基于高温污水源热泵系统的油田联合站余热回收研究
发布时间：2022-12-18 10:00
通过对联合站实地调研,测量了联合站来油温度、原料油流量及脱水温度等数据,统计了联合站全年的加热负荷情况。并且分析了联合站能源利用现状,该联合站脱水环节产生了大量30～40℃的含油污水,这部分污水外排造成了大量的能源浪费。同时,该联合站加热炉效率较低,能源利用不够充分,导致了能源极大的浪费。此外,加热炉系统燃烧化石燃料,排放了大量的有害气体,使环境恶化加剧。针对该现状,本文提出利用高温污水源热泵系统代替原加热炉系统加热原料油脱水。实测数据分析表明,常规热泵难以满足联合站原料油脱水温度的要求,需要采用高温热泵。本文建立了高温热泵各循环方式的数学模型,编程分析了各循环方式的热力性能,当循环温升小于45℃C时采用单级压缩热泵系统,循环温升大于45℃C时,应用两级压缩一次节流中间不完全冷却热泵系统。通过负荷侧换热过程火积耗散的分析,负荷侧应采用三台热泵串联加热方式,可实现能源的梯级利用,通过源侧换热过程的分析,源侧宜采用三台热泵并联取热的方式,进而确定了高温污水源热泵系统流程,明确了该系统的影响因素。在满足原料油脱水温度要求时,应适当减小原料油温升△ty和油水换热器原料油出口端差△tg,适当增大...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的研究背景
1.1.1 能源现状
1.1.2 油田能耗及低温余热水现状
1.2 研究的目的及意义
1.2.1 研究的目的
1.2.2 研究的意义
1.3 发展现状
1.3.1 国外发展现状
1.3.2 国内发展现状
1.3.3 存在的问题
1.4 本文的研究内容
2 油田联合站运行概况及高温热泵原理
2.1 油田联合站余热概况及实测数据分析
2.2 原加热炉系统运行现状及存在的问题
2.2.1 原加热炉系统运行现状
2.2.2 存在的问题
2.3 高温污水源热泵余热回收系统设计
2.4 高温热泵原理
2.4.1 单级压缩热泵系统
2.4.2 两级压缩热泵系统
2.4.3 复叠式热泵系统
2.5 本章小结
3 高温污水源热泵系统特性分析
3.1 高温热泵循环性能对比分析
3.2 高温污水源热泵系统流程优化分析
3.2.1 高温污水源热泵系统换热过程分析
3.2.2 蒸发温度和冷凝温度的确定
3.2.3 换热器换热面积计算
3.3 高温污水源热泵系统运行特性分析
3.3.1 系统节能性评价指标
3.3.2 负荷侧温度参数分析
3.3.3 源侧温度参数分析
3.4 系统一次能源利用率与加热炉效率对比分析
3.5 本章小结
4 高温污水源热泵仿真系统建立及模拟分析
4.1 TRNSYS软件简介
4.2 仿真系统建立
4.2.1 仿真系统模块组成
4.2.2 模块的数学模型及模块说明
4.2.3 模块的设置与连接
4.3 模拟结果分析
4.4 本章小结
5 高温污水源热泵系统综合性能分析
5.1 节能性分析
5.2 经济性分析
5.3 环保性分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]国民福祉视角下中国能源安全问题研究[J]. 王浩,郭晓立. 社会科学战线. 2018(02)
[2]余热回收利用的高温热泵系统混合工质选择研究[J]. 杨卫卫,周福,闫飞宇,何雅玲. 工程热物理学报. 2017(05)
[3]某污水源热泵系统设计分析[J]. 史淼. 建筑热能通风空调. 2017(03)
[4]中国减缓气候变化评估[J]. 何建坤,陈文颖,王仲颖,刘培,温宗国,肖学智,王春峰,巢清尘,邹骥,顾阿伦. 科学通报. 2016(10)
[5]浴室余热回收热泵系统节能分析[J]. 林勤荣,李苏泷,罗汉新. 建筑热能通风空调. 2016(03)
[6]用于高温热泵蒸汽系统的几种工质的循环性能[J]. 刘炳伸,龚宇烈,陆振能,姚远. 可再生能源. 2015(12)
[7]热泵技术在回收油田污水余热资源中的应用[J]. 王冰,成庆林,孙巍. 当代化工. 2015(08)
[8]油田加热炉的应用现状与提效技术方向[J]. 孟岚,赵雪峰,韦振光,谈庆旬. 石油石化节能. 2015(04)
[9]三种高温热泵混合工质的理论研究[J]. 周福,杨卫卫,曹兴起,何雅玲. 工程热物理学报. 2015(04)
[10]一种高温热泵制冷剂的理论和实验研究[J]. 张于峰,孔令腾,于晓慧,张彦,高岩. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(03)
博士论文
[1]高温热泵系统性能及性能预测研究[D]. 于晓慧.天津大学 2014
硕士论文
[1]炼油厂工业余热供暖系统优化研究[D]. 孙涛.哈尔滨工业大学 2015
[2]新工质中高温水源热泵变工况热力性能研究[D]. 李琳.青岛理工大学 2011
[3]建筑空调系统混合仿真实验台的开发与应用[D]. 张文彬.上海交通大学 2011
[4]基于R134a常温热泵系统的中高温热泵工质的研究[D]. 张圣君.天津大学 2009
[5]地源热泵的TRNSYS模拟与实验研究[D]. 胥晓旸.天津大学 2008
本文编号：3721851
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的研究背景
1.1.1 能源现状
1.1.2 油田能耗及低温余热水现状
1.2 研究的目的及意义
1.2.1 研究的目的
1.2.2 研究的意义
1.3 发展现状
1.3.1 国外发展现状
1.3.2 国内发展现状
1.3.3 存在的问题
1.4 本文的研究内容
2 油田联合站运行概况及高温热泵原理
2.1 油田联合站余热概况及实测数据分析
2.2 原加热炉系统运行现状及存在的问题
2.2.1 原加热炉系统运行现状
2.2.2 存在的问题
2.3 高温污水源热泵余热回收系统设计
2.4 高温热泵原理
2.4.1 单级压缩热泵系统
2.4.2 两级压缩热泵系统
2.4.3 复叠式热泵系统
2.5 本章小结
3 高温污水源热泵系统特性分析
3.1 高温热泵循环性能对比分析
3.2 高温污水源热泵系统流程优化分析
3.2.1 高温污水源热泵系统换热过程分析
3.2.2 蒸发温度和冷凝温度的确定
3.2.3 换热器换热面积计算
3.3 高温污水源热泵系统运行特性分析
3.3.1 系统节能性评价指标
3.3.2 负荷侧温度参数分析
3.3.3 源侧温度参数分析
3.4 系统一次能源利用率与加热炉效率对比分析
3.5 本章小结
4 高温污水源热泵仿真系统建立及模拟分析
4.1 TRNSYS软件简介
4.2 仿真系统建立
4.2.1 仿真系统模块组成
4.2.2 模块的数学模型及模块说明
4.2.3 模块的设置与连接
4.3 模拟结果分析
4.4 本章小结
5 高温污水源热泵系统综合性能分析
5.1 节能性分析
5.2 经济性分析
5.3 环保性分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]国民福祉视角下中国能源安全问题研究[J]. 王浩,郭晓立. 社会科学战线. 2018(02)
[2]余热回收利用的高温热泵系统混合工质选择研究[J]. 杨卫卫,周福,闫飞宇,何雅玲. 工程热物理学报. 2017(05)
[3]某污水源热泵系统设计分析[J]. 史淼. 建筑热能通风空调. 2017(03)
[4]中国减缓气候变化评估[J]. 何建坤,陈文颖,王仲颖,刘培,温宗国,肖学智,王春峰,巢清尘,邹骥,顾阿伦. 科学通报. 2016(10)
[5]浴室余热回收热泵系统节能分析[J]. 林勤荣,李苏泷,罗汉新. 建筑热能通风空调. 2016(03)
[6]用于高温热泵蒸汽系统的几种工质的循环性能[J]. 刘炳伸,龚宇烈,陆振能,姚远. 可再生能源. 2015(12)
[7]热泵技术在回收油田污水余热资源中的应用[J]. 王冰,成庆林,孙巍. 当代化工. 2015(08)
[8]油田加热炉的应用现状与提效技术方向[J]. 孟岚,赵雪峰,韦振光,谈庆旬. 石油石化节能. 2015(04)
[9]三种高温热泵混合工质的理论研究[J]. 周福,杨卫卫,曹兴起,何雅玲. 工程热物理学报. 2015(04)
[10]一种高温热泵制冷剂的理论和实验研究[J]. 张于峰,孔令腾,于晓慧,张彦,高岩. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(03)
博士论文
[1]高温热泵系统性能及性能预测研究[D]. 于晓慧.天津大学 2014
硕士论文
[1]炼油厂工业余热供暖系统优化研究[D]. 孙涛.哈尔滨工业大学 2015
[2]新工质中高温水源热泵变工况热力性能研究[D]. 李琳.青岛理工大学 2011
[3]建筑空调系统混合仿真实验台的开发与应用[D]. 张文彬.上海交通大学 2011
[4]基于R134a常温热泵系统的中高温热泵工质的研究[D]. 张圣君.天津大学 2009
[5]地源热泵的TRNSYS模拟与实验研究[D]. 胥晓旸.天津大学 2008
本文编号：3721851
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