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新疆風(fēng)城油田特1聯(lián)合站供熱系統(tǒng)節(jié)能改造技術(shù)

文檔作者：孫國成1，繆興沖1，羅江平1，黃震東2 文檔來源： 1．新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院(有限公司 2．西安交通大學(xué)能動學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年06月15日
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上一篇：新疆油田石油泥渣無害化處理與利用

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2012年第2期
(總第353期)
節(jié)能
ENERGY CONSERVATIoN
新疆風(fēng)城油田特1聯(lián)合站供熱系統(tǒng)節(jié)能改造技術(shù)
孫國成1，繆興沖1，羅江平1，黃震東2
(1．新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院(有限公司)，新疆克拉瑪依834000；
2．西安交通大學(xué)能動學(xué)院，陜西西安710049)
摘要：針對新疆油田特l聯(lián)合站供熱系統(tǒng)節(jié)能改造工程，從供熱現(xiàn)狀、存在問題、改造目的、改造方案、
改造結(jié)果等方面進(jìn)行了論述，提出用其他熱源取代蒸汽來滿足采暖需求，通過對3種不同方案比較，
得出方案一符合項(xiàng)目改造需要，對同類項(xiàng)目實(shí)施節(jié)能改造具有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：油田；供熱；節(jié)能；改造
中圖分類號：Ⅱ汐74文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1004—7948(2012)02—0059一04
d耐：103969／j．issn．1004—7948．2012．02．015
l項(xiàng)目背景
新疆風(fēng)城油田特l聯(lián)合站位于準(zhǔn)噶爾盆地西
北緣風(fēng)城油田西部，距克拉瑪依市約120km。聯(lián)合
站年設(shè)計(jì)原油處理能力120×104t，由原油處理系
統(tǒng)、軟化水處理系統(tǒng)、含油污水處理系統(tǒng)、變配電系
統(tǒng)等4部分組成。特l聯(lián)合站建筑物總采暖面積
為10337．9m2，總熱負(fù)荷為1102．98kw，供熱熱源
為稠油熱采所用的高壓蒸汽，年耗量約6200t，該蒸
汽熱價(jià)約為90彤t，年耗蒸汽費(fèi)用約55．8萬元。
為了減少蒸汽消耗，降低供熱運(yùn)行成本，提出采用
其他熱源取代蒸汽來滿足采暖需求。
2供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀
該站采暖熱源依托與之相距500m遠(yuǎn)的2號
注汽站生產(chǎn)的8．0MPa高壓蒸汽，高壓蒸汽經(jīng)過減
壓閥減壓至O．4MPa，作為站區(qū)供熱熱源。0．4MPa
低壓蒸汽經(jīng)過汽水換熱機(jī)組換熱，為站區(qū)采暖提供
95—70℃的低溫?zé)崴Ｔ趽Q熱間共安裝2臺xDN
—K2一BQS一800型汽水換熱機(jī)組，機(jī)組足由板式
換熱器、熱水循環(huán)泵、控制系統(tǒng)組成，單臺換熱能力
為800kw，同時(shí)沒有排水泵、水箱、過濾器等。采
暖系統(tǒng)為開式系統(tǒng)，采暖系統(tǒng)前期充水采用站區(qū)集
中水處理站軟化水，凝結(jié)水與軟化水均進(jìn)水箱，采
暖期凝結(jié)水即可滿足系統(tǒng)補(bǔ)水需求，水箱水滿后用
排水泵打入站區(qū)軟化水罐。流程簡圖如圖l所示。
盈掬8MPa蒸汽I —I蒸汽I
采暖供水95℃
采暖叫水70℃ 清水軟化水拿壹岬至清水軟l網(wǎng)麗同Il而習(xí)墜垡
圖l特l聯(lián)合站供熱系統(tǒng)流程簡圖
站內(nèi)供熱管網(wǎng)主要采用直埋敷設(shè)，部分管線采
用地溝敷設(shè)，管材采用20號無縫鋼管。室內(nèi)散熱
設(shè)備采用YsGz型鋼制柱形散熱器。
3熱源調(diào)整方案
特l聯(lián)合站已正常運(yùn)行，為了減少高壓蒸汽的
消耗，凈化水余熱、凈化軟化水余熱及導(dǎo)熱油都可
取代蒸汽作為站區(qū)采暖系統(tǒng)的熱源。根據(jù)采用熱
源的不同，有3個(gè)方案可以采用。
3．1方案一：以凈化水作為熱源。經(jīng)波紋管換熱器
換熱
聯(lián)合站稠油污水處理系統(tǒng)目前日處理量
7000m3左右，凈化水溫度可以達(dá)到80℃左右。考
慮到凈化水中含有一定的H：S氣體，直接用于采
暖系統(tǒng)存在一定的安全隱患，因此考慮采用間接換
熱的供熱形式。
熱源采用含油污水處理后的凈化水，供熱系統(tǒng)
循環(huán)水仍采用清水軟化水。從聯(lián)合站2000m3過
濾緩沖罐出水線引出DN200的管線接至站區(qū)換熱
站內(nèi)與采暖水換熱，經(jīng)換熱后的采暖水送至站區(qū)各
建筑物采暖系統(tǒng)，采暖熱媒溫度按75～55℃考慮，
萬方數(shù)據(jù)
印一
節(jié)能
ENERGY CONSERVA’noN
2012年第2期
(總第353期)
換熱后的凈化水再回到2000m3過濾緩沖罐。
工藝流程：凈化水經(jīng)波紋管換熱器與采暖回水
(55℃)換熱，換熱后熱水(75℃)通過供熱管網(wǎng)輸
送至各個(gè)熱用戶。由于采暖系統(tǒng)介質(zhì)溫度由95～
70℃調(diào)整為75—55℃，站區(qū)室外供熱管網(wǎng)基本可
以滿足要求，但室內(nèi)采暖系統(tǒng)需要改造，其中室內(nèi)
采暖系統(tǒng)需要增加約40％的散熱器，室外供熱管
線需要調(diào)整約150m，方案一所需最大凈化水量約
為86m3／h。
原有2臺板式換熱器不能滿足調(diào)整后的換熱
需求，且凈化水礦化度較高，容易堵塞板式換熱器，
因此選用波紋管式換熱器l臺。換熱面積278m2，
波紋管換熱器安裝在室外。選用2臺臥式水泵用
于凈化水加壓(流量85一170m3／h，揚(yáng)程40—
34nlH：O)，2臺熱水循環(huán)泵(流量52一104m3／h，揚(yáng)
程41—35mH：O)，水泵安裝在已建的換熱間內(nèi)。
拆除已建lOm3水箱，在換熱間內(nèi)安裝2m3補(bǔ)水箱1
座，2臺補(bǔ)水泵用于系統(tǒng)補(bǔ)水定壓。
方案一設(shè)備平面布置如圖2所示，供熱系統(tǒng)流
程簡圖如圖3所示。
也
電子址
理儀
值取室
新建波紋管換熱器∈日仨三吁
圖2方案一設(shè)備平面布置圖
刁io
圉3方案一流程簡圖
方案一投資如表2所示，年運(yùn)行成本如表3所
裹2方案一投資萬元
裹3方案一年運(yùn)行成本費(fèi)用
3．2方案二：以凈化軟化水作為熱源．利用熱泵機(jī)
組
高溫水源熱泵可廣泛應(yīng)用于低溫地?zé)崴?、地?zé)?
尾水的余熱回收、中央空調(diào)冷卻水余熱回收、油田
含油污水余熱回收，以及其他工業(yè)廢水、廢熱的余
熱回收利用，極大地拓展了水源熱泵在工業(yè)領(lǐng)域的
應(yīng)用。
水源熱泵的應(yīng)用受地域影響比較大，而特l聯(lián)
合站有極其豐富的高溫?zé)嵩础獌艋浕?，因?
在聯(lián)合站利用水源熱泵供熱在技術(shù)上可行。方案
二設(shè)備平面布置圖如圖4所示。
圖4方案二設(shè)備平面布置圖
在已建換熱間西側(cè)新建熱泵間，熱泵間內(nèi)安裝
2臺高溫水源熱泵機(jī)組，單臺制熱量895kw：1臺
板式換熱器；2臺熱水循環(huán)水泵(流量68m3／h，揚(yáng)
程24mH：O)。同時(shí)改造已建換熱間，拆除已建換
萬方數(shù)據(jù)
2012年第2期節(jié)能
l簦苧：：：奎2 竺：竺竺竺；蘭；
熱機(jī)組，安裝3臺中間水循環(huán)泵(流量12lm3／h．揚(yáng)
程21m地O)。
工藝流程：凈化軟化水通過板式換熱器與中間
水進(jìn)行換熱。將中間水溫度提高至75℃，降溫后的
凈化軟化水回軟化水罐。75℃中間水通過中間水
循環(huán)泵被送人熱泵機(jī)組，中間水作為熱泵的低溫?zé)?
源。采暖回水通過供熱循環(huán)泵送入熱泵機(jī)組，在熱
泵機(jī)組中被加熱到蝤℃，然后進(jìn)入室外供熱管網(wǎng)，原
有采暖系統(tǒng)不變。采暖水及中間水均使用清水，系統(tǒng)
補(bǔ)水定壓采用補(bǔ)水泵，流程簡圖如圖5所示。
圈5方案二藏程筒田
方案二工程量及投資如表4所示，年運(yùn)行成本
如表5所示。
囊4方案二工程投資裹萬元
項(xiàng)一怒盞篡其他合計(jì)
注：方案二土建部分為拍．4m2。
裹5方案二年運(yùn)行成本費(fèi)
注：直接利用凈化污水熱量，但電耗高。
3．3方案三：以導(dǎo)熱油作為熱源．經(jīng)波紋管換熱器
換熱
特1聯(lián)合站內(nèi)設(shè)有導(dǎo)熱油爐3臺，單臺供熱能
力2500kw。工藝管道及原油儲罐保溫負(fù)荷
4523kw，采暖熱負(fù)荷1102．98kw，總負(fù)荷
5625．98kw，因此導(dǎo)熱油爐可滿足工藝管道及原油
罐保溫、采暖的用熱需求。
導(dǎo)熱油爐近期提供的導(dǎo)熱油溫度為130℃，遠(yuǎn)
期原油外輸系統(tǒng)投用后導(dǎo)熱油溫度為230℃。由
于導(dǎo)熱油溫度較高，板式換熱器墊片無法承受，因
此換熱器需要更換為波紋管式油一水換熱器，新增
波紋管換熱器(換熱面積45m2)布置在現(xiàn)換熱器
問外。換熱器間內(nèi)已有換熱機(jī)組需要拆除，原位置
安裝2臺熱水循環(huán)泵(流量50矗／h，揚(yáng)程
35mlI：O)、補(bǔ)水泵及相應(yīng)控制儀表。方案三設(shè)備
平面布置如圖6所示。
換熱
圈6方案三設(shè)備平面布置圈
工藝流程：導(dǎo)熱油經(jīng)波紋管式油一水換熱器
(2臺)與供熱熱水換熱，換熱器選用波紋管式油一
水換熱器2臺，單臺換熱面積45m2。70℃采暖回
永與導(dǎo)熱油換熱，采暖回水被加熱到95℃后經(jīng)換
熱站熱水循環(huán)泵加壓通過供熱管網(wǎng)輸送至各個(gè)熱
用戶。供熱系統(tǒng)循環(huán)水采用經(jīng)軟化后的清水，站區(qū)
室外供熱管網(wǎng)及室內(nèi)采暖系統(tǒng)仍維持現(xiàn)有系統(tǒng)，不
需要改造。供熱系統(tǒng)流程簡圖如圖7所示。
圈7方案三藏程桎圍
方案三投資如表6所示，年運(yùn)行成本如表7所
示。
3．4方案比選
根據(jù)上述針對聯(lián)合站所做的供熱系統(tǒng)方案，從
投資、運(yùn)行成本費(fèi)用、方案工藝特點(diǎn)等幾方面進(jìn)行
萬方數(shù)據(jù)
一62一
節(jié)能
ENERGY CONSERVATION
2012年第2期
(總第353期)
方案比選，比選結(jié)果如表8所示。
表6方案三投資萬元
費(fèi)用名稱數(shù)駐單價(jià)費(fèi)用／萬元
注：天然氣耗壁考慮加熱導(dǎo)熱油用于采暖。
表8方案比選萬元
上述三個(gè)調(diào)整方案工藝技術(shù)均成熟，都可滿足
采暖需求，但有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
方案一：充分利用凈化水余熱資源，節(jié)約了高
壓蒸汽及天然氣資源，運(yùn)行成本低，但投資較方案
三高，室外管網(wǎng)及室內(nèi)散熱器均需調(diào)整。
方案二：充分利用凈化軟化水余熱資源，供熱
穩(wěn)定，便于調(diào)節(jié)，但投資高，運(yùn)行費(fèi)用高，需新增熱
泵間l座，占地面積大。
方案三：投資省，利用已建熱媒爐，充分利用現(xiàn)
有的采暖系統(tǒng)，調(diào)整工作量小，節(jié)約了高壓蒸汽，但
運(yùn)行成本較大，消耗天然氣資源，占地面積較大。
根據(jù)實(shí)際情況，本著節(jié)能環(huán)保、降低運(yùn)行成本、
減少占地面積的原則，推薦按方案一實(shí)施。
4實(shí)施結(jié)果
該工程2010年開始實(shí)施，20lO年10月投產(chǎn)。
經(jīng)過1個(gè)采暖季的運(yùn)行，供熱系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，各采
暖房間室溫滿足生產(chǎn)要求。特l聯(lián)合站供熱系統(tǒng)
改造以后，年節(jié)省8．0Ⅷa高壓蒸汽6200t，節(jié)約運(yùn)
行成本55．8萬元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。由于減少了天
然氣資源的消耗，降低了cO：、sOx、NOx的排放，
環(huán)境效益顯著。
該工程供暖系統(tǒng)調(diào)整投資共計(jì)149．53萬元。
供熱系統(tǒng)熱源調(diào)整合理、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能，牢固樹立節(jié)約
投資，降低造價(jià)，提高綜合效益的思想；采用了成
熟、可靠的工藝流程，采用了經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保及先
進(jìn)的技術(shù)設(shè)備。系統(tǒng)改造充分結(jié)合聯(lián)合站供熱現(xiàn)
狀，充分利用余熱資源，減少天然氣的消耗，具有可
觀的經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介：孫嗣成(1962一)，男。遼寧綏中人，大學(xué)，高級工
程師，副總工程師，從事熱工、暖通設(shè)計(jì)工作。
收稿日期：20ll一08—24；修回日期：20ll—ll一09

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