料煤消耗減少 12895 噸/年，節(jié)約水量為 21 萬噸/ 年；通過該項目實施可實現(xiàn)減少二氧化碳排放量為 噸/年；二氧化硫 77370kg/年；減少煙塵排放量 ；減少氮氧化物排放量 ；減少煙氣量為 108 標(biāo)準(zhǔn)立方米/年。（三）實施目的根據(jù)***聯(lián)合站外排污水具有溫度高，水量、水質(zhì)穩(wěn)定的現(xiàn)狀，以現(xiàn)有天然氣作為驅(qū)動力，利用水源熱泵機組提取這部分污水中的低品位熱量用來集輸系統(tǒng)的油水加熱，替換現(xiàn)在采用的高品位天然氣和原油燃料，改善余熱資源浪費和由于溫度高造成的外排污水處理難度大等問題，實現(xiàn)節(jié)能降耗。 三、項目基本情況和能耗現(xiàn)狀該項目通過利用水源熱泵技術(shù)，提取污水中蘊含的低品位能量替代現(xiàn)在采用的天然氣和燃料油的加熱系統(tǒng)，用于油水系統(tǒng)的加熱，改變油水處理過程中全部采用消耗高品位能源加熱油水介質(zhì)能耗高的現(xiàn)狀，降低***聯(lián)合站原油脫水、污水處理以及外排處理過程中的能量消耗，提高系統(tǒng)的熱能效率，降低運行成本，減少加熱爐加熱過程中產(chǎn)生的廢氣、余熱排放，實現(xiàn)節(jié)能減排。***聯(lián)合站處理工藝為：部分高含水的系統(tǒng)來液經(jīng)過加熱爐升溫后和其他系統(tǒng)來液一起進入分離緩沖罐脫氣，再進入沉降罐沉降脫水；沉降后的低含水原油經(jīng)過脫水加.聯(lián)合站污水余熱回收利用工程可行性研究報告熱爐升溫進行循環(huán)加熱和熱化學(xué)脫水，脫出的合格原油進入好油罐，最后和南部來好油一起加熱加壓后外輸；污水進入污水處理站處理后回注和外排。***聯(lián)合站加熱系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀***聯(lián)合站現(xiàn)有 2500kw 快裝加熱爐 6 臺和 200kw 采暖加熱爐 1 臺，分別為系統(tǒng)來液、脫水、摻水、外輸、南部來好油以及冬季采暖加熱，冬季最高負(fù)荷 8403kw。年耗天然氣 401104Nm3，耗油 4010t，加熱系統(tǒng)的配風(fēng)和燃料油電保溫系統(tǒng)年耗電 43，折合標(biāo)準(zhǔn)煤 10650t。外排污水溫度4750℃，水質(zhì)、溫度穩(wěn)定，自然散失的熱量為4000kw 左右，這些污水余熱未經(jīng)利用而直接進行排放，造成了環(huán)境的熱污染和熱量的浪費，污水的余熱回收潛力巨大。***聯(lián)合站現(xiàn)有的11000m 3/d天然氣熱值為4525kw，以這些天然氣為動力源采用.聯(lián)合站污水余熱回收利用工程可行性研究報告 的低品位熱源就可以輸出總熱值為8525kw，滿足該站冬季8403kw的加熱需求，并且提取熱能后3000m 3/d外排污水溫度從47℃降至20℃，可以滿足污水外排處理要求。四、編制原則按照國家和***油田關(guān)于開展節(jié)能降耗工作的指導(dǎo)方針和整體發(fā)展戰(zhàn)略，以經(jīng)濟效益為中心，采用成熟先進的熱泵技術(shù)，實施外排污水余熱回收利用，實現(xiàn)節(jié)能降耗和節(jié)能減排。利用熱泵技術(shù)改變加熱爐消耗大量燃料油的現(xiàn)狀，節(jié)能降耗和降低運行成本。五、遵循的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 《油田地面工程項目可行性研究報告編制規(guī)定》 。 《油氣集輸設(shè)計規(guī)范》GB503502022。 《油田地面工程設(shè)計節(jié)能技術(shù)規(guī)范》SY/T64201999。（二）產(chǎn)品方案本次污水余熱回收利用工程，不改變***聯(lián)合站的生產(chǎn)工藝，以現(xiàn)有的天然氣為動力，通過吸收式水源熱泵提取現(xiàn)有的外排污水中的低品位熱能成為可利用的高品位熱能，取代***聯(lián)合站內(nèi)使用的加熱爐系統(tǒng)，降低加熱能量消耗，減少煙塵和氮氧化物的排放量，實現(xiàn)余熱利用。（二）主要工作量***聯(lián)合站污水余熱回收利用項目主要工作內(nèi)容見表 15。通過采用總功率10000kw的熱泵機組及相應(yīng)的配套工藝，在不改變聯(lián)合站生產(chǎn)運行的條件下，利用現(xiàn)有天然氣作為驅(qū)動力，通過提取外排污水中的低品位熱量，輸出高品位熱量滿足該站加熱系統(tǒng)加熱的能量需求。據(jù)測算，本項目資金共計2484萬元，稅前財務(wù)內(nèi)部收益率為%，稅前財務(wù)凈現(xiàn)值為5753萬元，稅后財務(wù)內(nèi)部收%，稅后財務(wù)凈現(xiàn)值為3943萬元。通過熱泵技術(shù)的應(yīng)用，提取污水中充足的低品位熱源，節(jié)約燃?xì)饣蛉加?，減少能源消耗，提高熱能的利用效率；同時，減少六臺2500kw快裝加熱爐和1臺200kw采暖加熱爐的煙塵和氮氧化物排放量以及降低外排污水對環(huán)境的影響，具有較好的社會效益。通過采用水源熱泵技術(shù)，實現(xiàn)了以下目標(biāo)：每年節(jié)約燃料原油4010t。減少污水外排處理前的污水冷卻費用。.聯(lián)合站污水余熱回收利用工程可行性研究報告為熱泵技術(shù)在油田的推廣應(yīng)用提供示范和經(jīng)驗。二、自然條件(一)氣象資料河北滄州全境處于歐亞大陸東部，中緯度地帶，屬暖溫帶半旱半濕潤的季風(fēng)氣候。本區(qū)的氣候概況是：四季分明，溫度適中，雨熱同季，降水集中，災(zāi)害性氣候常有發(fā)生，春旱、夏澇、秋爽、冬干。 常年盛行西南風(fēng)，平均風(fēng)速 3 米/秒左右。年平均氣溫：～℃。降水：年平均降水量 510～610mm。年平均相對濕度：63%左右。（二）地質(zhì)、水文***聯(lián)合站地處華北平原東部，屬濱海平原，海河水系。該區(qū)抗震設(shè)防烈度為 7 度，設(shè)計地震分組為一組，設(shè)計基本地震加速度為。是河北省確定得“兩環(huán)（環(huán)京津、環(huán)渤海） ”開放一線地區(qū)，也是京津通往東部沿海地區(qū)得交通要沖。京九鐵路、朔黃鐵路在肅寧縣交匯，并建有編組站。***聯(lián)合站附近已建成較完善的配套公路設(shè)施，羊孔公路、滄黃公路、205 國道和京汕高速公路等從附近穿過，交通十分便利。建有脫水系統(tǒng)、原油外輸處理系統(tǒng)、回注污水處理系統(tǒng)、外排污水處理系統(tǒng)。加熱系統(tǒng)建有 6 臺2500kw 快裝加熱爐和 1 臺 200kw 采暖加熱爐，分別為系統(tǒng)來液、脫水、南部來油、外輸、摻水和冬季采暖服務(wù)，冬季最高用熱負(fù)荷 8403kw，平均運行負(fù)荷7260kw。（一）脫水及外輸系統(tǒng)脫水能力：10000m 3/d。溫度46℃的4500m 3/d南部來油加熱到63℃進入儲油罐，與本地原油一起加熱到78℃輸往下站，外輸能力7200t/d，外輸量45005000t/d。***聯(lián)合站冬季對生產(chǎn)區(qū)值班室等輔助廠房進行供暖。表31 熱負(fù)荷計算參數(shù)表天然氣熱值 8500KCal/m3 污水比熱容 原油熱值 10000KCal/kg 原油比熱容 .聯(lián)合站污水余熱回收利用工程可行性研究報告運行負(fù)荷計算公式：Q 熱 =C(t2t1) Q 流量表32 ***聯(lián)合站主要設(shè)備表序號 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 數(shù)量 投產(chǎn)時間1 好油罐 5000 3 19752 好油罐 1000 1 19763 沉降罐 1000 1 19764 好油罐 500 2 19765 系統(tǒng)沉降罐 3000 1 19796 砂濾罐 3000 5 19997 核桃殼過濾器 3000 3 1998 注水罐 500 2 19849 緩沖罐 312 2 199810 熱化學(xué)脫水器 312 2 199811 合一凈化器 312 2 199012 多級輸油泵 DY150506 4 199713 快裝加熱爐 2500 6 199714 水套爐 200 1 199715 注水泵 5ZB12/42 5 2022.聯(lián)合站污水余熱回收利用工程可行性研究報告表33 ***聯(lián)合站冬季最高負(fù)荷運行參數(shù)表序號 加熱爐名稱 燃料 液量/d 含水 進口溫度℃ 出口溫度℃ 負(fù)荷 kw1 南部來油爐 油/氣 4500 1% 46 63 18682 脫水爐 油/氣 2022 30% 48 75 16993 外輸爐 油/氣 5000 1% 60 78 21984 系統(tǒng)爐 氣 3000 95% 40 55 21255 采暖爐 氣 156 100%　 40 60　 1506 摻水爐 氣 300 100% 50 75 363合計 8403表34 ***聯(lián)合站冬季日常運行參數(shù)表序號 加熱爐名稱 燃料 液量/d 含水 進口溫度℃ 出口溫度℃ 負(fù)荷 kw1 南部來油爐 油/氣 4500 1% 48 62 15392 脫水爐 油/氣 2022 30% 48 70 13843 外輸爐 油/氣 4800 1% 60 75 18314 系統(tǒng)爐 氣 3000 95% 40 55 21255 采暖爐 氣 156 100%　 40　 52 906 摻水爐 氣 300 100% 50 70 290合計 7260（二）污水處理系統(tǒng)回注污水處理系統(tǒng)處理能力：8000m 3/d外排污水處理系統(tǒng)處理能力：6000m 3/d.聯(lián)合站污水余熱回收利用工程可行性研究報告處理工藝為：污水提升泵?合一凈化器?核桃殼過濾器?砂濾罐。圖31 ***聯(lián)合站平面示意圖.聯(lián)合站污水余熱回收利用工程可行性研究報告圖 32 ***聯(lián)合站工藝流程示意圖二、建設(shè)的必要性（一）大量外排污水的余熱未經(jīng)利用直接外排，散熱損失巨大系統(tǒng)來液溫度40℃左右，經(jīng)過系統(tǒng)加熱和脫水加熱后，回注污水和外排污水溫度維持在4750℃，這部分污水?dāng)y帶的熱量中，僅通過外排污水散失到環(huán)境中（20℃）的熱能高達3920kw以上，占聯(lián)合站熱負(fù)荷的47%，散熱損失巨大，熱能有效利用率低。表35 ***油田產(chǎn)水、注水及剩余污水預(yù)測表　 日產(chǎn)水（方） 日注水（方） 剩余污水（方）2022 年 2022 年 2022 年 2022 年 2022 年 2022 年 2022 年 2022 年 2022 年 2022 年 表36 ***聯(lián)合站污水水質(zhì)分析結(jié)果檢測時間K+Namg/LMg2+mg/LCa2+mg/LClmg/LSO42mg/LHCO3mg/LCO32mg/L總礦化度mg/L 690 0 6631.聯(lián)合站污水余熱回收利用工程可行性研究報告由于外排污水溫度4750℃，遠遠超過了外排污水生物活動繁殖需要的2030℃的最佳溫度，不得不通過冷卻塔對污水進行降溫處理，增加了系統(tǒng)能耗。加熱系統(tǒng)年消耗天然氣40110 4Nm3，原油4010t，耗電4310 ?？煅b加熱爐建于上世紀(jì)90年代，額定爐效80%，經(jīng)過多年的運行，爐效已經(jīng)降低到75%以下，爐效低、能耗高。由于加熱爐等設(shè)備建成后的折舊期為14年，而該站的加熱爐已經(jīng)運行了12年，存在爐管老化、腐蝕滲漏等問題，到2022年就需要進行更新加熱爐的建設(shè)，現(xiàn)在***油田廣泛應(yīng)用的加熱爐為真空相變加熱爐，額定爐效90%，2500kw加熱爐單臺投資100萬元，該站全部改造需要投資600800萬元，運行時在消耗全部天然氣后，每年需消耗3000噸以上原油和43萬度電，運行能耗仍然很高。.聯(lián)合站污水余熱回收利用工程可行性研究報告但是其他形式的低品位熱能并沒用被充分利用，怎樣充分利用油氣開采過程中的熱能，一直是工程技術(shù)人員最關(guān)