專利名稱：利用油田余熱的熱泵供熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于供熱工程中低溫余熱利用節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，現(xiàn)行的采暖供熱或原油加熱一般有①鍋爐房直接供熱特點是直接消耗燃料供熱，產(chǎn)生高品位的熱能，用在只需要較低參數(shù)的地方，缺點是不符合能量利用的基本原則、效率較低、污染嚴(yán)重、安全性較差。②余熱直接供熱屬于余熱利用，節(jié)能，但有局限性，只有余熱資源的參數(shù)較高時才可采用該方案。在冬季采暖系統(tǒng)中，余熱資源的利用程度很低。③低參數(shù)下、配置風(fēng)機(jī)盤管的溴化鋰機(jī)組供熱、供冷該方案節(jié)電不節(jié)能，能耗高，污染嚴(yán)重。④原油加熱爐供熱原油直接加熱，直接消耗燃料，產(chǎn)生高品位的熱能，而用在只需要較低參數(shù)的地方，不符合能量利用的基本原則；效率較低；污染嚴(yán)重；安全性較差。
本實用新型的目的是要提供一種利用油田余熱的熱泵供熱系統(tǒng)，以充分利用油田采油伴生熱污水或地?zé)崴挠酂幔鸬焦?jié)能降耗的效果。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的在傳統(tǒng)的鍋爐房和原油加熱系統(tǒng)直接供熱裝置的基礎(chǔ)上(也可采用獨立的熱泵供熱系統(tǒng))，增設(shè)換熱站(可選)和熱泵站，換熱站內(nèi)包含換熱器及相應(yīng)管線，換熱器的一端連接熱污水進(jìn)出管線，另一端連接待加熱清水進(jìn)出管線。熱泵站內(nèi)設(shè)置吸收式熱泵、循環(huán)泵及相應(yīng)的管線。熱泵可采用第一類熱泵(蒸汽型或直燃型)、第二類熱泵或第一、第二類熱泵的組合體，當(dāng)采用蒸汽型第一類熱泵時，熱泵上需配套連接一臺蒸汽鍋爐，并可考慮選配凝水換熱器。
本實用新型采用換熱器將余熱資源的熱量傳到清水側(cè)；利用循環(huán)水泵將清水直接引入供熱系統(tǒng)，或引入熱泵提取熱量后再回到換熱器內(nèi)吸熱；熱泵(蒸汽型或直燃型第一類或第二類熱泵)提取清水中的熱，連同熱泵的驅(qū)動熱(僅采用第二類吸收式熱泵是沒有此項)一起提供給管網(wǎng)循環(huán)水；原鍋爐房內(nèi)熱水鍋爐可根據(jù)不同配合進(jìn)行聯(lián)合供熱或被取代。根據(jù)不同的供熱要求，通過換熱器、熱泵裝置以及鍋爐之間的不同組合，從而實現(xiàn)多種供熱方案，進(jìn)行冬季采暖供熱或加熱原油。
以下結(jié)合附圖和實施例來詳細(xì)描述依據(jù)本實用新型所提出的利用油田余熱的熱泵供熱系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)。


圖1是依據(jù)本實用新型所提供的采用蒸汽型第一類熱泵時的利用油田余熱的熱泵采暖供熱系統(tǒng)的流程示意圖。
圖2是依據(jù)本實用新型所提供的采用直燃型第一類熱泵時的利用油田余熱的熱泵采暖供熱系統(tǒng)的流程示意圖。
圖3是依據(jù)本實用新型所提供的采用蒸汽型第一類熱泵與第二類熱泵作為熱泵組合體時的利用油田余熱的熱泵供熱采暖系統(tǒng)的流程示意圖。
圖4是依據(jù)本實用新型所提供的采用直燃型第一類熱泵與第二類熱泵作為熱泵組合體時的利用油田余熱的熱泵供熱采暖系統(tǒng)的流程示意圖。
圖5是依據(jù)本實用新型所提供的采用蒸汽型第一類熱泵時的利用油田余熱的熱泵供熱加熱原油系統(tǒng)的流程示意圖。
圖6是依據(jù)本實用新型所提供的采用直燃型第一類熱泵時的利用油田余熱的熱泵供熱加熱原油系統(tǒng)的流程示意圖。
圖7是依據(jù)本實用新型所提供的采用蒸汽型第一類熱泵與第二類熱泵作為熱泵組合體時的利用油田余熱的熱泵供熱加熱原油系統(tǒng)的流程示意圖。
圖8是依據(jù)本實用新型所提供的采用直燃型第一類熱泵與第二類熱泵作為熱泵組合體時的利用油田余熱的熱泵供熱加熱原油系統(tǒng)的流程示意圖。
圖1所示為依據(jù)本實用新型所提出的采用蒸汽型第一類熱泵時的利用油田余熱的熱泵采暖供熱系統(tǒng)的流程，由常規(guī)的鍋爐房供熱系統(tǒng)11、換熱站9和熱泵站10組成，如果熱泵采用蒸汽型第一類熱泵需配套一臺蒸汽鍋爐5和換熱器6。換熱器8的一端為清水管線，分別連接循環(huán)泵4和熱泵7，換熱器8的另一端為熱污水管線。
該系統(tǒng)可實現(xiàn)如下幾種方式供熱①利用余熱直接供熱打開閥F1、F15、F18、F4和F7，其余閥都關(guān)閉，熱水鍋爐3、蒸汽鍋爐5和熱泵7停運，熱污水(地?zé)崴?和清水在換熱器8進(jìn)行換熱；清水進(jìn)入供熱管網(wǎng)1直接供熱。
②啟動熱泵裝置采暖供熱開啟閥F2、F8、F9、F10、F11、F12、F14、F16、F17、F19、F3，其余閥關(guān)閉。熱泵裝置啟動，蒸汽鍋爐運行為蒸汽型第一類熱泵提供驅(qū)動蒸汽(當(dāng)僅采用第二類熱泵16時沒有此項)；熱水鍋爐3停運。熱污水和清水在換熱器8進(jìn)行換熱，升溫后的清水引入熱泵7被提取熱量后再回到換熱器8內(nèi)吸熱；熱泵7提取清水中的熱量，連同熱泵的驅(qū)動熱(當(dāng)僅采用第二類熱泵16時沒有此項熱量)一起加熱管網(wǎng)循環(huán)水提供給供暖管網(wǎng)1。如果熱泵采用直燃型第一類熱泵，則不需蒸汽鍋爐5和換熱器6，如圖2所示，此時打開閥F2、F8、F10、F13、F3、F11，關(guān)閉其余閥和熱水鍋爐3，啟動直燃型第一類熱泵12，清水在換熱器8進(jìn)行換熱，升溫后的清水引入熱泵12被提取熱量后再經(jīng)循環(huán)泵4送回到換熱器8內(nèi)吸熱；熱泵12提取清水中的熱量，加熱來自集水箱2的循環(huán)水提供給供暖管網(wǎng)1。
③直接換熱與鍋爐再加熱聯(lián)合供熱當(dāng)直接利用余熱不能滿足采暖需要時，循環(huán)水首先進(jìn)入換熱器內(nèi)吸熱，而后進(jìn)入鍋爐進(jìn)一步提溫達(dá)到要求后進(jìn)入供暖系統(tǒng)。此時開啟閥F1、F15、F18、F4、F6、F5，關(guān)閉其余閥。蒸汽鍋爐5與熱泵7停運。熱水鍋爐3啟動。循環(huán)水在換熱器8進(jìn)行換熱；吸熱后的循環(huán)水經(jīng)循環(huán)泵4再送入熱水鍋爐3加熱后提供給供暖管網(wǎng)1。當(dāng)回水溫度與余熱資源的溫度接近時，停止該方式。
④熱泵供熱與鍋爐再加熱聯(lián)合供熱當(dāng)利用熱泵7產(chǎn)出的熱水參數(shù)不能滿足采暖需要時，循環(huán)水自熱泵7提溫后再送入鍋爐3進(jìn)一步提溫達(dá)到要求后進(jìn)入供暖管網(wǎng)1。如
圖1，此時，打開閥F1、F16、F17、F19、F4、F6、F5、F9、F10、F11、F12、F14，關(guān)閉其余閥；啟動熱水鍋爐3、蒸汽鍋爐5和蒸汽型第一類熱泵7。其工作過程是清水經(jīng)換熱器8換熱經(jīng)閥F17被熱泵7提取熱量后再經(jīng)循環(huán)泵4送回到換熱器8吸熱，熱泵7吸取清水的熱量，連同熱泵的驅(qū)動熱一起將來自集水箱2的循環(huán)水加熱，循環(huán)水經(jīng)閥F19、F4、循環(huán)泵4、閥F6送入熱水鍋爐3繼續(xù)加熱至要求的溫度后經(jīng)閥F5送入供暖系統(tǒng)1。
當(dāng)熱泵采用直燃型第一類熱泵12時，不需要蒸汽鍋爐5和換熱器6，如圖2所示，開啟閥F1、F4、F5、F6、F10、F11、F13，關(guān)閉其余閥，啟動熱水鍋爐3和直燃型熱泵12。其工作過程是清水經(jīng)換熱器8換熱經(jīng)閥F11被熱泵12提取熱量后再經(jīng)循環(huán)泵4送回到換熱器8吸熱，熱泵將來自集水箱2的循環(huán)水加熱，循環(huán)水經(jīng)閥F13、F4、循環(huán)泵4、閥F6送入熱水鍋爐3繼續(xù)加熱至要求的溫度后經(jīng)閥F5送入供暖系統(tǒng)1。
本實用新型除了用于采暖供熱，還可應(yīng)用于原油加熱。其換熱站9和熱泵站10與用于采暖供熱時的一樣，只要把熱泵的輸出、輸入端與換熱器14連接，換熱器14的另一端接原油管線15。熱泵可采用蒸汽型熱泵7，如圖5；也可采用直燃型熱泵12，如圖6；還可采用第一類熱泵7或12和第二類熱泵16的組合體，如圖7和圖8。
采用本實用新型所提供的熱泵供熱系統(tǒng)，可以實現(xiàn)以下效果①能夠?qū)⒂吞镉酂豳Y源應(yīng)用于冬季采暖或/和油田原油加熱；②可根據(jù)不同情況，采用不同的供熱方案；③充分利用余熱，節(jié)能降耗。
④可與已建傳統(tǒng)的室內(nèi)、外供熱系統(tǒng)相銜接，滿足供熱需求。
⑤在盡可能長的時間內(nèi)、最大限度地利用余熱，節(jié)能效益好；⑥能夠與傳統(tǒng)的室內(nèi)采暖設(shè)備相銜接，降低投資；⑦能夠與鍋爐房內(nèi)供熱設(shè)備相銜接，充分利用現(xiàn)有裝置；⑧能夠與原有的原油加熱系統(tǒng)相銜接，充分利用現(xiàn)有設(shè)備；⑨多方式供熱方案并存，針對不同時期，合理用熱，達(dá)到最佳節(jié)能效果；⑩減少鍋爐運行臺數(shù)，降低職工勞動強(qiáng)度；減少燃料消耗，降低環(huán)境污染。
權(quán)利要求1.一種利用油田余熱的熱泵供熱系統(tǒng)，可結(jié)合傳統(tǒng)的鍋爐房中的采暖系統(tǒng)(11)或加熱爐原油加熱系統(tǒng)(13)，采用吸收式熱泵技術(shù)，最大限度的利用油田余熱，其特征是在供熱系統(tǒng)中增設(shè)換熱站(9)和熱泵站(10)，換熱站內(nèi)包含換熱器(8)及相應(yīng)管線，換熱器的一端連接熱污水或地?zé)崴M(jìn)出管線，另一端連接待加熱清水進(jìn)出管線；熱泵站內(nèi)設(shè)置吸收式熱泵(7、12或16)、循環(huán)水泵(4)及相應(yīng)管線連接原有的供熱系統(tǒng)或新建的供熱系統(tǒng)(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵供熱系統(tǒng)，其特征是所說的熱泵為蒸汽型第一類熱泵(7)、直燃型第一類熱泵(12)、第二類熱泵(16)或第一、第二類熱泵的組合體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵供熱系統(tǒng)，其特征是所說的熱泵采用蒸汽型吸收式熱泵(7)時，需增設(shè)蒸汽鍋爐(5)。
專利摘要本實用新型提供了一種利用油田余熱的熱泵供熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含了多種具體的方案，既能與傳統(tǒng)的鍋爐房采暖系統(tǒng)和原油加熱系統(tǒng)相匹配，又可作為獨立的新建系統(tǒng)為其提供熱負(fù)荷。該系統(tǒng)包含了熱泵站和換熱站(可選)，換熱站內(nèi)包含換熱器及相應(yīng)管線，換熱器的一端連接熱污水或地?zé)崴M(jìn)出管線，另一端連接待加熱清水進(jìn)出管線；熱泵站內(nèi)設(shè)置吸收式熱泵、循環(huán)水泵及相應(yīng)管線連接原供熱系統(tǒng)或新建供熱系統(tǒng)。當(dāng)熱泵采用蒸汽型第一類吸收式熱泵時，需配套安裝蒸汽鍋爐，并可考慮選配凝水換熱器。利用本系統(tǒng)可實現(xiàn)下列采暖或原油加熱方式①利用余熱直接供熱。②啟動熱泵裝置供熱。③直接利用余熱換熱與鍋爐再加熱聯(lián)合供熱。④熱泵供熱與鍋爐在加熱聯(lián)合供熱。
文檔編號F25B30/06GK2550696SQ0221267
公開日2003年5月14日 申請日期2002年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月5日
發(fā)明者李華玉, 姜傳勝, 趙煥卿, 李廣偉, 尹志青, 張衛(wèi)東, 張克舫, 李洪波, 王照亮, 王升春, 李仕會, 趙良慶 申請人:中國石化集團(tuán)勝利石油管理局, 石油大學(xué)(華東)