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摘要：通过分析胜利油田某社区项目在供暖中对原有燃油（气）锅炉房系统存在污染大、燃油耗量大、维修率高的现状，使用一类吸收式热泵技术充分利用油田污水余热资源进行改造。改造过程中采用溴化锂吸收式热泵技术，实现了油田污水余热的再利用，达到了节能降耗的目的。
关键词：溴化锂；吸收式热泵；供暖系统改造；污水余热利用；节能
1中国余热资源与热泵技术特点
1.1近年来，随着国家大力倡导绿色经济、清洁能源等工作，余热资源作为一种可再生绿色资源取得了越来越多的政策支持，十八大三中全会提出了“绿色发展、循环发展、低碳发展”的号召，《山东省2013~2020大气污染防治规划》中已经明确提出“积极推广热泵技术，城市建成区、工业园区禁止新建20蒸吨/小时以下的燃煤、重油、渣油锅炉及直接燃用生物质锅炉”。中石化集团公司提出“能效倍增”计划将污水余热利用作为今后工作重点。同时，胜利油田根据总部的精神和总体安排，也已确定实施胜利油田余热余压利用工作并已开始具体实施部署。目前，采用吸收式热泵技术，充分利用油田污水余热资源是改善城市大气环境、节约能源的一条有效途径，是中国能源开发利用的一个新的发展方向。
1.2直燃型吸收式热泵工艺简介
直燃型吸收式热泵属于一类吸收式热泵，也称增热型热泵，是一种以高温热源（蒸汽、高温热水、燃油、燃气）为驱动热源，溴化锂溶液为吸收剂，水为制冷剂，回收利用低温热源（如油田污水）的热能，制取所需要的工艺或采暖用高温热媒（热水），实现从低温向高温输送热能的设备。热泵由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器等主要部件及抽气装置、溶液泵等辅助部分组成。
第一类吸收式热泵原理流程见下图。A为吸收器，C为冷凝器，G为发生器，E为蒸发器。热泵制热系数COP值（COP=（Qa+Qc）/Qg）大于1，一般为1.5～2.5。Qa+Qc为放出的热量，Qg为提供的高温热量。
图1-1 第一类吸收式热泵原理流程图
第一类吸收式热泵以消耗高温热能为代价，通过向系统输入高温热能，进而从低温热源中回收一部分热能，提高其温位，以中温的形式供给热用户，节约了高温热能。
２应用实例
2.１供暖系统概况
注汽大队是胜利油田孤岛采油厂的三级单位，供暖项目总供暖面积25688m2。原供暖系统的热媒是由锅炉房提供的80/60℃的循环热水。锅炉房建于1989年，改造前为一台1吨燃油和两台0.5吨的燃气加热炉供热，年平均消耗原油296吨，天然气95.5万m3。
2.2改造技术方案
2.2.1主体设计思路
本项目采用一类吸收式热泵技术方案。具体为采用直燃型吸收式热泵系统，以孤二污回注污水作为余热源，以燃气所产生的热量作为驱动热源，采用污水余热利用的方式替代现有的燃油（气）锅炉供暖系统。
2.2.2 改造工程量及参数
在孤二污水站新建一座余热热泵系统，与原燃气供暖系统连接，污水温度为35~45℃，通过提取污水余热再通过热泵机组将循环热水加热至75℃进行供暖，确保供暖区域室内供暖温度不低于18℃。一类吸收式热泵机组出水温度可达90℃，具有连续性、可靠性和稳定性，完全能够满足冬季采暖加热的要求；而且在该工况下，热泵机组制热COP值能够达到1.5~2.5，经济环保效益明显。
2.2.3配置及工艺流程
采用的直燃型吸收式热泵系统，主要包括直燃型吸收式热泵机组，污水-清水换热器、污水循环泵、污水-机组内循环泵、高温热水二次加压水泵泵及软化水其他辅助设施。该系统通过换热器提取回注污水热量，间接为热泵机组提供余热源，以燃气提供的热量作为驱动热源，制取75℃高温水，通过二次加压高温水泵供到原锅炉房供暖系统，利用供暖循环水泵以75/65℃的循环热水为注汽大队等基层单位供暖，工艺流程图如下：
2.3改造后的投资概算
改造后需增加的设备等投资为
热泵：吸收式热泵1台，制热工况下冷凝器出水温度为75/65℃，投资大约为80 万元。
换热器及附属设备投资约为108.97万
电气配置投资约为16万
新建热泵房一座，投资约为24万
污水余热等配套管线投资为110万
增加总投资为 338.97万元
2.4运行概况：供暖初期和末期供回水温度为60/50℃，供暖中期温度为75/65℃。室内温度达到20℃以上，而且稳定可靠。
2.4.1能耗指标分析
节约费用为396.4万元-144万元=252.4万元
2.5经济效益显著
投资回收期为：338.97/252.4≈１．34年＜２年。从该项工程经济性分析得出投资回收年限较短，可知其经济效益与社会效益都很好，因此供暖系统进行改造是可行的。
３结束语
使用吸收式热泵后，余热资源得到充分利用，不但不影响油田正常生产，而且解决了职工的供暖问题，节约了燃油和电，同时减少了渣油燃烧量和烟尘排放量；随着对吸收式热泵技术研究力度的深入和大量新技术的不断涌现，吸收式热泵技术将不断发展，其运行效率、出水温度会不断提高，应用范围会不断扩大。总之，吸收式热泵技术将以其经济节能、绿色环保、性能稳定以及安全可靠等特点得到越来越广泛的应用。
参考文献
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论文作者:宋恩剑
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/30
标签：热泵论文; 余热论文; 污水论文; 热源论文; 油田论文; 系统论文; 高温论文; 《建筑学研究前沿》2017年第10期论文;