申请日2018.02.06
公开(公告)日2018.09.07
IPC分类号F25B30/06; F28D21/00; C02F9/02; C02F103/10
摘要
本实用新型的目的是提供一种高温污水余热回收再利用系统。本实用新型的技术方案为：由油井、脱水换热器、加热炉、过滤器、三相分离器、一级换热器、缓冲罐、注水装置、沉降罐、储油罐、二级换热器、超高温热泵、三级换热器和控制器组成。该系统采用联合站现有的污水余热资源作为热源，结合热泵系统，为联合站来液原油提温;利用高温污水余热回收技术替代燃气加热炉，满足油田生产和生活活动中用热的需求，解决燃气或燃油使用量大、碳排放和烟气排放等环保问题的污水余热回收再利用系统，整个系统结构思路清晰，三个级别的换热能够提高锅炉利用效率，降低了运行成本，降低了有毒气体的排放量，减少占地面积，全自动控制系统，无须专人值守。
权利要求书
1.一种高温污水余热回收再利用系统，其特征在于：由油井、脱水换热器、加热炉、过滤器、三相分离器、一级换热器、缓冲罐、注水装置、沉降罐、储油罐、二级换热器、超高温热泵、三级换热器和控制器组成，所述油井上还设有油井来液输出管，所述油井来液输出管位于油井的一侧，所述油井来液输出管的一端与油井为固定连接，所述油井来液输出管的另一端与脱水换热器为固定连接，所述脱水换热器位于油井来液输出管的一侧，所述脱水换热器与地面为固定连接，所述脱水换热器上还设有加热输送管，所述加热输送管位于脱水换热器的一侧，所述加热输送管的一端与脱水换热器为固定连接，所述加热输送管的另一端与加热炉为固定连接，所述加热炉位于脱水换热器的一侧，所述加热炉与地面为固定连接，所述过滤器位于加热炉和三相分离器之间，所述过滤器与地面为固定连接，所述过滤器上还设有过滤器输出管，所述过滤器输出管位于过滤器的一侧，所述过滤器输出管的一端与过滤器为固定连接，所述过滤器输出管的另一端与三相分离器为固定连接，所述三相分离器位于过滤器的一侧，所述三相分离器与地面为固定连接，所述一级换热器位于三相分离器的一侧，所述一级换热器与地面为固定连接，所述一级换热器上还设有一级换热输送管和一级换热输出管，所述一级换热输送管和一级换热输出管都位于一级换热器的一侧，所述一级换热输送管的一端与一级换热器为固定连接，所述一级换热输送管的另一端与三相分离器为固定连接，所述一级换热输出管的一端与一级换热器为固定连接，所述一级换热输出管的另一端与缓冲罐为固定连接，所述缓冲罐位于一级换热器的一侧，所述缓冲罐与地面为固定连接，所述缓冲罐上还设有总输送管，所述总输送管位于缓冲罐的一侧，所述总输送管的一端与缓冲罐为固定连接，所述总输送管的另一端与注水装置为固定连接，所述注水装置位于缓冲罐的一侧，所述注水装置与地面为固定连接，所述注水装置上还设有一级外输管，所述一级外输管位于注水装置的一侧，所述一级外输管与注水装置为固定连接，所述沉降罐位于三相分离器的一侧，所述沉降罐与地面为固定连接，所述沉降罐上还设有三相分离输出管和沉降输出管，所述三相分离输出管位于沉降罐的一侧，所述三相分离输出管的一端与沉降罐为固定连接，所述三相分离输出管的另一端与三相分离器为固定连接，所述沉降输出管位于沉降罐的另一侧，所述沉降输出管的一端与沉降罐为固定连接，所述沉降输出管的另一端与储油罐为固定连接，所述储油罐位于沉降罐的一侧，所述储油罐与地面为固定连接，所述储油罐上还设有二级换热输送管，所述二级换热输送管的一端与储油罐为固定连接，所述二级换热输送管的另一端与二级换热器为固定连接，所述二级换热器位于储油罐的一侧，所述二级换热器与地面为固定连接，所述超高温热泵位于二级换热器的一侧，所述超高温热泵与地面为固定连接，所述超高温热泵上还设有三级换热输送管，所述三级换热输送管位于超高温热泵的一侧，所述三级换热输送管的一端与超高温热泵为固定连接，所述三级换热输送管的另一端与三级换热器为固定连接，所述三级换热器位于超高温热泵的一侧，所述三级换热器与地面为固定连接，所述控制器位于厂房内，所述控制器利用线路与脱水换热器、加热炉、三相分离器、一级换热器、二级换热器和三级换热器为固定连接。
2.根据权利要求1所述一种高温污水余热回收再利用系统，其特征在于：所述脱水换热器、一级换热器、二级换热器和三级换热器均为钛板板式换热器。
3.根据权利要求1所述一种高温污水余热回收再利用系统，其特征在于：所述加热炉为真空热水锅炉。
4.根据权利要求1所述一种高温污水余热回收再利用系统，其特征在于：所述加热炉上还设有膨胀阀和油井来液预热输送管，所述膨胀阀位于加热炉的一侧，所述膨胀阀与加热炉为固定连接，所述油井来液预热输送管位于膨胀阀的一侧，所述油井来液预热输送管的一端与膨胀阀为固定连接，所述油井来液预热输送管的另一端与过滤器为固定连接。
5.根据权利要求4所述一种高温污水余热回收再利用系统，其特征在于：所述膨胀阀为热力式膨胀阀。
6.根据权利要求1所述一种高温污水余热回收再利用系统，其特征在于：所述过滤器为自动清洗过滤器。
7.根据权利要求1所述一种高温污水余热回收再利用系统，其特征在于：所述二级换热器上还设有二级外输管、二级外输热泵和二级换热输出管，所述二级外输管位于二级换热器的一侧，所述二级外输管的一端与二级换热器为固定连接，所述二级外输管的另一端与二级外输热泵为固定连接，所述二级外输热泵位于二级换热器的一侧，所述二级外输热泵与地面为固定连接，所述二级换热输出管位于二级换热器的另一侧，所述二级换热输出管的一端与二级换热器为固定连接，所述二级换热输出管的另一端与超高温热泵为固定连接，所述二级外输热泵为水源高温热泵。
8.根据权利要求1所述一种高温污水余热回收再利用系统，其特征在于：所述三级换热器上还设有三级外输管和三级外输热泵，所述三级外输管位于三级换热器的另一侧，所述三级外输管的一端与三级换热器为固定连接，所述三级外输管的另一端与三级外输热泵为固定连接，所述三级外输热泵位于三级换热器的另一侧，所述三级外输热泵与地面为固定连接，所述三级外输热泵均为水源高温热泵。
9.根据权利要求1所述一种高温污水余热回收再利用系统，其特征在于：所述控制器为可编程序控制器。
10.根据权利要求1所述一种高温污水余热回收再利用系统，其特征在于：所述控制器上还设有系统设备，所述系统设备位于控制器的一侧，所述系统设备与控制器为固定连接，所述系统设备为多机头双系统装置。
说明书
一种高温污水余热回收再利用系统
技术领域
本实用新型涉及能源环保领域，尤其涉及一种高温污水余热回收再利用系统。
背景技术
在油田生产过程中一方面需要消耗大量的能源。首先，油田在从产出到成为成品原油输出系统的过程中，原油的脱水和外输都需要加热，有向井口提供热水、对油水混合液加热、对成品原油加热等三种用热需求，可以用于生产厂矿的宿舍、值班房间、泵房等的采暖用热。目前这些用热需求基本是以天然气和原油为燃料的水套加热炉提供的,原油加热的温度范围为40～70℃，这种形式的能量利用方式实际是采用燃烧高品位能源获得低品位热能，有用能效率较低。由于石油生产系统存在大量的低温余热，同时又需要大量的温度较低的用热需求，以往的余热回收都是采用吸收式热泵余热回收技术，用于住宅小区供暖和油田生产用热，取得了良好的经济效益和社会效益，但是这种吸收式的回收系统在设备负载方面的数量众多，所以导致在能源消耗方面也是可观的，长期使用的话，会对消耗大量的水、电能源，运行成本较高。随着油田的开发进入中后期，油井的含油污水量越来越大，诸多的加热过程需要耗费大量的能量，我国油田含油污水的余热回收潜力巨大，这就需要对油田生产节能深入研究，节约原油在集输过程中的能耗，降低成本才是有待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供了一种采用联合站现有的污水余热资源作为热源，结合热泵系统，为联合站来液原油提温;利用高温污水余热回收技术替代燃气加热炉，满足油田生产和生活活动中用热的需求，解决燃气或燃油使用量大、碳排放和烟气排放等环保问题的污水余热回收再利用系统。
本实用新型的技术方案为：一种高温污水余热回收再利用系统，其特征在于：由油井、脱水换热器、加热炉、过滤器、三相分离器、一级换热器、缓冲罐、注水装置、沉降罐、储油罐、二级换热器、超高温热泵、三级换热器和控制器组成，所述油井上还设有油井来液输出管，所述油井来液输出管位于油井的一侧，所述油井来液输出管的一端与油井为固定连接，所述油井来液输出管的另一端与脱水换热器为固定连接，所述脱水换热器位于油井来液输出管的一侧，所述脱水换热器与地面为固定连接，所述脱水换热器上还设有加热输送管，所述加热输送管位于脱水换热器的一侧，所述加热输送管的一端与脱水换热器为固定连接，所述加热输送管的另一端与加热炉为固定连接，所述加热炉位于脱水换热器的一侧，所述加热炉与地面为固定连接，所述过滤器位于加热炉和三相分离器之间，所述过滤器与地面为固定连接，所述过滤器上还设有过滤器输出管，所述过滤器输出管位于过滤器的一侧，所述过滤器输出管的一端与过滤器为固定连接，所述过滤器输出管的另一端与三相分离器为固定连接，所述三相分离器位于过滤器的一侧，所述三相分离器与地面为固定连接，所述一级换热器位于三相分离器的一侧，所述一级换热器与地面为固定连接，所述一级换热器上还设有一级换热输送管和一级换热输出管，所述一级换热输送管和一级换热输出管都位于一级换热器的一侧，所述一级换热输送管的一端与一级换热器为固定连接，所述一级换热输送管的另一端与三相分离器为固定连接，所述一级换热输出管的一端与一级换热器为固定连接，所述一级换热输出管的另一端与缓冲罐为固定连接，所述缓冲罐位于一级换热器的一侧，所述缓冲罐与地面为固定连接，所述缓冲罐上还设有总输送管，所述总输送管位于缓冲罐的一侧，所述总输送管的一端与缓冲罐为固定连接，所述总输送管的另一端与注水装置为固定连接，所述注水装置位于缓冲罐的一侧，所述注水装置与地面为固定连接，所述注水装置上还设有一级外输管，所述一级外输管位于注水装置的一侧，所述一级外输管与注水装置为固定连接，所述沉降罐位于三相分离器的一侧，所述沉降罐与地面为固定连接，所述沉降罐上还设有三相分离输出管和沉降输出管，所述三相分离输出管位于沉降罐的一侧，所述三相分离输出管的一端与沉降罐为固定连接，所述三相分离输出管的另一端与三相分离器为固定连接，所述沉降输出管位于沉降罐的另一侧，所述沉降输出管的一端与沉降罐为固定连接，所述沉降输出管的另一端与储油罐为固定连接，所述储油罐位于沉降罐的一侧，所述储油罐与地面为固定连接，所述储油罐上还设有二级换热输送管，所述二级换热输送管的一端与储油罐为固定连接，所述二级换热输送管的另一端与二级换热器为固定连接，所述二级换热器位于储油罐的一侧，所述二级换热器与地面为固定连接，所述超高温热泵位于二级换热器的一侧，所述超高温热泵与地面为固定连接，所述超高温热泵上还设有三级换热输送管，所述三级换热输送管位于超高温热泵的一侧，所述三级换热输送管的一端与超高温热泵为固定连接，所述三级换热输送管的另一端与三级换热器为固定连接，所述三级换热器位于超高温热泵的一侧，所述三级换热器与地面为固定连接，所述控制器位于厂房内，所述控制器利用线路与脱水换热器、加热炉、三相分离器、一级换热器、二级换热器和三级换热器为固定连接。
进一步，所述脱水换热器、一级换热器、二级换热器和三级换热器均为钛板板式换热器。
进一步，所述加热炉为真空热水锅炉。
进一步，所述加热炉上还设有膨胀阀和油井来液预热输送管，所述膨胀阀位于加热炉的一侧，所述膨胀阀与加热炉为固定连接，所述油井来液预热输送管位于膨胀阀的一侧，所述油井来液预热输送管的一端与膨胀阀为固定连接，所述油井来液预热输送管的另一端与过滤器为固定连接。
再进一步，所述膨胀阀为热力式膨胀阀。
进一步，所述过滤器为自动清洗过滤器。
进一步，所述二级换热器上还设有二级外输管、二级外输热泵和二级换热输出管，所述二级外输管位于二级换热器的一侧，所述二级外输管的一端与二级换热器为固定连接，所述二级外输管的另一端与二级外输热泵为固定连接，所述二级外输热泵位于二级换热器的一侧，所述二级外输热泵与地面为固定连接，所述二级换热输出管位于二级换热器的另一侧，所述二级换热输出管的一端与二级换热器为固定连接，所述二级换热输出管的另一端与超高温热泵为固定连接，所述二级外输热泵为水源高温热泵。
进一步，所述三级换热器上还设有三级外输管和三级外输热泵，所述三级外输管位于三级换热器的另一侧，所述三级外输管的一端与三级换热器为固定连接，所述三级外输管的另一端与三级外输热泵为固定连接，所述三级外输热泵位于三级换热器的另一侧，所述三级外输热泵与地面为固定连接，所述三级外输热泵均为水源高温热泵。
进一步，所述控制器为可编程序控制器。
进一步,所述控制器上还设有系统设备，所述系统设备位于控制器的一侧，所述系统设备与控制器为固定连接，所述系统设备为多机头双系统装置。
本实用新型的有益效果在于：该系统采用联合站现有的污水余热资源作为热源，结合热泵系统，为联合站来液原油提温;利用高温污水余热回收技术替代燃气加热炉，满足油田生产和生活活动中用热的需求，解决燃气或燃油使用量大、碳排放和烟气排放等环保问题的污水余热回收再利用系统，工作流程主要分为三大部分来完成污水余热回收再利用，即一级换热、二级换热和三级换热。一级换热是原油的进口温度大约50℃，然后经过脱水换热器以及加热炉的升温，使得原油出口温度大约60℃，再经过过滤器的过滤和三相分离器分离后的原油，接着从沉降罐分离出的温度约70℃左右污水与三相分离器分离出的较低温度约50℃左右污水混合形成60-65℃污水。其先进性在于：环境温度低时工艺采用新式燃气锅炉为油井1中的来液提供三相分离所需热量，环境温度高时工艺流程只使用新式燃气锅炉为站上生产提供热量，为整个采油厂降低运行成本;二级换热是进口温度大约60℃，再经过二级换热器，其出口温度大约75℃，二级换热采用热泵加温软化水75℃，软化水与原油换热，为日常以及生产提供所需热能;三极换热是进口温度大约75℃，利用超高温热泵加温软化水90℃，软化水与原油换热，其原油出口温度大约85-90℃，为日常以及生产提供所需热能。整个系统结构思路清晰，三个级别的换热能够提高锅炉利用效率，降低了运行成本，有效增加了机组辐射受热面积，大大降低了有毒气体的排放量，节省空间，减少占地面积，全自动控制系统，无须专人值守。