申请日2016.04.21
公开(公告)日2016.11.23
IPC分类号F25B30/06
摘要
本实用新型涉及一种基于蓄能式热泵系统的采油污水余热利用装置，包括低温热源换热器、热泵机组、蓄能罐、二级换热器、供热一级泵和供热二级泵;低温热源换热器的一次侧与注水管线相连接;热泵机组包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀;热泵机组的冷凝器二次侧传热介质出口连接至蓄能罐的热水口，并通过供热二级泵连接至二级换热器一次侧传热介质入口，热泵机组的冷凝器二次侧传热介质入口通过供热一级泵连接至蓄能罐的冷水口和二级换热器一次侧传热介质出口。该装置消耗较少的低价位的电能即可获得较多可利用的热能，达到节能减排的效果。
权利要求书
1.一种基于蓄能式热泵的采油污水余热利用装置，其特征在于，包括低温热源换热器、热泵机组、蓄能罐、二级换热器、供热一级泵和供热二级泵;
其中，所述低温热源换热器的一次侧与注水管线相连接;
所述热泵机组包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀;
所述热泵机组的蒸发器一次侧传热介质出口连接至所述低温热源换热器二次侧传热介质入口，所述热泵机组的蒸发器一次侧传热介质入口连接至所述低温热源换热器二次侧传热介质出口;
所述热泵机组的冷凝器二次侧传热介质出口连接至所述蓄能罐的热水口，并通过所述供热二级泵连接至所述二级换热器一次侧传热介质入口，所述热泵机组的冷凝器二次侧传热介质入口通过所述供热一级泵连接至所述蓄能罐的冷水口和所述二级换热器一次侧传热介质出口。
2.根据权利要求1所述的基于蓄能式热泵的采油污水余热利用装置，其特征在于，所述低温热源换热器一次侧入水口与所述注水管线之间设置有低温热源循环泵，所述低温热源换热器一次侧出水口与所述注水管线相连接。
3.根据权利要求1所述的基于蓄能式热泵的采油污水余热利用装置，其特征在于，当所述热泵机组开启时，所述供热一级泵和供热二级泵开启。
4.根据权利要求1所述的基于蓄能式热泵的采油污水余热利用装置，其特征在于，当所述热泵机组关闭时，所述供热一级泵关闭，所述供热二级泵开启。
5.根据权利要求1所述的基于蓄能式热泵的采油污水余热利用装置，其特征在于，在所述蒸发器一次侧传热介质出口与低温热源换热器二次侧传热介质入口之间设置有热泵冷冻泵。
6.根据权利要求1所述的基于蓄能式热泵的采油污水余热利用装置，其特征在于，所述热泵机组是压缩式热泵机组。
7.根据权利要求1所述的基于蓄能式热泵的采油污水余热利用装置，其特征在于，所述二级换热器一次侧传热介质出口通过第一反比例调节阀连接至所述供热二级泵，所述蓄能罐的热水口通过第二反比例调节阀连接至所述供热二级泵，其中所述第一反比例调节阀和第二反比例调节阀的开度之和等于常数。
8.根据权利要求7所述的基于蓄能式热泵的采油污水余热利用装置，其特征在于，当所述二级换热器的回水温度高于设计值时，所述第一反比例调节阀的开度增大，第二反比例调节阀的开度减小。
9.根据权利要求7所述的基于蓄能式热泵的采油污水余热利用装置，其特征在于，当所述二级换热器的回水温度低于设计值时，所述第一反比例调节阀的开度减小，第二反比例调节阀的开度增大。
10.根据权利要求7所述的基于蓄能式热泵的采油污水余热利用装置，其特征在于，在所述二级换热器一次侧传热介质出口处设置有温度计。
说明书
基于蓄能式热泵的采油污水余热利用装置
技术领域
本实用新型涉及油田采油污水余热高效利用技术，特别涉及一种基于蓄能式热泵的采油污水余热利用装置。
背景技术
现有的采油余热利用技术主要是提取回注水中的热量，通过热泵升温后，用于工业生产和民用供暖。目前采用的热泵形式主要有吸收式热泵和压缩式热泵。图1显示现有的利用吸收式或压缩式热泵机组的采油余热利用系统，包括低温热源循环泵P1、低温热源换热器P2、冷冻泵P3、吸收式或压缩式热泵机组P4、高温换热器P5、供热泵P6。
吸收式热泵机组需要消耗燃气、燃油作为驱动热源(油田不考虑高温热水或者蒸汽)，不能完全替代联合站内一次能源消耗，能效比较低，机组容量大、占地面积大，燃油、燃气危险系数较高，油气输送管道需采用防爆阀门、仪表，投资较高。随着压缩式热泵技术的成熟和效率的提高，其在采油余热利用系统中的应用日益广泛，但压缩式热泵需要消耗大量的电能，由于油田电价较高，与消耗一次能源相比无经济效益优势，用热单位的积极性不高，大范围的推广应用受到限制。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于蓄能式热泵的采油污水余热利用装置，其克服了现有技术耗能大、费用高的缺点，消耗较少的低价位的电能即可获得较多可利用的热能，达到节能减排的效果。
本实用新型采用以下解决方案：
一种基于蓄能式热泵的采油污水余热利用装置，包括低温热源换热器、热泵机组、蓄能罐、二级换热器、供热一级泵和供热二级泵;
其中，所述低温热源换热器的一次侧与注水管线相连接;
所述热泵机组包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀;
所述热泵机组的蒸发器一次侧传热介质出口连接至所述低温热源换热器二次侧传热介质入口，所述热泵机组的蒸发器一次侧传热介质入口连接至所述低温热源换热器二次侧传热介质出口;
所述热泵机组的冷凝器二次侧传热介质出口连接至所述蓄能罐的热水口，并通过所述供热二级泵连接至所述二级换热器一次侧传热介质入口，所述热泵机组的冷凝器二次侧传热介质入口通过所述供热一级泵连接至所述蓄能罐的冷水口和所述二级换热器一次侧传热介质出口。
优选地，所述低温热源换热器一次侧入水口与所述注水管线之间设置有低温热源循环泵，所述低温热源换热器一次侧出水口与所述注水管线相连接。
优选地，当所述热泵机组开启时，所述供热一级泵和供热二级泵开启。
优选地，当所述热泵机组关闭时，所述供热一级泵关闭，所述供热二级泵开启。
优选地，在所述蒸发器一次侧传热介质出口与低温热源换热器二次侧传热介质入口之间设置有热泵冷冻泵。
优选地，所述热泵机组是压缩式热泵机组。
优选地，所述二级换热器一次侧传热介质出口通过第一反比例调节阀连接至所述供热二级泵，所述蓄能罐的热水口通过第二反比例调节阀连接至所述供热二级泵，其中所述第一反比例调节阀和第二反比例调节阀的开度之和等于常数。
优选地，当所述二级换热器的回水温度高于设计值时，所述第一反比例调节阀的开度增大，第二反比例调节阀的开度减小。
优选地，当所述二级换热器的回水温度低于设计值时，所述第一反比例调节阀的开度减小，第二反比例调节阀的开度增大。
优选地，在所述二级换热器一次侧传热介质出口处设置有温度计。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1)采用高效的蓄能热泵，能够有效利用油田的采油余热，变废为宝，可完全替代现有的燃油、燃气锅炉，达到节能减排的效果;
2)本实用新型采用的蓄能技术可以利用峰谷电价政策，在电价低谷时段开启热泵机组，边蓄能边供热，电价高峰段关闭热泵机组，采用蓄能供热，能够降低运行电费50%以上;
3)采用蓄能罐，在热泵机组检修或故障停机、系统维护等特殊情况下，可以利用蓄能罐内的热能持续供热，大幅提高了系统的稳定性和可靠性。