[發(fā)明專利]油田污水源內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動壓縮式熱泵機組

在審

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• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106931683A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李軍;左強;高翔;梅毅;霍正齊;丁杰;蘇應(yīng)春;劉進亮;李貞成;夏航
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢新世界制冷工業(yè)有限公司
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06;F04B35/00
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油田含油污水余熱回收領(lǐng)域，具體地指一種油田污水源內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動壓縮式熱泵機組。

背景技術(shù)

目前我國各油田基本都采用注水開采的方式，且大部分都已進入開采的中后期，采出液的含油率僅為10％～30％，而含水率則達到70％～90％，甚至更高。合格原油允許含水率為0.5％以下，因此油田原油在外輸或外運之前要求必須將水脫出，這樣在油田生產(chǎn)過程中就產(chǎn)生了大量的30～60℃的低溫含油污水。

一方面，據(jù)測算“十二五”期間油田采出水量約13.6×10⁸m³，按照10×10⁸m³采出水、溫度平均下降10℃、回收利用效率80％計算，那么可回收利用的熱能約為115萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，但目前這些污水余熱資源絕大部分都沒能被回收利用。

另一方面，原油生產(chǎn)、外輸以及站區(qū)生活供熱等都需要大量的熱能，目前主要的加熱方式為燃油燃氣水套加熱爐的形式。截止2013年，僅中國石油用于油田工藝和采暖加熱的鍋爐就達到1800余臺、加熱爐12000臺左右，這些加熱設(shè)備每年熱力消耗需要的能源超過800萬噸標(biāo)煤。燃油燃氣水套加熱爐是采用燃燒高品位一次能源獲得低品位熱能，能源利用效率低80％左右、運行成本高、安全問題嚴(yán)重，同時還產(chǎn)生大氣污染和溫室氣體排放。

因此，以原油集輸處理、管線伴熱等生產(chǎn)用熱和站內(nèi)采暖輔助用熱為實施對象，利用油田采出含油污水作為低溫?zé)嵩矗ㄟ^熱泵技術(shù)置換出高品位熱源，取代常規(guī)加熱設(shè)備，節(jié)約原油、天然氣等常規(guī)化石燃料消耗，提高油田原油商品量，具有極大的經(jīng)濟效益和社會效益。

現(xiàn)有的技術(shù)主要存在如下不足：(1)采用電驅(qū)動熱泵，油田通常地處偏遠，電力容量有限，額外擴容增加輸配電網(wǎng)投資；(2)采用吸收式熱泵，其能效比一般不超過2，經(jīng)濟效益不高；(3)采用中間循環(huán)清水換熱，這增加了換熱器和循環(huán)泵，使系統(tǒng)變得復(fù)雜，增加系統(tǒng)成本和占地面積，且存在中間換熱溫差，降低了機組綜合效率。因此充分考慮油田現(xiàn)有條件，采用更簡潔、更經(jīng)濟、更高效的技術(shù)方案回收大量油田含油污水余熱，是我國建設(shè)節(jié)能社會減少碳排放所急需的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是要提供一種油田污水源內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動壓縮式熱泵機組，該熱泵機組利用內(nèi)燃發(fā)動機直接驅(qū)動壓縮機，并高效回收發(fā)動機煙氣、缸套水、機油余熱，構(gòu)成獨立分布式能源系統(tǒng)，高效經(jīng)濟的回收我國大量油田含油污水余熱，極大提高一次能源利用效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的油田污水源內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動壓縮式熱泵機組，包括壓縮機、變速箱、內(nèi)燃發(fā)動機、煙氣鍋爐、第一換熱器、第二換熱器、冷凝器、蒸發(fā)器、油分離器、油粗過濾器、油冷卻器、油泵、油精過濾器、以及油分配座；

所述內(nèi)燃發(fā)動機上設(shè)置有燃料進口，所述內(nèi)燃發(fā)動機的動力輸出端通過變速箱與所述壓縮機的動力輸入端連接；所述壓縮機的油氣出口與所述油分離器的油氣進口連接，所述油分離器的工質(zhì)氣出口與所述冷凝器的第一工質(zhì)進口連接，所述冷凝器的第一工質(zhì)出口與所述蒸發(fā)器的蒸發(fā)器工質(zhì)進口連接，所述蒸發(fā)器的工質(zhì)蒸氣出口與所述壓縮機的工質(zhì)蒸氣進口連接，所述蒸發(fā)器上還設(shè)置有用于供油田回注水進入的高溫水進口、以及用于供熱交換后的油田回注水流出的低溫水出口；

所述油分離器的潤滑油出口與所述油粗過濾器的油進口連接，所述油粗過濾器的油出口與所述油冷卻器的高溫粗濾油進口連接，所述油冷卻器的低溫粗濾油出口通過油泵與所述油精過濾器的油進口連接，所述油精過濾器的油出口與所述油分配座的油進口連接，所述油分配座的油出口與所述壓縮機的潤滑油進口連接；

所述內(nèi)燃發(fā)動機的高溫機油出口與所述第一換熱器的高溫機油進口連接，所述第一換熱器的低溫機油出口與內(nèi)燃發(fā)動機的低溫機油進口連接；所述冷凝器的第二工質(zhì)出口與第一換熱器的第一換熱器工質(zhì)進口連接，所述第一換熱器的第一換熱器工質(zhì)出口與冷凝器的第二工質(zhì)進口連接；

所述內(nèi)燃發(fā)動機的高溫缸套水出口與所述第二換熱器的高溫缸套水進口連接，所述第二換熱器的低溫缸套水出口與所述內(nèi)燃發(fā)動機的低溫缸套水進口連接；所述冷凝器的第三工質(zhì)出口與所述第二換熱器的第二換熱器工質(zhì)進口連接，所述第二換熱器的第二換熱器工質(zhì)出口與冷凝器的第三工質(zhì)進口連接；

所述冷凝器上還設(shè)置有供油田摻輸水進入的熱水進口，所述冷凝器的熱水出口與煙氣鍋爐的鍋爐水進口連接，所述煙氣鍋爐上設(shè)置有鍋爐水出口；所述內(nèi)燃發(fā)動機的高溫?zé)煔獬隹谂c所述煙氣鍋爐的高溫?zé)煔膺M口連接，所述煙氣鍋爐上還設(shè)置有低溫?zé)煔獬隹凇?!-- SIPO -->