专利名称：燃油燃气热泵式原油加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制造出水温度达到85℃～95℃的中高温水源热泵，该热泵采用燃油燃气发动机作为热泵的动力来源，采用油田含油污水废热作为热源。
背景技术：
随着油田的开发进入中后期，油井的出油含水越来越高，原油的脱水和外输都需要加热。现在的原油加热装置一般为油田水套加热炉，目前常用的有以下几种形式通过燃油燃气热水炉的形式，燃油燃气在锅炉中燃烧，循环水吸收热量后进入到水浴槽中，原油在水浴槽中加热到需要的热量后进行输送，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，有功功率低下；采用燃油燃气吸收式热泵的形式，这种方法一定程度上改善了能源利用效率，使其可以达到1以上，但是该种装置造价昂贵，同时能源利用效率无法达到压缩式热泵的程度；采用电动压缩式热泵的形式，普通压缩式热泵的出口温度较低，一般难以满足原油加热的需要，同时在油田地区的电价比燃油燃气高，经济性不好。
含油污水的温度高达40-50℃，这部分低温能源不加以利用，如同资源的浪费，只有采用热泵(包括吸收式热泵或压缩式的热泵)才能充分利用这部分低品位能源，达到能源的合理高效应用。
发明内容
基于上述技术背景，如果采用电动压缩式热泵的形式应用于原油加热，必须提高电动压缩式热泵的出口温度和经济性。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是为使热泵出口温度提高，热泵的工质不再采用普通的中温制冷剂如R22和R134a等，而采用特制的高温制冷剂，如R142b，R406a。采用这种工质的热泵，出水温度可以达到85℃，最高可以达到95℃，同时还具有比较高的制热效率，例如在冷凝温度为85℃的情况下，其制热效率可以达到3.5，是一种非常理想的高温工质。
在动力来源方面，为了进一步提高能源利用效率和热泵出口温度，可以采用燃油燃气发动机作为动力来源，同时利用发动机缸套内的循环废热和废气热量再加热循环水，使燃油燃气发动机的动力效率一般可以达到30％左右，剩下的70％废热中间，又有55％可以被循环水所吸收利用，只有15％不能被利用，最终排到环境中。
采用燃油燃气发动机的热泵装置，其能源利用效率最高可以达到1.8以上，不仅超过燃油燃气锅炉，也领先于吸收式热泵，是一种非常高效的节能装置。
在造价方面，燃油燃气热泵式原油加热装置比传统技术具有略高的初投资，在运行费用方面，由于其能源综合利用效率比常规的燃油燃气锅炉提高一倍，所以其运行费用能够降低一倍左右，同时又因为在油田内部燃油燃气具有比电更好的比价，所以在投资回报方面具有相当大的优势。除此之外，由于能源利用效率的提高和利用清洁能源，所以大大有利于油田的环境保护事业。
该实用新型与现存技术相比，具有如下特点1.能源利用效率高如上所述，能源利用效率比燃油燃气锅炉效率提升一倍；2.节能效果显著回收余热热量，与效率90％的燃油燃气锅炉相比能节省50％左右的能量；3.运行成本低本装置初投资方面可能比常规锅炉高，但在运行时减少一次性能源(原油和天然气)的消耗，运行费用大大减少，所以可以在很短的时间内通过运行费用的节约而得到收回；4.环保效果显著原油和天然气的燃烧大幅度减少，燃烧效率提高，废气的排放也大幅度降低。
附图是本实用新型的系统原理图。
具体实施方式
结合附图对本使用新型产品作进一步说明。
如图所示7为蒸发器，蒸发器7的出口与压缩机5的入口相连，压缩机5的出口与冷凝器4的入口相连，冷凝器4与蒸发器7的连接管道上有膨胀阀6，以上形成热泵的制冷剂回路；蒸发器7连接热源供水管路和热源回水管路；循环加热水浴槽1的出水管路通过冷凝器4接入燃油燃气发动机3后进一步接入烟气热回收器2，烟气热回收器2的出水管路再联入循环加热水浴槽上；油井11中的油水混合物通过底阀10由泵9抽出，通过油水分离器8被分离成为原油以及水，水的部分成为蒸发器7的进水，蒸发器7的出水通过管路排入油井11中，原油管路进入循环加热水浴槽的盘管中，加热后输出；燃油燃气发动机通过轴连接的方式与压缩机5相连，压缩机5为开启式压缩机。
工作过程热泵蒸发器7的出口的低温低压蒸汽被吸入到压缩机5中，在压缩机5中形成高温高压的气体后，进入冷凝器4中，在这里，向比温度低于冷凝温度的循环加热水浴槽的回水中放热，变成高温高压的液体，经过膨胀阀6的节流后，变成低温低压的液体，在蒸发器7中吸收热源水的热量，再蒸发成低温低压的气体进入压缩机5中完成一次循环。水浴循环水回水经过冷凝器4吸收一定热量后，进入到燃油燃气发动机3中，在为燃油燃气发动机降温，温度进一步提升后，再进入到烟气热回收器2中，烟气热回收器中发生的是烟气与循环水的热交换过程，在这个过程中，水浴循环水的温度还会得到提高，最后回到循环加热水浴槽中，烟气在降温后，排向大气。
原油加热的方式包括但不限于上述这种水浴加热的方式，还包括可能的采用热交换器的方式。
原油进入原油加热装置的方式包括但不限于上述这种通过油井上的油水分离器再进入原油加热装置的方式，还包括原油来自于其他地方的情况，例如采用几口油井的出油进行联合加热再送出的方式。
含油污水进入原油加热装置的方式包括但不限于上述这种通过油井上的油水分离器再进入原油加热装置的方式，还包括来自于其他地方的情况，例如来自于其他装置上的废热。
权利要求1.燃油燃气热泵式原油加热装置，主要包括有蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、燃油燃气发动机、烟气热回收器、循环加热水浴槽。其特征在于蒸发器与压缩机相连，压缩机与冷凝器相连，冷凝器与蒸发器的连接管道上置有膨胀阀，以上形成热泵的制冷剂回路；蒸发器连接有两路管路，分别是热源供水管路和热源回水管路；循环加热水浴槽的出水管路通过冷凝器接入燃油燃气发动机后进一步接入烟气热回收器，烟气热回收器的出水管路作为循环加热水浴槽的进水；热泵回水从冷凝器出来后，还要经过燃油燃气发动机汽缸和烟气热回收器，以进一步提高温度和利用热能。
2.根据权利要求1所述的燃油燃气热泵式原油加热装置，其特征在于压缩机采用开启式压缩机，动力来源为燃油燃气发动机。
3.根据权利要求1所述的燃油燃气热泵式原油加热装置，其特征在于热泵所用工质为一种特制的高温制冷剂(如R142b，R406a)，能够满足85℃～95℃的原油加热温度要求。
4.根据权利要求1所述的燃油燃气热泵式原油加热装置，其特征在于动力来源为燃油燃气发动机。
专利摘要燃油燃气热泵式原油加热装置实用新型，主要包括有蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、循环加热水浴槽、热源水供水管路、热源水回水管路、热泵回水管路、原油管路、连接管路、热泵供水管路、燃油燃气发动机、烟气热回收器、燃油燃气管路，烟气管路和废气管路。系统采用高温制冷剂作为循环工质，采用燃油燃气发动机作为动力来源，主要用于回收利用温度在25℃～50℃的油田含油污水废热热量，再加上部分发动机汽缸废热和烟气废热，最终能够制取出水温度达到85℃～95℃的高温水，具有非常高的能源利用效率，可以油田开采和石油输送上面。
文档编号F25B30/00GK2632592SQ0326447
公开日2004年8月11日 申请日期2003年6月18日 优先权日2003年6月18日
发明者孟富春, 董明 申请人:孟富春, 董明