直燃型溴化锂吸收式热泵在油田余热利用中的应用.pdf

央石油化工安全环保技术★
PETROCHEMICAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PHOTECTTON TECHNOLOGY2011年第27恙第6期
节能嫩排
直燃型溴化锂吸收式热泵在油田
余热利用中的应用
?字辉,刻,葛峰2
(1.中国石油天然气股份有限公司华北油田公司质量安全监督中心,河北任丘062550
2.中国石油天然气股份有服公司华北油田公司华苑综合服务处,河北任丘05252)
摘要:直燃型澳化锂吸收式热泵机鉏以热能为驱动,从低品位热源吸收热量,将其转
化为高品位热源,满足油田生产用热。该工艺能有效回收利用低湿热能。直燃型澳化锂吸收
式热泵权组在华北油田的应用策例,利用油田回注污水的低湿余热,减轻了污水回注过程对
设备和工艺流猩的腐蚀,年节能量758.48tce,节能效果显著
关键词:直燃型溴化锂吸收式热泵机组余热利用油田污水节能
油田生产过程中存在很多余热和废热未被充间,寒季(10月~次年3月)在60-63℃之间
分利用。因此,加强余热回收利用,是油田节约脱油后污水日均12000m3,温度为55~60℃
能源、降低碳排放、保护环境的重要措施
全部回注。脱水后原油温度在50~65℃之闯,日
以溴化锂吸收式技术为基础的各种溴化锂吸均800t,进入储油罐;日平均接外站来的原油
收式热泵机组是余热回收利用效率最高效的设2800t,来油温度45℃,外站来油直接进入储油
备,它是以热能驱动运行,溴化锂溶液为吸收罐,储油罐温度通过维温保持在50~55℃;日平
剂,水为制冷剂,从低品位热源吸取热量,制取均外输原油3600,平均起点外输温度55
满足生产工艺用屯、高温热水,实现余热阿收利60℃,末点温度52~45℃;平均产伴生气1200
用、从低温向髙温输送热能的供热目的们
Nm/d,全部用于加热炉燃烧。
油田原油生产过程中,有大量40~60℃的采1.1联合站热力状况
油污水,可配置溴化锂吸收式热泵机组凹收利用
该联合站寒季需要启动2台4th锅炉给储
满足生产中部分或全部供热需求。华北油田某联油罐绯温、管道伴热和公用建筑取暖,同时需要
合站2009年安装的2台单机供热量2910kW的启动2台2320kW加热炉(并联)给外输原油加
直燃型溴化锂吸收式熱泵机组,低温热源为通过热和储罐维温;暖季启动1台2320kW加热炉给
对采油污水换热获得的温度为50℃的余热热水,外输原油加热。其中一台加热炉燃料用站内自产
补偿热源为原油和伴生气,提供85℃的热水。伴生气,两台蒸汽钢炉和另一台加热炉燃料使用
机组投入运行后,代替原来运行的2台4レh蒸原油,日均消耗原油71,年消耗1260。
汽锅炉,可节约燃油40%。
1.2存在问题
1联合站概况
(1)日均12000m2的脱油污水,温度为55
联合站规模为700kt/a,该站具有原油净化
处理,伴生气简易净化,原油储存、加热、外
收稿日期:2011-08-01
输,污水处理和污水回注等功能。日均接纳油水
作者简介:王字辉,男,河北科技大学工商管理专业
混合物(含水率为93.9%)1277t,平均温度在
本科毕业,学士,长期从事质量环保节能监督工作
60~67℃之间,曖季(4月~9月)在63~67℃之
工程师。E-mail: giswnhe@
coin
2011年第27第6期文王宁辉等。直燃型溴化锂吸收式热泵在油田余热利用中的应用★
60℃,直接用来回注,大量余热未被利用,而热、公用建筑采暖的热负荷为2780kW。
且在此温度条件下,污水对设备和工艺管道腐独
表2储融罐維温加热计算表
重。
(2)储油罐维温、管道伴热和冬季取暖用的阶段」構温加热ン?用外表积热火/形热量
储油鑵计算单位面
蒸汽均放空,未对其回收利用。
雨积mx)ao3)个数「温控樹
温度/太W
3)设备的自动化水平较低,导致工人劳动
10000
600
3
210
25
强度大,设备调节和控制能力较差,能源浪费季2001380
严重
合计6410
410
100002600
2改造方案
寒季20003800
5325
50
2.1核定热负荷
合计6400
1630
根据联合站生产状况,对各个单元热负荷进
行核算。
2.2方案设计
(1)来液的站内处理
联合站内污水水量500m/h左右,脱油污水
由于联合站接受的油水混合液进站温度暖季湿度稳定在60℃左右,是吸收式热泵良好的低温
为65℃,寒季为60℃,此温度能够满足三级三
热源。针对联合站现有热源情况,本改造采用直
相分离器的脱水要求,不需要加热设施。
燃型溴化锂吸收式热泵机组对余热进行同收利
(2)原油外输用热
用,具体方案如下:
外输原油起点温度暖季为55℃,寒季为60
(1)利用锅炉房的空余位置,安装2台2920
℃,热负荷计算见表1。
kKW直燃型溴化锂吸收式热泵机组(燃油型)及其
配套的机泵、污水换热设施,代替原有用于寒季
表1原油外输加热计算
储油罐维温、站内管道伴热、公用建筑采暖的2
阶段」外输原「口总並小流/!初始極终点湿耗热
油加热「tK?-)度/℃「度/C「量kW
台4th蒸汽锅炉。热泵机组热水和余热水流量
节范围为50%~120%,燃烧器燃油量调节范
本站处理800
0
围为30%~105%。
曖季「外站进入2800120
(2)将原为管道伴热、储罐缑温和采暖的蒸
合计」3600155
汽系统改造为热水供热系统并安装辅助酡套
本站处理800
设施
寒季外站进入1280
601120
(3)加热炉配备油气两用然烧器,暖季使用
合计360015
自产伴生气,寒季使用自产伴生气和原油混烧。
(3)储油罐维温用热
(4)暖季储油罐维温依靠直燃型溴化鯉吸收
储油罐维温温度暖季和寒季分别为50℃和式热泵机组系统中污水换热器交换的热水,换热
℃,热负荷计算见表2
水温为55~57℃,满足工艺要求。
(4)管道伴热用热
3改造效果
仅寒季管道需伴热,计算温度取5℃,热
负荷为700kW。
3.1优点
(5)采暖用热
直燃型溴化锂吸收式热泵机组的驱动热源为
公用建筑物总采暖面积约7500m2,热指标直接燃烧燃料提供的热量,低温热源水温要求高
按60W/m2,热负荷为450kW。
于5℃2。该联合站油水混合物脱油后低温污水
(6)总热负荷
经换热器换热后水温保持在55~57℃,是良好的
暖季总热负荷为1090kW,寒季总热负荷为低溢热源。热泵热水的出口温度最高可达100℃,
4000kW。其中:寒季储油罐维温、站内管道伴符合生产要求