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高溫水源熱泵在大港油田的應(yīng)用
高溫水源熱泵在大港油田的應(yīng)用
摘要:本文對高溫喂料機水源熱泵應(yīng)用于大港油田的案例進行了應(yīng)用分析,在經(jīng)濟性等多方面比替代方案具有巨大的優(yōu)勢。
關(guān)鍵詞:高溫水源熱泵 地?zé)峁┡?nbsp石頭粉碎機;尾水 節(jié)能 環(huán)保
The applied anYZS系列小型振動電機alysis of high temperature heat pump using at DaGang Oil Field
Fuchun Me大傾角波形擋邊輸送機ng Jing You
(Beijing Qingyuanshiji Scientific & teXGZ系列鑄石刮板輸送機chnical Ltd.)
Abstract:This essay make a analysis of high temperatur星型卸料器e heat pump using at DaGang Oil Field ,at several respects such as economy ,have a huge advantage .
Keyword:High temperature heat pump;Geo-heating; Tail water; Energy-saving; Environme煤破碎機ntal protecting.
一旋流篩、項目概況
大港油田集團鉆井工程公司第一鉆井公司位于天津大港,現(xiàn)有地?zé)峋豢?,地?zé)崴鏊疁貫?5℃,水量為25t/h,2003~2004年采暖季采用北京清源世紀(jì)科技公司生產(chǎn)的高溫水源熱泵一臺,總供熱面積為8500㎡,其中5500㎡為平房面積,辦公樓面積為3000㎡。在2003年之前,采用地?zé)崴苯庸岬姆绞?,供熱效果雙齒輥破碎機不佳;采用高溫水源熱泵后,經(jīng)過一個采暖季的實際運行,供熱效果良好,超過了原定設(shè)計要求。
二、負(fù)荷下料機計算
經(jīng)查有關(guān)規(guī)范,該地區(qū)冬季采暖室外計算溫度為-9℃,室內(nèi)計算溫度為鏈條輸送機18℃。負(fù)荷指標(biāo)辦公樓按照60W/㎡來計算;平房按照100W/㎡來計算。
辦公樓總供暖面積: F =&nb振動篩機sp;3000㎡
辦公樓總熱負(fù)荷: Q = q&nb板式輸送鏈sp;× F = 60×3000=180kW
平房總供暖面積: F&n頁巖粉碎機bsp;= 5500㎡
平房總熱負(fù)給料機荷: Q = q × F = 100×5500=550kW
三、現(xiàn)狀分析
大港油田集團鉆井工程公司第一鉆井公司總供熱面積為8500㎡,2003年采暖季以前采用地?zé)崴苯庸┡?,地?zé)崴苯庸┡責(zé)崴目捎脺亟凳怯邢薜?,按天津地區(qū)地?zé)峁┡慕?jīng)驗,末端為散熱器片的供暖系統(tǒng)地?zé)崴淖畹团欧艤囟炔灰说陀?5℃,按此計算地?zé)崴┡瘯r可放出的熱量為:Q = 25×(55-35)×1.163 = 582kw,與系統(tǒng)最大熱負(fù)荷730kw相比差了20%;實際供暖中因供暖用戶較分散,供暖的供、回水主管道均為室外架空敷設(shè),熱損較大,同時系統(tǒng)多年來未做大的改動,存在漏水及較為嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象,散熱效果不好,供熱系統(tǒng)不是按此低供、回水溫度運行工況設(shè)計的,散熱器的散熱面積不足,這些原因?qū)е鹿岵蛔氵_(dá)40%,供暖時室內(nèi)溫度多在12℃以下,嚴(yán)重影響了正常工作。
四、供暖方案
55℃地?zé)崴紫韧ㄟ^原系統(tǒng)供給平房,盡可能釋放熱量后進入熱泵,經(jīng)板式換熱器與循環(huán)水進行熱量交換,進行完熱量交換的循環(huán)水進高溫水源熱泵機組經(jīng)熱量提升后,輸出75℃高溫?zé)崴┙o末端為散熱器片的3000㎡辦公樓供暖。地?zé)崴?yīng)平房溫度降低后,進入、板換之前溫度降低至不足36℃。
辦公樓里共有118個房間,該公司的大多數(shù)職工在該樓內(nèi)辦公,對環(huán)境要求較高,平房部分夜間大多無人居住因而相對對供熱效果要求較低,所以,本項目的關(guān)鍵在于:在徹底解決辦公樓供暖問題的同時很好的改善平房系統(tǒng)的供熱效果。
改造方案的實施主要包括下列內(nèi)容:
1. 將原供熱系統(tǒng)分成兩套系統(tǒng),分別為辦公樓系統(tǒng)與平房供熱系統(tǒng),原平房供熱系統(tǒng)沿用地?zé)崴苯庸┡姆绞讲蛔?,重新敷設(shè)供、回水主管道,作好管道的外保溫,通過計算后增加平房供熱系統(tǒng)末端散熱器片的面積,全部地?zé)崴紫葹槠椒肯到y(tǒng)供熱,地?zé)崴煞艧?82kw,考慮管網(wǎng)熱損,基本能滿足550kw平房系統(tǒng)最大熱負(fù)荷的需求。
2. 為防止地?zé)嵛菜畬岜脵C組的蒸發(fā)器造成腐蝕,辦公室供熱系統(tǒng)設(shè)鈦合金板式換熱器,為平房系統(tǒng)供熱后的地?zé)嵛菜M入板換與熱泵蒸發(fā)器側(cè)的循環(huán)水進行熱量交換,經(jīng)熱泵機組的壓縮機作功在冷凝器放熱同時輸出75℃的高溫?zé)崴疄檗k公室供暖,熱泵蒸發(fā)器側(cè)的循環(huán)水及辦公室供暖系統(tǒng)循環(huán)水均采用軟化水,避免了地?zé)崴母g及熱泵機組、系統(tǒng)管網(wǎng)的結(jié)垢。
3. 在辦公樓供暖系統(tǒng)中增設(shè)補水定壓系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng);
主要設(shè)備的電功率:
QYHP-220H高溫水源熱泵:66kW
循環(huán)水泵(一用一備):1.5kW
熱源水循環(huán)泵(一用一備):1.5kW
補水泵(一用一備):1.1kW
實際工況驗算:
25t/h,55℃的地?zé)崴?jīng)過平房后,溫度降低至36℃后,釋放的能量為:
Q=582kW,考慮管網(wǎng)熱損,基本能滿足550kw平房系統(tǒng)最大熱負(fù)荷的需求。
QYHP-220H高溫水源熱泵機組在此設(shè)計工況下,實際制熱量為193kW,完全能夠滿足辦公樓在最冷天氣下的供暖需求。
五、經(jīng)濟性分析
根據(jù)一個采暖季的運行情況分析,高溫水源熱泵機組的工作情況良好,由于熱泵本身具有完備的自動控制功能,運行管理人員根據(jù)天氣情況,自行設(shè)定熱泵的出水溫度,使熱泵的平均COP得到了很大的提高,例如在天氣不太冷的情況下,將熱泵的出口溫度設(shè)定為55℃,此時熱泵的COP達(dá)到了5以上,節(jié)能性非常好。
在下面的計算中,我們考慮熱泵系統(tǒng)(已經(jīng)考慮水泵的耗電情況)的采暖季平均COP為3.8;電價:該項目電價采用大工業(yè)電價:0.45元/kW.h;供暖時間為120天/年
平均熱指標(biāo):考慮按照24小時不間斷供熱的平均熱指標(biāo)為32w/㎡。
該項目的全年運行費用為(不考慮地?zé)崴M):32740
每平方米平均為:10.91元/㎡
如果不采用高溫水源熱泵,該地區(qū)將采用燃油鍋爐(取效率為90%),則全年運行費用為:108336元,折合為單位供暖面積為:36.11元/㎡,運行費用是熱泵的330%。
下表為高溫水源熱泵與燃油鍋爐的投資收益分析(針對3000㎡進行比較):
高溫水源熱泵系統(tǒng)
燃油鍋爐系統(tǒng)
用能方式
電能
燃油+循環(huán)水泵電耗
平均每天耗能量
606kW.h
72kW.h+256kg油
平均每天的運行費用
273元
903元
整個采暖季耗能量
72720kW.h
8640kW.h+30720kg油
整個采暖季運行費用
32724元
108336元
每平方米運行費用
10.91元/㎡
36.11元/㎡
初投資
26萬元
10萬元
靜態(tài)投資回收年限
2.2年
從上表可以看出,采用高溫水源熱泵系統(tǒng),在投資回報方面具有極佳的優(yōu)勢。
六、項目特點
1. 余熱利用、經(jīng)濟節(jié)能
本項目充分利用了地?zé)嵛菜械臒崮?,使一口井發(fā)揮了兩口井的用處,不僅滿足了供暖的需求,同時使地?zé)崴奈菜疁囟让黠@降低,有利于油田對這些地?zé)崴倪M一步利用。
2. 綠色環(huán)保、效益顯著
采用地?zé)崴痈邷厮礋岜萌〈加湾仩t可取得很好的環(huán)保效應(yīng)和經(jīng)濟效應(yīng),避免了燃油鍋爐對環(huán)境的污染。同時沒有安全問題。
3. 優(yōu)化系統(tǒng)、節(jié)約泵耗
原方案是采用地?zé)崴惫┑姆绞剑責(zé)崴畬ο到y(tǒng)存在這嚴(yán)重的腐蝕,據(jù)現(xiàn)場實際情況,大約只用了兩年,外網(wǎng)管道便全部蝕穿?,F(xiàn)在供暖系統(tǒng)中最重要的辦公樓系統(tǒng)改為間供,大大降低了供熱系統(tǒng)的檢修費用。同時,直供改間供,也會帶來水泵電耗的極大降低,該項目中的循環(huán)水泵電耗只要1.5kW。
4. 重點突出,兼顧其余
經(jīng)改造后,不僅實現(xiàn)了辦公樓采暖的需要,原列為次要的平房部分的供暖問題也得到了很好的解決,優(yōu)化了工作環(huán)境,得到上全部職工的好評。
5. 一機多用,節(jié)約資金
在該項目中,利用高溫水源熱泵提供冬季供暖的同時,還可提供夏季制冷,尚有100KW的制冷能力,可約為1000㎡普通建筑物實施夏季供冷,一機多用,從而避免了中央空調(diào)系統(tǒng)的重復(fù)投資,提高了設(shè)備的利用率。
6. 性能穩(wěn)定、高度自控
高溫水源熱泵運行自動化程度高,便于操控,運行人員少,經(jīng)現(xiàn)場人員反映,只需設(shè)定好出水溫度,熱泵的壓縮機就會根據(jù)回水溫度自動的實現(xiàn)上載和下載,節(jié)能程度非常好。
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