[發明專利]一種用于確定余熱回收裝置熱負荷的系統及方法

有效

• 申請號: 201610325996.2
• 申請日: 2016-05-17
• 公開（公告）號: CN105971766B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 于邦廷;金丹;杜佳;安維崢;徐海波;王文祥;洪毅;徐正海
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院
• 主分類號: F01K23/06
• 分類號: F01K23/06;F02G5/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧,何家鵬

技術領域

本發明涉及一種用于確定余熱回收裝置熱負荷的系統及方法。

背景技術

海上油氣田的開發一般需要在平臺上單獨配置透平發電機組，并且采用平臺伴生氣作為燃料氣發電，透平發電機組排放的高溫煙氣可以通過余熱回收裝置加熱導熱油，從而給平臺上各個熱用戶(比如油氣分離器前使用的加熱器)提供熱負荷。在海上油田開發設計階段，首先根據平臺主要熱用戶的熱負荷需求，然后再根據透平發電機組的數量和運行負荷率等情況合理選擇余熱回收裝置的規格和數量。其中，熱用戶熱負荷的需求計算是余熱回收裝置選型的基礎。

另外，在海上油田開發設計階段需要根據油氣田的配產、流體需要被加熱的溫升、流體組分和流體物性等參數并通過HYSYS軟件計算熱用戶的熱負荷。但是，油氣田投產后由于油藏實際產量與預測產量之間存在差異，將會導致熱介質系統中各個熱用戶的實際熱負荷需求與設計值之間產生較大的差異，因此及時和準確掌握平臺熱介質系統的熱負荷對于評估設備選型的合理性以及優化設計階段熱負荷的計算方法都有參考價值。如果仍然按照設計階段根據配產和油氣物性等參數并借助HYSYS軟件進行模擬計算，該方法則比較復雜，且不能對整個熱介質系統的熱負荷進行一次性計算，更不便于現場操作人員及時掌握總的熱負荷或者單個熱用戶的熱負荷需求。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種準確性高且簡單快捷的用于確定余熱回收裝置熱負荷的系統及方法。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種用于確定余熱回收裝置熱負荷的系統，其特征在于：它包括一余熱回收裝置，在所述余熱回收裝置上通過一熱介質出口管線連接一熱用戶組的一端，所述熱用戶組的另一端通過一熱介質入口管線與所述余熱回收裝置連接；在所述熱介質出口管線上設置有一壓差流量計和一第一溫度測量裝置，在所述熱介質入口管線上設置有一第二溫度測量裝置，在所述余熱回收裝置上設置有一高溫煙氣入口管線和一低溫煙氣放空管線，在所述熱介質入口管線上設置有一熱介質循環泵。

所述熱用戶組包括一個以上并聯連接的熱用戶，每一所述熱用戶均通過一第一管線支路分別與所述熱介質出口管線和所述熱介質入口管線連接，在每一所述第一管線支路上靠近所述熱介質出口管線的位置設置有一液體流量計和一溫度計，在每一所述第一管線支路上靠近所述熱介質入口管線的位置設置有另一溫度計。

在所述熱用戶組上并聯連接一兩端與所述接熱介質出口管線和所述熱介質入口管線連接的第二管線支路，在所述第二管線支路上設置有一差壓控制閥，在所述差壓控制閥上并聯連接一壓差顯示變送器。

在所述高溫煙氣入口管線上設置有一擋板閥，在所述高溫煙氣入口管線和所述低溫煙氣放空管線之間設置有一與所述擋板閥相連接的煙氣旁通管線支路。

所述壓差流量計為差壓式流量計，所述壓差流量計前直管段的長度為所述熱介質出口管線直徑的10倍，所述壓差流量計后直管段的長度為所述熱介質出口管線直徑的3倍。

在所述余熱回收裝置內設置有一與所述第一管線連通的爐膛，在所述爐膛內設置有用于盛放熱介質油的盤管。

所述熱介質循環泵為離心泵。

所述熱用戶為換熱器或加熱器。

一種用于確定余熱回收裝置熱負荷的方法，其包括以下步驟：

1)記錄壓差流量計的壓差數值ΔP₅、第一溫度測量裝置的溫度值T₆和第二溫度測量裝置的溫度值T₇，并計算兩溫度值T₆和T₇的平均值T_平均，所依據的公式如下：

T_平均＝(T₆+T₇)/2

其中，T_平均的單位為℃；

2)查找T_平均對應溫度下熱介質出口管線內熱介質的比熱C和密度ρ；

3)根據余熱回收裝置設定的額定熱介質循環量V_額定和壓差流量計的額定壓差數值Δp_額定，計算熱介質出口管線內熱介質的實際流量V_實際，所依據的公式如下：

ΔP₅/ΔP_額定＝(V_實際/V_額定)²

其中，V_實際和V_額定的單位分別為m³/h；