某油田余熱回收利用工程可行性研究報告

1、1 XXXX 油田油田 XXXX 聯(lián)合站污水聯(lián)合站污水 余熱回收利用工程可行性研究報告余熱回收利用工程可行性研究報告 2 目目 錄錄 第一章第一章 總論總論 1 一、編寫依據(jù) 1 二、項目背景和實施目的 1 三、項目基本情況和能耗現(xiàn)狀 5 四、編制原則 7 五、遵循的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 7 六、技術(shù)路線 7 七、研究結(jié)論 8 第二章第二章 自然條件和社會條件自然條件和社會條件 8 一、地理位置 10 二、自然條件 10 三、交通運(yùn)輸 11 第三章第三章 污水余熱回收利用工程污水余熱回收利用工程 12 一、聯(lián)合站現(xiàn)狀12 二、建設(shè)的必要性16 三、污水余熱回收利用技術(shù)17 四、污水余熱回收利用方案22 第

2、四章第四章 節(jié)能節(jié)能 30 一、綜合能耗分析30 二、節(jié)能措施31 第五章第五章 環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù) 32 一、環(huán)境現(xiàn)狀32 二、主要污染源和污染物32 三、污染控制措施32 3 四、效果及評價32 第六章第六章 勞動安全衛(wèi)生勞動安全衛(wèi)生 33 一、職業(yè)危害分析33 二、職業(yè)危害防護(hù)33 第七章第七章 組織定員組織定員 34 第八章第八章 項目實施進(jìn)度安排項目實施進(jìn)度安排 35 一、項目實施階段35 二、項目實施進(jìn)度35 第九章第九章 投資估算投資估算 36 一、編制依據(jù)36 二、編制說明36 三、投資估算36 第十章第十章 經(jīng)濟(jì)評價經(jīng)濟(jì)評價 37 一、經(jīng)濟(jì)評價說明37 二、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)31 三、成

3、本與費(fèi)用估算31 四、收入估算38 五、財務(wù)評價38 六、不確定性分析38 1 第一章第一章 總總 論論 一、編寫依據(jù)一、編寫依據(jù) 1、 XX 油田公司 2009 年節(jié)能改造項目建議計劃論證報告 。 2、 XX 油田分公司“十一五”后三年及“十二五”勘探與生產(chǎn)業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃 。 二、項目背景和實施目的二、項目背景和實施目的 （一）（一）項目背景項目背景 我國早在 2004 年國家節(jié)能中長期專項規(guī)劃中，把建筑節(jié)能和余熱余壓利用 作為節(jié)能的重點領(lǐng)域和重點工程之一。在 2006 年中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會 發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要中明確提出， “十一五”期間單位國民生產(chǎn)總值能耗要降 低 20%左右

4、，主要污染物排放總量要減少 10%。為確?！笆晃濉逼陂g節(jié)能減排工作 的決定，制定下發(fā)了一系列與節(jié)能減排相配套的政策措施。并在“十一五”十大重 點節(jié)能工程實施意見中進(jìn)一步指出：“開展再生能源技術(shù)城市級示范活動，探索推 廣機(jī)制和模式，包括太陽能利用、淡水源熱泵、海水源熱泵、淺層地能利用和可再 生能源技術(shù)集成等。 中國石油天然氣集團(tuán)公司在“十一五”期間，通過實施“十大節(jié)能工程”和“十大減 排工程”，全面推進(jìn)節(jié)能減排工作。 XX 油田 2008 年正在制定的XX 油田分公司“十一五”后三年及“十二五”勘探與 生產(chǎn)業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃中明確提出“運(yùn)用熱泵等相關(guān)配套余熱回收技術(shù)，可將部分污水 余熱進(jìn)行回收，用于

5、采暖和外輸加溫，有效減低用于原油外輸及采暖的燃油（氣） 消耗，達(dá)到節(jié)能的目的”。 現(xiàn)在 XX 聯(lián)合站有含油污水 5700m3/d，其中回注量 2400m3/d，摻水 300m3/d， 2 外排 3000m3/d。外排溫度在 47-50之間，這些污水的余熱未經(jīng)任何利用，就進(jìn)行了 回注和外排，造成了大量熱能的浪費(fèi)。同時該站氣量低，加熱系統(tǒng)每天燃燒 10-12t 原油，占 XX 日產(chǎn)原油 300t 的 3-4%，原油商品率低。 （二）熱泵技術(shù)現(xiàn)狀（二）熱泵技術(shù)現(xiàn)狀 針對 XX 油田加熱系統(tǒng)現(xiàn)狀我們進(jìn)行了水源熱泵技術(shù)的查詢和現(xiàn)場調(diào)研。 “熱泵”這一術(shù)語是借鑒“水泵”一詞得來。在自然環(huán)境中，水往低處流動

6、，熱向 低溫位傳遞。水泵將水從低處泵送到高處利用。而熱泵可將低溫位熱能“泵送”（交 換傳遞）到高溫位提供利用。 熱泵系統(tǒng)，六十年代開始在美國提出之后，已經(jīng)在北美建筑中應(yīng)用了 40 多年， 日本的東京、名古屋、橫濱等城市在七十年代初就有很多采用熱泵系統(tǒng)的工程實例， 例如，東京鐮倉河岸大廈、平和東京大廈等。北歐在熱泵方面的應(yīng)用比較領(lǐng)先，現(xiàn) 在整個北歐有 180 多臺大型熱泵在運(yùn)行。國內(nèi)，北京已有近 800 萬平方米的居民小 區(qū)建筑和公共建筑采用熱泵系統(tǒng)供熱，像北京武警學(xué)院、菊兒小區(qū)等。 現(xiàn)在水源熱泵技術(shù)已經(jīng)較為成熟，熱泵機(jī)組制熱溫度達(dá)到 60-90，根據(jù)驅(qū)動 方式不同分為電力或天然氣（蒸汽）驅(qū)動。

7、其中天然氣驅(qū)動的吸收式熱泵機(jī)組能效 比為 1.9 左右，在增加少量耗電的情況下，利用石油及石化行業(yè)的零散天然氣作為動 力，提取污水中充足的低品位熱源，節(jié)約燃煤或燃油，減少能源消耗，減少煙塵和 氮氧化物排放量，降低運(yùn)行費(fèi)用。 1、吸收式水源熱泵調(diào)研數(shù)據(jù) 吸收式水源熱泵調(diào)研地點勝利石油管理局勝南社區(qū)管理中心樂安供熱站。該供 熱站位于山東省東營市廣饒縣石村鎮(zhèn)，負(fù)責(zé)為現(xiàn)河采油廠熱采三礦、四礦和作業(yè)二 大隊等單位的辦公室和生活區(qū)供暖，總面積 11 萬平方米。利用距鍋爐房東南方向 3 4.5 公里處是現(xiàn)河采油廠污水處理站，每日向小清河外排的溫度約為 60左右熱污水。 樂安污水余熱利用項目采用吸收式熱泵技術(shù)

8、，利用蒸汽做為驅(qū)動源吸收污水的熱量， 以達(dá)到供暖的目的。 熱泵采暖是在原鍋爐房內(nèi)安裝 2 臺 3600kw 溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組（XRI5.3- 54/44-360(60/75)）和原有一臺 10t/h 燃油蒸汽鍋爐，取代原供熱系統(tǒng)。將污水換熱， 為熱泵系統(tǒng)提供循環(huán)熱水。 主要技術(shù)性能指標(biāo)： 1）機(jī)組 cop =1.84； 2）出水溫度視工藝要求而定，一般小于 100； 3）供暖前、后期室外溫度在 0以上天氣約 40 天左右，這段時間直接利用污水 換熱采暖，熱泵系統(tǒng)不運(yùn)行； 4）采暖中期約 80 天的時間利用熱泵供暖，其他時間直接利用污水循環(huán)采暖。 5）余熱污水取熱后溫度降低 10左右，滿足原

9、外排要求。 實施效果實施效果 自 2001 年 11 月 15 日停運(yùn)熱水鍋爐以來，熱泵運(yùn)行平穩(wěn)，基本達(dá)到了設(shè)計參數(shù)， 滿足供暖要求（室內(nèi)溫度均在 18以上） 。熱泵供熱系統(tǒng)運(yùn)行前后供暖情況比較如表 1-1，運(yùn)行參數(shù)與設(shè)計參數(shù)對比如表 1-2。 表 1-1 熱泵供熱運(yùn)行前后供暖情況比較表 室外溫度出水溫度回水溫度 改造前 0-55544 改造后 0-56348 改造前-5以下 6650 改造后-5以下 6749 4 改造后燃料原油消耗由原來的 2658t 降低到 1120t，耗電由原來的 65 萬度降低到 59 萬度，鍋爐用水由原來的 3456t 減少到 1333t。節(jié)能效果顯著。 表 1-2

10、 運(yùn)行參數(shù)與設(shè)計參數(shù)對比如表 余熱來水溫度余熱回水溫度熱泵出水溫度熱泵回水溫度 設(shè)計參數(shù) 54447560 實際參數(shù) 47-5338-427553 2、壓縮式水源熱泵調(diào)研數(shù)據(jù)、壓縮式水源熱泵調(diào)研數(shù)據(jù) 壓縮式水源熱泵調(diào)研地點大慶陽光佳苑社區(qū)供熱站。該供熱站供熱面積 56 萬平 方米，采用能效比 4.83 的 LSBLGR-4000M 常溫?zé)岜脵C(jī)組 7 臺，能效比 3.8 的 LSBLGRG-1300M 高溫?zé)岜脵C(jī)組 2 臺。利用大慶煉化公司第三循環(huán)場及擴(kuò)建水場的 循環(huán)冷卻水，利用電能做為驅(qū)動源吸收循環(huán)冷卻水中的熱量，以達(dá)到供暖的目的。 主要技術(shù)性能指標(biāo)： 1）常溫?zé)岜脵C(jī)組 cop =4.85；高

11、溫?zé)岜脵C(jī)組 cop =3.9； 2）出水溫度常溫機(jī)組（地暖）55；高溫機(jī)組（散熱片）65。 實施效果： 一期工程于 2006 年 11 月 14 日正式投入使用，經(jīng)過一個采暖期的運(yùn)行，達(dá)到了 設(shè)計效果，在整個采暖期內(nèi)，室內(nèi)平均溫度在 21以上的達(dá)到了 95，室內(nèi)平均溫 度在 18以上的占 5。熱泵供熱系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)與設(shè)計參數(shù)對比如表 1-3。 表 1-3 熱泵運(yùn)行參數(shù)與設(shè)計參數(shù)對比如表 余熱來水溫度余熱回水溫度熱泵出水溫度熱泵回水溫度 設(shè)計參數(shù) 34165545 常溫機(jī)組 實際參數(shù) 34304539 5 設(shè)計參數(shù) 34166550 高溫機(jī)組 實際參數(shù) 34305649 56 萬平米供暖面積改造后

12、燃料煤消耗減少 12895 噸/年，節(jié)約水量為 21 萬噸/年； 通過該項目實施可實現(xiàn)減少二氧化碳排放量為 33191.86 噸/年；二氧化硫 77370kg/年； 減少煙塵排放量 1462298.6kg/年；減少氮氧化物排放量 250937.7kg/年；減少煙氣量 為 2.8108標(biāo)準(zhǔn)立方米/年。節(jié)能減排效果顯著。 （三）實施目的（三）實施目的 根據(jù) XX 聯(lián)合站外排污水具有溫度高，水量、水質(zhì)穩(wěn)定的現(xiàn)狀，以現(xiàn)有天然氣作 為驅(qū)動力，利用水源熱泵機(jī)組提取這部分污水中的低品位熱量用來集輸系統(tǒng)的油水 加熱，替換現(xiàn)在采用的高品位天然氣和原油燃料，改善余熱資源浪費(fèi)和由于溫度高 造成的外排污水處理難度大等

13、問題，實現(xiàn)節(jié)能降耗。同時，為熱泵技術(shù)在 XX 油田 生產(chǎn)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用起到示范作用。 三、項目基本情況和能耗現(xiàn)狀三、項目基本情況和能耗現(xiàn)狀 該項目通過利用水源熱泵技術(shù)，提取污水中蘊(yùn)含的低品位能量替代現(xiàn)在采用的天 然氣和燃料油的加熱系統(tǒng)，用于油水系統(tǒng)的加熱，改變油水處理過程中全部采用消 耗高品位能源加熱油水介質(zhì)能耗高的現(xiàn)狀，降低 XX 聯(lián)合站原油脫水、污水處理以 及外排處理過程中的能量消耗，提高系統(tǒng)的熱能效率，降低運(yùn)行成本，減少加熱爐 加熱過程中產(chǎn)生的廢氣、余熱排放，實現(xiàn)節(jié)能減排。 （一）（一）XX聯(lián)合站基本情況和能耗現(xiàn)狀聯(lián)合站基本情況和能耗現(xiàn)狀 1、XX聯(lián)合站基本情況 XX 聯(lián)合站擔(dān)負(fù)著 XX

14、 油田的原油和污水處理，以及南部來好油的加熱和加壓任 務(wù)。XX 聯(lián)合站處理工藝為：部分高含水的系統(tǒng)來液經(jīng)過加熱爐升溫后和其他系統(tǒng)來 液一起進(jìn)入分離緩沖罐脫氣，再進(jìn)入沉降罐沉降脫水；沉降后的低含水原油經(jīng)過脫 6 水加熱爐升溫進(jìn)行循環(huán)加熱和熱化學(xué)脫水，脫出的合格原油進(jìn)入好油罐，最后和南 部來好油一起加熱加壓后外輸；污水進(jìn)入污水處理站處理后回注和外排。XX 油田部 分區(qū)塊采用摻水方式集油，摻水加熱爐設(shè)在 XX 聯(lián)合站；另外，冬季值班室等輔助 廠房利用采暖爐供暖。 2、XX 聯(lián)合站加熱系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀 XX 聯(lián)合站現(xiàn)有 2500kw 快裝加熱爐 6 臺和 200kw 采暖加熱爐 1 臺，分別為系統(tǒng) 來液、

15、脫水、摻水、外輸、南部來好油以及冬季采暖加熱，冬季最高負(fù)荷 8403kw。 消耗天然氣 11000m3/d（熱值 4525kw），原油 12t/d（熱值 5808kw），燃料總熱值 10393kw。年耗天然氣 401104Nm3，耗油 4010t，加熱系統(tǒng)的配風(fēng)和燃料油電保溫系 統(tǒng)年耗電 43104kw.h，折合標(biāo)準(zhǔn)煤 10650t。 表 1-4 加熱系統(tǒng)全年能源消耗構(gòu)成表 種類計量單位耗能量折標(biāo)煤系數(shù) 天然氣 104Nm340112.14 原油 t40101.4286 電能 104Kw.h431.229 合計噸標(biāo)準(zhǔn)煤 10650 （二）（二）XX 聯(lián)合站污水余熱情況分析聯(lián)合站污水余熱情況分析

16、 XX聯(lián)合站每天處理系統(tǒng)來液6000m3，日產(chǎn)油300t，中轉(zhuǎn)南部來好油4500t，處 理后的5700m3污水中有2400m3回注，300m3回?fù)剑?3000m3外排。外排污水溫度47- 50，水質(zhì)、溫度穩(wěn)定，自然散失的熱量為4000kw左右，這些污水余熱未經(jīng)利用而 直接進(jìn)行排放，造成了環(huán)境的熱污染和熱量的浪費(fèi)，污水的余熱回收潛力巨大。 另外，正在改造的外排水處理系統(tǒng)需要安裝冷卻塔降低污水溫度，滿足微生物 活動的要求。 XX聯(lián)合站現(xiàn)有的11000m3/d天然氣熱值為4525kw，以這些天然氣為動力源采用 7 能效比1.9的吸收式水源熱泵機(jī)組只要提取污水中的4000kw的低品位熱源就可以輸出 總

17、熱值為8525kw，滿足該站冬季8403kw的加熱需求，并且提取熱能后3000m3/d外排 污水溫度從47降至20，可以滿足污水外排處理要求。 因此，XX聯(lián)合站的天然氣量和污水量均可滿足能效比1.9的吸收式熱泵的運(yùn)行 條件，通過采用吸收式水源熱泵機(jī)組，消耗現(xiàn)有天然氣和部分電能提取污水熱能后， 就可以滿足XX聯(lián)合站的所有加熱需求，每年節(jié)約燃料原油4010噸。 四、編制原則四、編制原則 按照國家和XX油田關(guān)于開展節(jié)能降耗工作的指導(dǎo)方針和整體發(fā)展戰(zhàn)略，以經(jīng)濟(jì)效 益為中心，采用成熟先進(jìn)的熱泵技術(shù)，實施外排污水余熱回收利用，實現(xiàn)節(jié)能降耗 和節(jié)能減排。 1、采用熱泵工藝對現(xiàn)有加熱系統(tǒng)進(jìn)行替換式改造，不改變

18、聯(lián)合站的工藝現(xiàn)狀。 2、利用熱泵技術(shù)改變加熱爐消耗大量燃料油的現(xiàn)狀，節(jié)能降耗和降低運(yùn)行成本。 3、堅持安全生產(chǎn)、工業(yè)衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)。 五、遵循的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范五、遵循的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 1、 油田地面工程項目可行性研究報告編制規(guī)定 。 2、 石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范GB50183-2004。 3、 油氣集輸設(shè)計規(guī)范GB50350-2005。 4、 石油天然氣工程總圖設(shè)計規(guī)范SY/T0048-2000。 5、 油田地面工程設(shè)計節(jié)能技術(shù)規(guī)范SY/T6420-1999。 六、技術(shù)路線六、技術(shù)路線 （一）技術(shù)方案簡述（一）技術(shù)方案簡述 在XX聯(lián)合站內(nèi)，在外排污水中通過應(yīng)用水源熱泵技術(shù)，提取現(xiàn)有的污水中外排 的余熱

19、，替代目前站內(nèi)使用的加熱爐加熱系統(tǒng)，即采用能效比1.9的吸收式水源熱泵 8 機(jī)組，利用現(xiàn)有的11000m3/d天然氣提取47-50的3000m3/d外排污水中的熱能，替代 全部的在用加熱爐，提高熱能利用率，實現(xiàn)余熱利用，節(jié)能減排和降低運(yùn)行費(fèi)用的 目的。 （二）產(chǎn)品方案（二）產(chǎn)品方案 本次污水余熱回收利用工程，不改變XX聯(lián)合站的生產(chǎn)工藝，以現(xiàn)有的天然氣為 動力，通過吸收式水源熱泵提取現(xiàn)有的外排污水中的低品位熱能成為可利用的高品 位熱能，取代XX聯(lián)合站內(nèi)使用的加熱爐系統(tǒng)，降低加熱能量消耗，減少煙塵和氮氧 化物的排放量，實現(xiàn)余熱利用。 七、研究結(jié)論七、研究結(jié)論 （一）工程概況（一）工程概況 利用現(xiàn)有

20、每年401104Nm3天然氣，通過總功率10000kw的吸收式熱泵機(jī)組提取 3000m3/d外排污水中的部分低品位熱能，輸出8403kw的高品位熱能，滿足南部 4500m3/d來油、5000m3/d外輸、3000m3/d系統(tǒng)來液、2000m3/d含水原油脫水、300m3/d 摻水以及冬季采暖等需要的55-80加熱溫度，實現(xiàn)低品位污水資源的利用和4010t 燃料原油資源的節(jié)約。 （二）主要工作量（二）主要工作量 XX 聯(lián)合站污水余熱回收利用項目主要工作內(nèi)容見表 1-5。 表 1-5 污水余熱回收利用項目主要工作量 序號系統(tǒng)名稱主要工作內(nèi)容單位數(shù)量 1 熱泵系統(tǒng)熱泵機(jī)組及配套的換熱器等 項 1 2

21、 管網(wǎng)系統(tǒng)生產(chǎn)系統(tǒng)與熱泵系統(tǒng)之間的配套管網(wǎng)項 1 9 3 配套系統(tǒng)輔助系統(tǒng)，包括輔助廠房、配電、控制等項 1 （三）研究結(jié)論（三）研究結(jié)論 通過技術(shù)應(yīng)用、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的分析和論證，得出如下結(jié)論： 1、技術(shù)上可行。通過采用總功率10000kw的熱泵機(jī)組及相應(yīng)的配套工藝，在不 改變聯(lián)合站生產(chǎn)運(yùn)行的條件下，利用現(xiàn)有天然氣作為驅(qū)動力，通過提取外排污水中 的低品位熱量，輸出高品位熱量滿足該站加熱系統(tǒng)加熱的能量需求。 2、經(jīng)濟(jì)效益顯著。據(jù)測算，本項目資金共計2484萬元，稅前財務(wù)內(nèi)部收益率為 55.41%，稅前財務(wù)凈現(xiàn)值為5753萬元，稅前投資回收期為1.97年，稅后財務(wù)內(nèi)部收 益率為42.63%，

22、稅后財務(wù)凈現(xiàn)值為3943萬元，稅后投資回收期為2.33年。 3、社會效益明顯。通過熱泵技術(shù)的應(yīng)用，提取污水中充足的低品位熱源，節(jié)約 燃?xì)饣蛉加停瑴p少能源消耗，提高熱能的利用效率；同時，減少六臺2500kw快裝加 熱爐和1臺200kw采暖加熱爐的煙塵和氮氧化物排放量以及降低外排污水對環(huán)境的影 響，具有較好的社會效益。 因此，該項目在技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理，實施該項目具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會 效益，十分必要。 通過采用水源熱泵技術(shù)，實現(xiàn)了以下目標(biāo)： 1、每年節(jié)約燃料原油4010t。 2、節(jié)約了加熱爐的更新改造費(fèi)用。 3、減少污水外排處理前的污水冷卻費(fèi)用。 4、減少六臺2500kw快裝加熱爐和1臺200

23、kw采暖加熱爐的煙塵和氮氧化物的排放。 10 5、為熱泵技術(shù)在油田的推廣應(yīng)用提供示范和經(jīng)驗。 11 第二章第二章 自然條件和社會條件自然條件和社會條件 一、地理位置一、地理位置 XX 聯(lián)合站位于河北省滄州市境內(nèi)。 二、自然條件二、自然條件 ( (一一) )氣象資料氣象資料 河北滄州全境處于歐亞大陸東部，中緯度地帶，屬暖溫帶半旱半濕潤的季 風(fēng)氣候。年平均干燥度 1.21.5，大陸度 63.866，大陸性氣候很顯著。本區(qū) 的氣候概況是：四季分明，溫度適中，雨熱同季，降水集中，災(zāi)害性氣候常有 發(fā)生，春旱、夏澇、秋爽、冬干。 風(fēng)向：春季和秋季以西北風(fēng)為主，冬季偏北風(fēng)較多。 常年盛行西南風(fēng)，平均風(fēng)速 3

24、 米/秒左右。 日照：年平均日照時數(shù) 27002900 小時，年輻射總量 124131 千卡/平方 厘米。 年平均氣溫：12.012.6。 極端最高氣溫：43.0，極端最低氣溫：-24.8。 降水：年平均降水量 510610mm。 無霜期：平均無霜期 183195d 左右。 年平均相對濕度：63%左右。 平均蒸發(fā)量：18402340mm。 （二）地質(zhì)、水文（二）地質(zhì)、水文 XX 聯(lián)合站地處華北平原東部，屬濱海平原，海河水系。地勢低平、多洼淀， 并自西南向東北傾斜，對混凝土中的鋼筋有弱腐蝕性。 該區(qū)抗震設(shè)防烈度為 7 度，設(shè)計地震分組為一組，設(shè)計基本地震加速度為 0.10g。 12 三、交通運(yùn)輸

25、三、交通運(yùn)輸 滄州市地處河北省東南部，東臨渤海，北靠京津，與山東半島及遼東半島 隔海相望。是河北省確定得“兩環(huán)（環(huán)京津、環(huán)渤海） ”開放一線地區(qū)，也是京 津通往東部沿海地區(qū)得交通要沖。京滬鐵路、朔黃鐵路和京滬、津滄、石黃高 速公路在滄州市區(qū)交匯。京九鐵路、朔黃鐵路在肅寧縣交匯，并建有編組站。 朔黃鐵路于 2001 年 12 月全線通車，黃驊港于 2001 年 12 月通航。XX 聯(lián)合站附 近已建成較完善的配套公路設(shè)施，羊孔公路、滄黃公路、205 國道和京汕高速 公路等從附近穿過，交通十分便利。 13 第三章第三章 污水余熱回收利用工程污水余熱回收利用工程 一、一、聯(lián)合站現(xiàn)狀聯(lián)合站現(xiàn)狀 XX 聯(lián)

26、合站負(fù)責(zé) XX 油田的原油脫水和污水處理以及南部來好油的加熱和加 壓任務(wù)。建有脫水系統(tǒng)、原油外輸處理系統(tǒng)、回注污水處理系統(tǒng)、外排污水處 理系統(tǒng)。主要處理設(shè)備見表 3-2，平面布置見圖 3-1。加熱系統(tǒng)建有 6 臺 2500kw 快裝加熱爐和 1 臺 200kw 采暖加熱爐，分別為系統(tǒng)來液、脫水、南部來 油、外輸、摻水和冬季采暖服務(wù)，冬季最高用熱負(fù)荷 8403kw，平均運(yùn)行負(fù)荷 7260kw。燃料為油田伴生氣和成品原油，日耗氣 11000Nm3，耗油 12t，年耗天 然氣 401104Nm3，耗油 4010t。 （一）脫水及外輸系統(tǒng)（一）脫水及外輸系統(tǒng) 脫水能力：10000m3/d。工藝流程為：

27、6000m3/d系統(tǒng)來液中40含水95%的 3000m3/d加熱到55，與其他系統(tǒng)來液進(jìn)分離緩沖罐脫氣，最后進(jìn)入沉降罐沉 降脫水，沉降后48的含水30%的2000m3/d低含水原油加熱到75循環(huán)和脫水， 脫出的300t合格原油進(jìn)入外輸系統(tǒng)，污水進(jìn)入污水處理站處理。 溫度46的4500m3/d南部來油加熱到63進(jìn)入儲油罐，與本地原油一起加 熱到78輸往下站，外輸能力7200t/d，外輸量4500-5000t/d，外輸壓力2.0- 2.5MPa。 XX油田部分區(qū)塊采用摻水方式集輸，摻水加熱爐設(shè)在XX聯(lián)合站，摻水量 300m3/d，加熱溫度從50升高到75。XX聯(lián)合站冬季對生產(chǎn)區(qū)值班室等輔助廠 房進(jìn)

28、行供暖。XX聯(lián)合站工藝流程示意圖見圖3-2，加熱爐的冬季運(yùn)行參數(shù)見表3- 3和表3-4。 表3-1 熱負(fù)荷計算參數(shù)表 天然氣熱值 8500KCal/m3 污水比熱容 4.1816MJ/t 原油熱值 10000KCal/kg 原油比熱容 2.0908MJ/t 14 運(yùn)行負(fù)荷計算公式：Q熱=C(t2-t1) Q流量 表3-2 XX聯(lián)合站主要設(shè)備表 序號設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量投產(chǎn)時間 1好油罐500031975 2好油罐100011976 3沉降罐100011976 4好油罐50021976 5系統(tǒng)沉降罐300011979 6砂濾罐300051999 7核桃殼過濾器30003199 8注水罐50021

29、984 9緩沖罐31221998 10熱化學(xué)脫水器31221998 11合一凈化器31221990 12多級輸油泵DY150-50641997 13快裝加熱爐250061997 14水套爐20011997 15注水泵5ZB-12/4252003 15 表3-3 XX聯(lián)合站冬季最高負(fù)荷運(yùn)行參數(shù)表 序號加熱爐名稱燃料液量/d含水進(jìn)口溫度出口溫度負(fù)荷 kw 1 南部來油爐油/氣 45001%46631868 2 脫水爐油/氣 200030%48751699 3 外輸爐油/氣 50001%60782198 4 系統(tǒng)爐氣 300095%40552125 5 采暖爐氣 156100%4060150 6 摻

30、水爐氣 300100%5075363 合計 8403 表3-4 XX聯(lián)合站冬季日常運(yùn)行參數(shù)表 序號加熱爐名稱燃料液量/d含水進(jìn)口溫度出口溫度負(fù)荷 kw 1 南部來油爐油/氣 45001%48621539 2 脫水爐油/氣 200030%48701384 3 外輸爐油/氣 48001%60751831 4 系統(tǒng)爐氣 300095%40552125 5 采暖爐氣 156100%405290 6 摻水爐氣 300100%5070290 合計 7260 （二）污水處理系統(tǒng)（二）污水處理系統(tǒng) 回注污水處理系統(tǒng)處理能力：8000m3/d 外排污水處理系統(tǒng)處理能力：6000m3/d 16 處理工藝為：污水提

31、升泵合一凈化器核桃殼過濾器砂濾罐。 其中回注污水直接進(jìn)注水罐回注，外排污水經(jīng)過冷卻塔降溫后進(jìn)外排污水 處理站，利用“接觸氧化”法處理，處理合格后直接外排。 圖3-1 XX聯(lián)合站平面示意圖 17 圖 3-2 XX 聯(lián)合站工藝流程示意圖 二、建設(shè)的必要性二、建設(shè)的必要性 （一）大量外排污水的余熱未經(jīng)利用直接外排，散熱損失巨大（一）大量外排污水的余熱未經(jīng)利用直接外排，散熱損失巨大 系統(tǒng)來液溫度40左右，經(jīng)過系統(tǒng)加熱和脫水加熱后，回注污水和外排污 水溫度維持在47-50，這部分污水?dāng)y帶的熱量中，僅通過外排污水散失到環(huán)境 中（20）的熱能高達(dá)3920kw以上，占聯(lián)合站熱負(fù)荷的47%，散熱損失巨大，熱 能

32、有效利用率低。2009至2018年剩余污水量逐年增加，產(chǎn)水、注水與剩余污水 量預(yù)測詳見表3-5，污水水質(zhì)詳見表3-6。 表3-5 XX油田產(chǎn)水、注水及剩余污水預(yù)測表 日產(chǎn)水（方）日注水（方）剩余污水（方） 2009 年 6527.122467.834059.29 2010 年 6748.332541.474206.86 2011 年 6969.542584.804384.74 2012 年 7190.752628.144562.61 2013 年 7411.972671.474740.50 2014 年 7633.182714.804918.38 2015 年 7793.782758.1450

33、35.64 2016 年 7984.692801.475183.22 2017 年 8205.912784.205421.71 2018 年 8305.912888.145417.77 表3-6 XX聯(lián)合站污水水質(zhì)分析結(jié)果 檢測 時間 K+Na mg/L Mg2+ mg/L Ca2+ mg/L Cl- mg/L SO42- mg/L HCO3- mg/L CO32 mg/L- 總礦化 度mg/L 07.8.72433.49.135.13367.896.169006631 18 由于外排污水溫度47-50，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了外排污水生物活動繁殖需要的20- 30的最佳溫度，不得不通過冷卻塔對污水進(jìn)行降溫

34、處理，增加了系統(tǒng)能耗。 （二）燃料原油消耗多，運(yùn)行成本高（二）燃料原油消耗多，運(yùn)行成本高 XX聯(lián)合站冬季各種熱負(fù)荷共有72608403kw，為了保證外輸?shù)陌踩拖到y(tǒng) 平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，加熱系統(tǒng)不僅消耗了所有的油田伴生氣，還消耗了12t/d原油，原油 消耗量占到了XX油田300t日產(chǎn)原油的4%，原油商品率低，運(yùn)行成本高。加熱系 統(tǒng)年消耗天然氣401104Nm3，原油4010t，耗電43104kw.h。 （三）加熱爐老化嚴(yán)重、安全性低、爐效低（三）加熱爐老化嚴(yán)重、安全性低、爐效低 XX聯(lián)合站的快裝加熱爐建于1996年，投產(chǎn)于1997年，現(xiàn)為淘汰產(chǎn)品，由于 快裝加熱爐為直接加熱爐，燃燒火焰直接燒烤加熱盤管，

35、極易造成加熱盤管的 老化和管內(nèi)原油的結(jié)焦，現(xiàn)3臺加熱爐腐蝕滲漏嚴(yán)重，另外3臺盤管支架變形， 斷裂；腐蝕滲漏嚴(yán)重，需要進(jìn)行更換和維修。 快裝加熱爐建于上世紀(jì)90年代，額定爐效80%，經(jīng)過多年的運(yùn)行，爐效已 經(jīng)降低到75%以下，爐效低、能耗高。由于快裝加熱爐為直接加熱爐，配套有緊 急放空閥門和管線用于工藝、管理等問題需要緊急停爐時使用，安全性差。 由于加熱爐等設(shè)備建成后的折舊期為14年，而該站的加熱爐已經(jīng)運(yùn)行了12 年，存在爐管老化、腐蝕滲漏等問題，到2010年就需要進(jìn)行更新加熱爐的建設(shè)， 現(xiàn)在XX油田廣泛應(yīng)用的加熱爐為真空相變加熱爐，額定爐效90%，2500kw加熱爐 單臺投資100萬元，該站全

36、部改造需要投資600-800萬元，運(yùn)行時在消耗全部天 然氣后，每年需消耗3000噸以上原油和43萬度電，運(yùn)行能耗仍然很高。 三、污水余熱回收利用技術(shù)三、污水余熱回收利用技術(shù) 石油行業(yè)是能源生產(chǎn)單位，同時也是能源消耗大戶，在工藝技術(shù)不斷進(jìn)步 的條件下，通過采用新工藝新技術(shù)和新設(shè)備，石油行業(yè)已經(jīng)在加熱爐和燃?xì)獍l(fā) 電機(jī)的高溫?zé)煔庥酂峄厥辗矫嫒〉昧溯^好的效益。 19 但是其他形式的低品位熱能并沒用被充分利用，怎樣充分利用油氣開采過 程中的熱能，一直是工程技術(shù)人員最關(guān)心的問題。我們通過廣泛調(diào)研，發(fā)現(xiàn)水 源熱泵技術(shù)可以提取生產(chǎn)污水的低品位熱源，通過熱泵機(jī)組的品位提升，滿足 生產(chǎn)、生活用熱的目的，而XX油田

37、污水量不僅量大而且溫度高，具備利用價值。 在調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過對XX油田各聯(lián)合站采用加熱爐及燃料消耗現(xiàn)狀分析， 優(yōu)選出天然氣驅(qū)動的吸收式水源熱泵對XX聯(lián)合站進(jìn)行加熱系統(tǒng)改造。利用XX聯(lián) 合站不多的天然氣資源和部分電能，通過熱泵機(jī)組回收利用47-50的外排污水 余熱，用于聯(lián)合站內(nèi)生產(chǎn)生活的加熱，節(jié)約燃料原油，實現(xiàn)節(jié)能降耗。 （一）水源熱泵（一）水源熱泵原理和效果原理和效果 水源熱泵機(jī)組根據(jù)驅(qū)動源的不同分為吸收式水源熱泵和壓縮式水源熱泵， 其中吸收式水源熱泵以蒸汽或天然氣等為驅(qū)動源，壓縮式水源熱泵以電能驅(qū)動。 1、熱泵原理 1）吸收式水源熱泵原理 溴化鋰吸收式熱泵是以溴化鋰溶液為吸收劑，以水為制冷

38、劑，利用水在高 真空下蒸發(fā)吸熱達(dá)到吸收低溫?zé)嵩礋崮艿哪康摹ｄ寤囄帐綗岜弥饕怯晌?收器、發(fā)生器、冷凝器和蒸發(fā)器四部分組成的。原理示意圖見圖3-3。 吸收式熱泵在以天然氣為驅(qū)動源時，天然氣燃燒放出的熱量在發(fā)生器內(nèi)加 熱溴化鋰稀溶液產(chǎn)生水蒸汽，水蒸汽進(jìn)入冷凝器放出熱量，冷凝成液體后進(jìn)入 蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器低溫低壓環(huán)境下吸收熱源水的熱量蒸發(fā)，這部分低溫低壓蒸 汽進(jìn)入高壓的吸收器中絕熱壓縮，溫度升高后被吸收，然后進(jìn)入發(fā)生器進(jìn)入下 一個循環(huán)。 水源熱泵的輸出溫度取決于熱源水溫度的高低，一般來說，被加熱介質(zhì)的 最高溫度可以高于熱源水出口溫度40以上。 20 2）壓縮式水源熱泵原理 一臺壓縮式熱泵裝置，主

39、要有蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥四部分組 成，通過讓工質(zhì)不斷完成蒸發(fā)（吸取環(huán)境中的熱量）壓縮（溫度再升高） 冷凝（放出熱量）節(jié)流再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移 到水中。原理示意圖見圖3-4。 圖 3-3 吸收式熱泵原理示意圖 圖3-4 壓縮式水源式熱泵原理示意圖 熱泵機(jī)組通過三個能量變化階段進(jìn)行工作。 第一階段：機(jī)組中的液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中與低品位熱源進(jìn)行熱交換，吸 收熱量蒸發(fā)成氣體，實現(xiàn)制冷劑的蒸發(fā)提取低品位熱能階段。 第二階段：蒸發(fā)吸收的氣體被吸入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，變成高溫、高壓的氣 體推進(jìn)冷凝器，實現(xiàn)熱量由低品位熱能向高品位人能的轉(zhuǎn)化階段。 第三階段：被推進(jìn)冷凝器的高溫高壓

40、的氣體與換熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換釋放高 21 品位熱能，并變成液態(tài)。實現(xiàn)了高品位熱能的輸出階段。 在整個能量轉(zhuǎn)換的過程中，制冷劑把從蒸發(fā)器內(nèi)吸收來的低品位熱能與輸 入的電能之和，一同轉(zhuǎn)化給換熱介質(zhì)，達(dá)到了熱泵將低品位熱能轉(zhuǎn)化為高品位 熱能的目的。 在利用低品位熱能的同時，只消耗了少部分電能，從而達(dá)到節(jié)能的目的。 2、實現(xiàn)的效果 吸收式水源熱泵機(jī)組能效比在 1.8-2.3，以天然氣等燃料或蒸汽為動力源， 配合少量的電能消耗，提取污水中的低品位熱能，可以大幅度減少燃料的消耗， 特別是減少燃料油的消耗，降低運(yùn)行成本。 壓縮式水源熱泵機(jī)組能效比在 3.5-3.8 左右，以電力為動力，提取污水中 的低品位熱能

41、，替代現(xiàn)有的燃料，節(jié)能降耗，降低運(yùn)行成本。 采用熱泵機(jī)組后，節(jié)省外排污水處理過程中的污水冷卻費(fèi)用。由于現(xiàn)有加 熱爐已經(jīng)建于 1996 年，到 2010 年需要更新改造，可以節(jié)省加熱爐更新改造費(fèi) 用。 （二）熱泵技術(shù)發(fā)展歷程（二）熱泵技術(shù)發(fā)展歷程 熱泵系統(tǒng)，十九世紀(jì)六十年代開始在美國提出之后，經(jīng)過40年的不斷改進(jìn) 和發(fā)展，技術(shù)日趨成熟，其產(chǎn)品已逐漸商品化，迄今已經(jīng)在北美建筑中應(yīng)用了 40多年。進(jìn)入七十年代后，這項技術(shù)在日本的推廣應(yīng)用很快。東芝、三菱電機(jī)、 PMAC公司均有水源熱泵產(chǎn)品出售，日本的東京、名古屋、橫濱等城市在七十 年代初就有很多采用熱泵系統(tǒng)的工程實例，例如，東京鐮倉河岸大廈、平和東

42、京大廈等。北歐在熱泵方面的應(yīng)用比較領(lǐng)先，現(xiàn)在整個北歐有180多臺大型熱泵 在運(yùn)行。我國最早在五十年代就曾經(jīng)在上海、天津等地夏取冬灌的方式抽取地 下水制冷?，F(xiàn)在，隨著節(jié)能減排，改善空氣質(zhì)量，城市中嚴(yán)格控制燃煤鍋爐的 應(yīng)用，熱泵機(jī)組開始逐步應(yīng)用。在北京已有近800萬平方米的居民小區(qū)建筑和公 共建筑采用熱泵系統(tǒng)供熱，像北京武警學(xué)院、菊兒小區(qū)等。中國中央和地方政 22 府支持熱泵技術(shù)的力度也逐漸加大，相繼出臺了多項政策，引導(dǎo)行業(yè)的健康發(fā) 展。 現(xiàn)在水源熱泵技術(shù)已經(jīng)較為成熟，水源熱泵根據(jù)驅(qū)動源的不同分為吸收式 熱泵和壓縮式熱泵。吸收式熱泵可以采用蒸汽或天然氣等為驅(qū)動源，天然氣驅(qū) 動的吸收式熱泵機(jī)組能效比

43、為 1.8-2.3，在增加少量耗電的情況下，利用天然 氣作為主動力，提取污水中充足的低品位熱源，減少能耗和降低運(yùn)行費(fèi)用。壓 縮式水源熱泵能效比在 3.5-3.8，采用電力驅(qū)動提取污水中充足的低品位熱源， 減少能耗和降低運(yùn)行費(fèi)用。 ( (三三) )熱泵技術(shù)推廣應(yīng)用的條件熱泵技術(shù)推廣應(yīng)用的條件 到目前為止，熱泵技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，設(shè)備本身不會影響熱泵技術(shù)的大面 積推廣，熱泵技術(shù)大面積推廣的關(guān)鍵在熱源方面和應(yīng)用。具體要求有以下幾點： 1、熱源穩(wěn)定而且是可再生的，可循環(huán)利用； 2、熱源介質(zhì)的低腐蝕性，對設(shè)備的損耗比較小； 3、對熱源的熱量提取不會導(dǎo)致原有生態(tài)平衡的傾斜和影響周圍的環(huán)境。 4、加熱溫度一般

44、只能滿足100以下的用熱需求。 5、有充足的動力，根據(jù)熱泵機(jī)組的不同可選用電力或天然氣等。 針對不同的環(huán)境，可采用的熱源主要有以下幾種： 1、 空氣源熱泵：主要應(yīng)用在家用小型空調(diào)系統(tǒng)中，存在的主要缺陷是溫 度不太穩(wěn)定，容易受外界環(huán)境的影響，流量也不易受控制，容易結(jié)霜，大面積 推廣使用收到限制。 2、 土壤源熱泵：是以大地為熱源對建筑進(jìn)行空調(diào)的技術(shù)，缺陷是地下埋 管換熱器的供熱性能受土壤性質(zhì)影響較大。 3、 水源熱泵：主要有地表水源熱、地下水源、工業(yè)循環(huán)水、工業(yè)廢水等 幾種。 23 1）地表水源一般水量較大，換熱時取水溫差比較小，效果好于空氣源和 地源，主要缺陷是必需靠近江河湖海等水源豐富的地區(qū)

45、。 2）以地下水為熱源是現(xiàn)在社會比較盛行的一種取熱方式，即采取地下打 井埋管的方式。但該技術(shù)受地下水資源量和政府對地下水取用限制的影響。 3）工業(yè)循環(huán)水、工業(yè)廢水主要集中在熱電廠、化工企業(yè)、石油生產(chǎn)加工 企業(yè)等有大量冷卻循環(huán)水、外排污水和石油開采企業(yè)具有大量的回注水，溫度 在30以上其流量穩(wěn)定，不結(jié)霜，也不會對外界環(huán)境造成壞的影響。利用這些 水源進(jìn)行熱泵提取可以達(dá)到多重效果。 （四）污水余熱回收利用站址的選擇（四）污水余熱回收利用站址的選擇 XX油田現(xiàn)有污水產(chǎn)出的聯(lián)合站19座，其中采用燃?xì)夂腿加碗p燃料加熱的聯(lián) 合站7座。在這七座聯(lián)合站中，XX聯(lián)合站存在原油消耗數(shù)量大，加熱爐運(yùn)行時間 長，污水外

46、排溫度高，加熱溫度在80以下等諸多特點，是最理想的應(yīng)用場所。 四、污水余熱回收利用方案四、污水余熱回收利用方案 根據(jù)對XX聯(lián)合站各運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計和物料熱能情況的計算，該站在冬季最高 熱負(fù)荷8403kw：其中78熱負(fù)荷2198kw，75熱負(fù)荷2062kw，65以下熱負(fù)荷 4143kw。日常熱負(fù)荷70及以上3505kw，70以下3755kw。 XX聯(lián)合站現(xiàn)有天然氣11000m3/d，可以提供熱量4525kw?，F(xiàn)有47的外排污 水3000m3/d，在溫度降低到20情況下可以提取3920kw的熱量，熱源滿足該站 8403kw的總用熱需求，同時外排污水處理不受影響。 （一）規(guī)劃方案（一）規(guī)劃方案 方案一：

47、采用能效比方案一：采用能效比1.91.9的吸收式水源熱泵的吸收式水源熱泵 現(xiàn)有天然氣可以提供4525kw的熱能，總的用熱需求為8403kw，需求與天然 氣供給能量比值為1.857，因此，XX聯(lián)合站采用能效比不低于1.9的吸收式熱泵 滿足該站的總用熱需要。該熱泵需要提取污水能量3978kw，提取熱能后 24 3000m3/d外排污水溫度從47降至20.5，可以滿足污水外排處理要求。 70及以上加熱需求包含外輸、摻水和脫水，可以采用1臺5000kw或2臺 2500kw熱泵機(jī)組，其中在特殊情況下外輸加熱提升到80左右來保證外輸管線 的正常運(yùn)行。為了保證外輸加熱的穩(wěn)定性和溫度的提升要求，確定外輸加熱由

48、1 臺2500kw的熱泵單獨提供，同時另外1臺2500kw熱泵可以作為外輸熱泵的備用設(shè) 備。 1、熱泵加熱能力： 10000kw 其中：外輸采用2500kw熱泵1臺，脫水和摻水采用2500kw熱泵1臺，南部來 油、系統(tǒng)及采暖采用5000kw熱泵1臺。 2、燃料：天然氣11000m3/d，在天然氣供應(yīng)不足情況下，可補(bǔ)充原油為熱 泵驅(qū)動源。 3、污水水源：外排污水3000m3/d，溫度在47-50，取熱范圍為 3000m3/d，溫度最低值47，取熱后污水溫度20直接進(jìn)外排處理系統(tǒng)。 4、熱泵機(jī)組及配套：新建2500kw熱泵2臺，5000kw熱泵1臺；熱源污水用換 熱器4具，加熱介質(zhì)用換熱器7具，循

49、環(huán)水泵1套，水處理裝置1套等。為了延長 熱泵機(jī)組的檢修周期和減少維護(hù)費(fèi)用，污水以及被加熱介質(zhì)與熱泵機(jī)組之間采 用換熱器進(jìn)行熱量交換，熱泵機(jī)組、換熱器、循環(huán)水泵、水處理裝置、水箱、 除污器及自控系統(tǒng)建于輔助廠房內(nèi)，工藝流程示意圖見圖3-5和圖3-6。 5、熱泵泵房及外部管網(wǎng)配套 熱泵房建于現(xiàn)聯(lián)合站東側(cè)的空地，占地面積 4050m。污水站新建熱源污 水提升泵 2 臺，新建熱源污水、系統(tǒng)來液、脫水、摻水、采暖、外輸與熱泵機(jī) 組的連通管道。所有需加熱的油水管線全部保溫架空敷設(shè)。平面位置見圖 3- 7。 25 圖3-5 方案一熱泵工藝流程示意圖 圖3-6 方案一系統(tǒng)加熱工藝流程示意圖 26 圖3-7 方

50、案一平面布置示意圖 6、 工程投資 2484 萬元，主要工程量及投資估算見表3-7。 表 3-7 主要工程量及投資估算表 序號項 目 名 稱單位數(shù)量投資(萬元) 一工程費(fèi)用 2094.23 1 熱泵系統(tǒng)及配套項 11534.1 2 管網(wǎng)配套項 1373.13 3 給排水系統(tǒng)項 130 4 土建工程項 1157 二其他及不可預(yù)見費(fèi)項 1389.77 三合計 2484 27 7、運(yùn)行費(fèi)用見表 3-8。 表 3-8 XX 聯(lián)合站污水余熱工程實施前后運(yùn)行費(fèi)用表 序號運(yùn)行費(fèi)用實施前實施后節(jié)約費(fèi)用備注 1 所耗天然氣 401104Nm3401104Nm3 0 萬元1 元/Nm3 2 所耗原油4010 噸

51、0 不計算費(fèi)用，按收入考慮 3 設(shè)備維護(hù)修理40 萬元75 萬元-35 萬元 4 消耗電 43104kW.h193104kW.h -103 萬元 0.69 元/kW.h 5 折舊費(fèi)43 萬元177 萬元-134 萬元14 年折舊期 6 管理和銷售費(fèi)用30 萬元-30 萬元 小計實施后投產(chǎn)當(dāng)年新增運(yùn)行費(fèi)用 302 萬元/年 28 方案二：采用能效比方案二：采用能效比3.53.5的壓縮式水源熱泵和爐效的壓縮式水源熱泵和爐效90%90%的真空加熱爐的真空加熱爐 由于該站產(chǎn)天然氣有一定程度的波動，為了加熱系統(tǒng)更平穩(wěn)的運(yùn)行，天然 氣仍用于加熱爐加熱，其他加熱爐利用壓縮式水源熱泵進(jìn)行替換。 現(xiàn)有天然氣可以

52、提供4525kw的熱能，可以滿足脫水1699kw和外輸2198kw的 加熱需求，其他南部來油、系統(tǒng)來液、摻水和冬季采暖總熱負(fù)荷4506kw，其中 75熱負(fù)荷363kw，70以下熱負(fù)荷4163kw，利用壓縮式水源熱泵進(jìn)行替換。其 中的摻水加熱363kw采用能效比3.5的超高溫?zé)岜脵C(jī)組，75以下的4163kw采用 能效比3.8的高溫?zé)岜脵C(jī)組。該熱泵機(jī)組共需耗電1200kw，提取污水余熱能量 3326kw，提取熱能后3000m3/d外排污水溫度從47降至24，可以滿足污水外 排處理要求。 1、爐效90%真空加熱爐，加熱總能力：5000kw 其中：外輸采用2500kw加熱爐1臺，脫水采用2500kw加

53、熱爐1臺，備用 2500kw加熱爐1臺。 2、熱泵加熱能力：總負(fù)荷5500kw。 其中：摻水采用500kw的能效比3.5熱泵1臺，南部來油、系統(tǒng)及采暖采用 5000kw的能效比3.8熱泵1臺。 3、污水水源：現(xiàn)有3000m3/d，溫度在47-50，取熱范圍為3000m3/d，溫 度最低值47，取熱后3000m3/d污水24直接進(jìn)外排處理系統(tǒng)。 4、熱泵機(jī)組及配套：新建500kw熱泵1臺，5000kw熱泵1臺；熱源污水用換 熱器3具，加熱介質(zhì)用換熱器5具，循環(huán)水泵1套，水處理裝置1套等。為了延長 熱泵機(jī)組的檢修周期和減少維護(hù)費(fèi)用，污水以及被加熱介質(zhì)與熱泵機(jī)組之間采 用換熱器進(jìn)行熱量交換，熱泵機(jī)組

54、、換熱器、循環(huán)水泵、水處理裝置、水箱、 除污器及自控系統(tǒng)建于輔助廠房內(nèi)，工藝流程示意圖見圖3-8和圖3-9。 5、熱泵泵房及外部管網(wǎng)配套 29 熱泵房建于現(xiàn)聯(lián)合站東側(cè)的空地，占地面積 4050m。污水站新建熱源污 水提升泵 2 臺，熱源污水、系統(tǒng)來液南部來油、摻水和采暖系統(tǒng)與熱泵機(jī)組連 通管道。所有需加熱油水管線全部保溫架空敷設(shè)。平面布置見方案一。 6、外輸、脫水及備用加熱爐建于現(xiàn)有加熱爐位置。 圖3-8 方案二熱泵工藝流程示意圖 圖3-9 方案二系統(tǒng)工藝流程示意圖 30 6、 工程投資2052 萬元， 主要工程量及投資估算見表 3-9。 表 3-9 主要工程量及投資估算表 序號項 目 名 稱

55、單位數(shù)量投資(萬元) 一工程費(fèi)用 1730 1 加熱爐及配套項 1300 2 熱泵系統(tǒng)及配套項 1963 3 管網(wǎng)配套項 1252 4 給排水系統(tǒng)項 130 5 土建工程項 1185 二其他及不可預(yù)見費(fèi)項 1322 三合計 2052 7、運(yùn)行費(fèi)用見表 3-10。 表 3-10 XX 聯(lián)合站污水余熱實施前后運(yùn)行費(fèi)用表 序號運(yùn)行費(fèi)用實施前實施后節(jié)約費(fèi)用備注 1 所耗天然氣 401104Nm3401104Nm3 0 萬元1 元/Nm3 2 所耗原油4010 噸 0 不計算費(fèi)用，按收入考慮 3 設(shè)備維護(hù)修理40 萬元64 萬元-24 萬元 4 消耗電 43104kW.h1180104kW.h -785

56、 萬元 0.69 元/kW.h 5 折舊費(fèi)43 萬元147 萬元-104 萬元14 年折舊期 6 管理及銷售費(fèi)用30 萬元-30 萬元 小計實施后投產(chǎn)當(dāng)年新增運(yùn)行費(fèi)用 943 萬元/年 31 方案比選方案比選 表 3-11 工藝方案優(yōu)缺點對比表 方案一方案二 方案 采用吸收式熱泵機(jī)組，通過 換熱器吸收外排的污水熱能用于油 水等的全部加熱，節(jié)約燃料油資源。 部分采用壓縮式熱泵機(jī)組，通過換熱器吸 收外排污水熱能用于來油、來液、摻水和采暖 加熱。脫水和外輸加熱仍采用加熱爐。節(jié)約燃 料油資源。 管理吸收熱泵機(jī)組管理模式加熱爐和電力熱泵機(jī)組管理模式 投資2484 萬元2052 萬元 運(yùn)行費(fèi)用新增 302

57、 萬元/年新增 943 萬元/年 優(yōu)點 主要以天然氣作為動力，運(yùn)行 費(fèi)用低。 1、機(jī)組體積小、噪音低，沒有可燃性氣體。 2、建有 1 臺備用加熱爐，安全系數(shù)大。 缺點 1、一次性投資高。 2、熱泵體積大，控制參數(shù)多。 1、加熱系統(tǒng)分別位于兩處，管理點多； 2、增加大量的電力消耗，運(yùn)行費(fèi)用高。 經(jīng)綜合比較，推薦方案一。 32 第四章第四章 節(jié)能節(jié)能 一、綜合能耗分析一、綜合能耗分析 1、XX 聯(lián)合站污水余熱實施前綜合能耗 2008 年 XX 聯(lián)合站加熱爐共消耗各種能源 10650 噸標(biāo)準(zhǔn)煤，能源消耗以天 然氣、原油為主，污水余熱實施后能源消耗以天然氣為主、電力為輔。實施前 后能源消耗構(gòu)成見表 4

58、-1 和表 4-2。 表 4-1 實施前能源消耗構(gòu)成表 種類計量單位能耗 天然氣 104Nm3401 原油 t4010 電能 104Kw.h43 合計噸標(biāo)準(zhǔn)煤 10650 表 4-2 實施后能源消耗構(gòu)成表 種類計量單位能耗 電 104kw.h193 天然氣 104Nm3401 原油 t0 合計噸標(biāo)準(zhǔn)煤 5105 采用熱泵后，年節(jié)約原油4010t，新增耗電150104度。 2、能耗分析 由實施前后的能源消耗量可以看出，實施后的綜合能耗比實施前減少了 5545 噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占實施前綜合能耗的 52%。 3、煙塵和氮氧化物排放量變化 通過利用吸收式水源熱泵，減少燃料油消耗 4010t，每年可減少煙塵排

59、放 13.2t，可減少氮氧化物排放 14.4t。 33 二、節(jié)能措施二、節(jié)能措施 1、本項目是采用熱泵技術(shù)利用外排污水中的低溫?zé)崃?，提取回收后作為?中供熱的新熱源，它不消耗煤炭、石油，消耗的天然氣與供熱能力是 11.9 的 增值關(guān)系，每供應(yīng) 1.9kw.h 的熱量，僅消耗 1kw.h 的天然氣，其余 0.9KW.h 熱 量是從外排污水中提取回收的，所以，這是一個節(jié)約能源的項目。 2、在項目設(shè)計及實施過程中，應(yīng)采取有利措施來節(jié)約能源，主要的綜合措 施是: 應(yīng)選擇合適的熱泵機(jī)組，使其功率匹配，熱效率高，確保 COP 值在 1.9 以上。 合理選擇升壓泵、循環(huán)水泵等的型號，并加設(shè)變頻裝置，降低電能

60、消耗。 在熱泵機(jī)房設(shè)置各種相關(guān)的計量控制儀表，對用能部分進(jìn)行計量和檢測， 優(yōu)化運(yùn)行。 熱泵煙氣余熱回收的熱能用于未加熱部分系統(tǒng)來液，提高脫水系統(tǒng)的進(jìn) 口溫度。 根據(jù)不同季節(jié)的實際需要，及時調(diào)整生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)，保證安全生產(chǎn)，降 低運(yùn)行能耗。 34 第五章第五章 環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù) 一、環(huán)境現(xiàn)狀一、環(huán)境現(xiàn)狀 XX 聯(lián)合站位于河北省黃驊市，河北省地處中國東部沿海，氣候?qū)倥瘻貛Т?陸性季風(fēng)氣候。全年平均氣溫介于-0.514.2之間，年極端最高氣溫多出 現(xiàn)在 6、7 月份。河北省熱源充沛，年日照數(shù)在 27002900 小時之間。 二、主要污染源和污染物二、主要污染源和污染物 1、主要污染源 聯(lián)合站內(nèi)的加熱爐