吸收式热泵用于回收油田联合站余热的研究

发布时间：2017-09-01 23:04

  本文关键词：吸收式热泵用于回收油田联合站余热的研究

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【摘要】：本文以大港油田第三采油厂枣一联合站污水余热回收改造作为工程背景,联合站处理后的含油污水量6100~6300m3/d,其中回注量2000~2500m3/d,外排3600~4000m3/d,掺水200~300m3/d,外排温度在47-50℃之间,这些污水的余热未经任何利用,就进行了回注和外排,造成了大量热能的浪费。同时该站负责原油脱水和污水处理以及南部来好油的加热和加压任务,原油加热炉系统年消耗天然气328.5×104Nm3,耗油4010t,挤占能源产出份额,原油商品率低。本文首先针对枣一联合站的系统工艺、能源消耗、负荷变化、污水热能等情况,论证了采用热泵技术的可行性,并确定改造方案,明确采用直燃式溴化锂吸收式热泵为主要设备、采用真空相变加热炉为辅助加热设备的装机方案。国内油田虽在近年内有部分联合站采用吸收式热泵的余热回收技术改造,但采用直燃式机组的案例极少,再配合真空加热炉使用、对原有工艺系统几乎无改动的案例,本项目为首例。其次,基于枣一联合站的实际运行情况,建立了吸收式热泵机组的数理模型,列出热泵机组内部各部件的能量、质量、热力学方程,利用Matlab软件计算出系统各典型点的参数,并进行了热力计算,得出系统各运行参数。由于联合站为产能项目,外部边界条件基本处于稳态情况下,热负荷、污水流量、污水温度、油液温度、油液压力、油液流量等均保持稳定,在此基础上又进行了热泵机组性能分析,分析吸收器出口稀溶液温度、低位热源循环水出口温度对于系统主要性能参数cop、稀溶液循环倍率a、低位热源循环量的影响。最后,通过运行数据对分析的结论进行了验证,确认了系统的分析性能方向。本文以大港油田第三采油厂枣一联合站污水余热回收改造作为工程背景进行研究,同时研究背景近似可推广为有油田污水外排或回注、处理油液中或周边存在油田伴生气或燃气、加热设备效率低能耗大的油田联合站。本文的研究方向为直燃式吸收式热泵用于联合站污水余热回收工程的可行性分析、性能分析和实验验证。
【关键词】：直燃式溴化锂吸收式热泵 联合站 污水余热回收 性能分析
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE93;TK115
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 选题背景及研究意义9-10
• 1.2 吸收式热泵国内外研究现状10-13
• 1.2.1 吸收式热泵国外研究现状11-12
• 1.2.2 吸收式热泵国内研究现状12-13
• 1.3 热泵在油田生产中的应用研究现状13-15
• 1.3.1 热泵在油田的余热回收现状13-14
• 1.3.2 存在的问题及发展方向14
• 1.3.3 典型成功案例14-15
• 1.4 课题主要研究内容15-16
• 第2章 枣一联合站吸收式热泵应用技术方案16-25
• 2.1 枣一联合站情况分析16-19
• 2.1.1 基本情况16
• 2.1.2 原加热系统能耗情况分析16-17
• 2.1.3 污水余热情况17-18
• 2.1.4 工艺系统现状18-19
• 2.2 余热回收技术方案分析19-24
• 2.2.1 热泵适应性分析19-20
• 2.2.2 装机规模计算20
• 2.2.3 主要装机设备20-21
• 2.2.4 热泵机房及外部管网配套21
• 2.2.5 工艺流程21-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第3章 吸收式热泵机组数理模型及性能分析25-38
• 3.1 吸收式热泵原理25-27
• 3.1.1 发生过程26
• 3.1.2 冷凝过程26-27
• 3.1.3 蒸发过程27
• 3.1.4 吸收过程27
• 3.2 数学模型建立27-29
• 3.2.1 模型的简化假定27-28
• 3.2.2 能量守恒方程28
• 3.2.3 热力学方程28-29
• 3.2.4 质量守恒方程29
• 3.3 溴化锂-水工质对的热物性29-31
• 3.4 热力计算程序设计31-33
• 3.5 热力计算33
• 3.6 吸收式热泵性能分析33-37
• 3.6.1 吸收器出口稀溶液温度对于热泵参数的影响34-36
• 3.6.2 循环水出口温度对于热泵参数的影响36-37
• 3.7 本章小结37-38
• 第4章 性能分析实验验证38-46
• 4.1 实验系统介绍38-39
• 4.2 数据分析处理39-42
• 4.3 性能分析实验验证42-45
• 4.4 本章小结45-46
• 结论46-47
• 参考文献47-50
• 附录 150-53
• 附录 253-59
• 致谢59-60
• 个人简历60

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