CN110306969A - 油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置。它解决了现有油水分离时能源浪费大等技术问题。包括采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置、三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统、集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统、好油净化油罐系统、炼油厂、电辅助蒸汽发生炉系统、反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统、污水处理系统和回灌水井。优点在于：提高了净化效率，可增强回注井的回注水能力，尽可能地利用可再生能源作为热力能源，降低了回注水的温度，消除了废水排放污染，免去了因使用燃烧炉产生烟尘污染的可能性。
Description
技术领域
本发明属于热泵设备技术领域，具体涉及一种油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置。
背景技术
石油采油集输系统通常是高含水石油采集至地面后，根据出油温度和传输距离，以及当地的气候特征，仅保温输送或经使用燃料的燃烧炉加热输送至集输站/联合站，在站内再经使用燃料的燃烧炉进行分步加热加温至45～55℃进行油水分离/净化，好油被保温输出，污水进入污水处理厂深度净化后，由压力泵向回注井注水，这一过程中的加热热源通常是由燃煤/油气/蒸汽锅炉以0.2～0.4MPa饱和蒸汽向各换热器以间壁式换热方式提供的。总热量中，一部分用于加温预热来油，一部分是设备与管线的散热损失，一部分由净化后输出的好油带走，一大部分随污水排往污水处理系统，之后再回注到地下，因此这一大部分随污水排走的热量就被浪费了。废水处理系统工艺通常有三级机械吸附过滤净化，一级气浮分离，末级超滤膜深度净化，其运行能耗较大，反清洗再生时产生的废水仍需再次深度处理方能排放。因此提高石油采油集输系统中油水分离时热利用率就是一个紧迫的问题。
为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案，例如，中国专利文献公开了一种油田余热天然气高温热泵工艺[申请号：200810015763.8]：该工艺是利用油井采出液或油田污水余热，通过换热器获得热泵所需的低品位能源，而该热泵是应用油田天然气作为动力，经天然气发动机带动热泵压缩机的热泵体系，经天然气热泵提温后，将热量再利用。
上述方案虽然在一定程度上缓解了油田余热的利用率低的问题，但是该方案依然存在着：油水分离时候的污水再利用率低，需要天然气进行加热不够环保的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种利用可再生能源为热力能源提高热量效率的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，本系统装置包括采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置，所述的采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置连接有三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统，所述的三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统依次连接有集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统和好油净化油罐系统，所述的好油净化油罐系统连接有炼油厂，所述的三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统和集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统之间设有电辅助蒸汽发生炉系统，所述的集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统和好油净化油罐系统连接有反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统，且所述的反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统通过污水处理系统和回灌水井相连。
当系统进入正常工作状态后，由于抽油井口的太阳光热集热蓄热池的热能的加入，油水混合物进入集输站后再由电动热泵的升温效应维持油水分离罐、好油净化罐内45℃左右进行分离与净化。油水分离后的污水经过热泵装置蒸发冷却，热能被回收，污水以15℃左右进入污水处理系统后再经压力水泵向回注井注入。反清洗废水经过蒸发浓缩固溶物以干态分离出来。其直接效果是尽可能多地利用可再生能源作为热力能源，消除了废水排放污染，降低了回注污水的温度。因不使用燃烧加热炉而避免了烟气污染的可能性。
在上述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置中，所述的采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置包括设置在采油井内的出油管，所述的出油管分别和至少一个带保温结构的地面构筑池体内的埋入式盘管换热器的一端相连，所述的带保温结构的地面构筑池体上端设有透光隔热板，所述的带保温结构的地面构筑池体内存放有过饱和盐溶液且所述的埋入式盘管换热器浸设在过饱和盐溶液内。其中，这里的带保温结构的地面构筑池体上端设有等面积的双层隔热玻璃透光板，池体内饱和浓盐溶液，盐溶液内置换热盘管及其进出入接口。当采油井出口的油水混合物的温度＜40℃时，通过阀门控制可将此导入已被太阳光热加热至60℃以上的盐溶液之中的盘管时，能使其温度升至45℃以上，据此可充分地减少集输站站内的加热分离处理过程的加热能量。这种装置可根据采油井现场场地状况可集中或分散设置1～N个。
在上述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置中，所述的集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统包括至少一个依次相连的油水静止分离罐体，相邻两个油水静止分离罐体之间通过罐内油位出口控制器相连，在油水静止分离罐体上端设有罐体呼吸阻火阀，下端设有罐内循环再加热及气浮释放器，所述的油水静止分离罐体通过入站油水混合总管和埋入式盘管换热器的一端相连，所述的罐内循环再加热及气浮释放器通过罐内加热污水再循环入口管与设置在罐内污水循环再热总进水管上的空气吸入曝气器相连，所述的罐内污水循环再热总进水管上设有与空气吸入曝气器相连的污水再热低温再循环供水泵，且所述的空气吸入曝气器和污水再热低温再循环供水泵之间连接有设置在再循环污水出管上的污水再热高温再循环供水泵，所述的油水静止分离罐体通过罐内加热污水再循环出口管和污水再热循环回水总管相连，且所述的污水再热循环回水总管连接有污水再热循环回水泵。其中，对采油井输送来的油水混合物进行油水预热，加温达到利用物理化学手段在罐内完成油水分离的目的。其加温过程如果有需要时，可再用热泵机组产生的40～50℃的水蒸汽采用热掺方式预热入站油水混合物至45℃左右，采用油水分离罐底部污水罐外循环时用热泵机组产生的50～60℃的水蒸汽热掺方式使分离罐内温度维持在45℃左右的设置温度。
在上述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置中，所述的好油净化油罐系统包括至少一个通过罐上部油溢流管与油水静止分离罐体的罐内油位出口控制器相连且具有罐内盘管加热器的净化油罐，所述的净化油罐上端设有罐顶呼吸阻火阀，所述的净化油罐通过好油送出管和炼油厂相连，所述的净化油罐的罐底部污水进水加热再循环管和罐内污水循环再热总进水管相连，所述的净化油罐的罐底部污水出水加热再循环管和污水再热循环回水总管相连。通过引入热泵机组产生的50～60℃水蒸汽热掺方式使污水在盘管内的间壁式换热使罐体保持在45℃温度。
在上述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置中，所述的三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统包括依次设置的一级污水蒸发冷却净化热泵组件、二级污水蒸发冷却净化热泵组件和三级污水蒸发冷却净化热泵组件。
在上述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置中，所述的一级污水蒸发冷却净化热泵组件包括一级蒸发冷却罐，所述的一级蒸发冷却罐通过一级蒸发冷却污水进水管和污水再热循环回水泵相连，所述的一级蒸发冷却罐上端通过一级蒸汽压缩机和一级文丘里冷凝器相连，所述的一级文丘里冷凝器通过再循环污水出管和污水再热高温再循环供水泵相连，所述的一级文丘里冷凝器通过再循环来污水管和污水再热循环回水泵相连，所述的一级蒸发冷却罐下端连接有一级蒸发冷却罐污水出水泵、一级蒸发冷却罐出渣过滤器和一级排污管。
在上述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置中，所述的二级污水蒸发冷却净化热泵组件包括通过二级蒸发冷却污水进水管与一级蒸发冷却罐污水出水泵相连的二级蒸发冷却罐，所述的二级蒸发冷却罐通过二级蒸汽压缩机和二级文丘里冷凝器相连，所述的二级文丘里冷凝器通过采油井来油出口往油水分离罐出口管和入站油水混合总管相连，且所述的二级文丘里冷凝器通过采油井来油入口管和埋入式盘管换热器相连，且所述的二级蒸发冷却罐下端连接有二级污水出水泵、二级蒸发罐出渣过滤器和二级排污管。
在上述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置中，所述的三级污水蒸发冷却净化热泵组件包括通过三级污水进水管和二级污水出水泵相连的三级蒸发冷却罐，三级蒸发冷却罐上端设有真空泵，所述的三级蒸发冷却罐通过三级蒸汽压缩机和三级间壁式冷凝器相连，所述的三级间壁式冷凝器上设有排空气阀，且所述的三级间壁式冷凝器和外部贮水箱来水相连，且所述的三级污水进水管和回水去外部贮水箱相连，且所述的回水去外部贮水箱通过外部贮水箱循环水泵和三级间壁式冷凝器相连，且所述的二级蒸发冷却污水进水管连接在回水去外部贮水箱和三级污水进水管之间，所述的三级间壁式冷凝器通过清水出水管和凝结水贮水箱相连，所述的三级蒸发冷却罐下端分别设有三级浓缩排渣器和三级排渣管，且所述的三级蒸发冷却罐通过三级污水排水泵和与污水处理系统相连的污水出水总管相连。
在上述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置中，所述的反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统包括反清洗废水集水罐，所述的反清洗废水集水罐通过反清洗产生的来废水总管和污水处理系统相连，所述的反清洗废水集水罐通过再循环污水管和污水再热低温再循环供水泵以及污水再热循环回水泵相连，且所述的反清洗废水集水罐通过设置在反清洗废水集水罐出水上的废水泵分别依次连接有一级蒸发浓缩干化热泵组件、二级蒸发浓缩干化热泵组件和三级蒸发浓缩干化热泵组件。
在上述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置中，所述的电辅助蒸汽发生炉系统包括电辅助蒸汽锅炉，所述的电辅助蒸汽锅炉一侧具有蒸汽锅炉供汽出口管，另一侧连接有与污水再热高温再循环供水泵相连的汽水换热加热器，且所述的电辅助蒸汽锅炉通过锅炉给水泵和水处理装置相连，且所述的水处理装置和汽水换热加热器相连。用于油水输送管道/油水分离罐/油净化罐的初始启动阶段的加热、备用加热热源、维修检修设备时的水蒸汽吹扫/回掺加热。
与现有的技术相比，当本发明的系统装置工作时具有以下优点：三级蒸发冷却冷凝产生的凝结水被用于污水处理系统装置的反清洗再生，强化了再生效果，延长了设备使用寿命，提高了净化效率，可增强回注井的回注水能力，尽可能地利用可再生能源作为热力能源，降低了回注水的温度，消除了废水排放污染，免去了因使用燃烧炉产生烟尘污染的可能性。在石油采油行业具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A处放大图；
图3是图1中B处放大图；
图4是图1中C处放大图；
图5是图1中D处放大图；
图中，采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置1、带保温结构的地面构筑池体1-1、透光隔热板1-2、埋入式盘管换热器1-3、过饱和盐溶液1-4、出油管1-5、采油井1-6、集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统2、入站油水混合总管2-1、油水静止分离罐体2-2、罐内循环再加热及气浮释放器2-3、罐体呼吸阻火阀2-4、罐内加热污水再循环入口管2-5-1、罐内加热污水再循环出口管2-5-2、罐内油位出口控制器2-6、罐内污水循环再热总进水管2-7、空气吸入曝气器2-8、污水再热高温再循环供水泵2-9、污水再热低温再循环供水泵2-10、污水再热循环回水泵2-11、污水再热循环回水总管2-12、好油净化油罐系统3、罐上部油溢流管3-1、净化油罐3-2、罐顶呼吸阻火阀3-3、罐底部污水进水加热再循环管3-4-1、罐底部污水出水加热再循环管3-4-2、罐内盘管加热器3-5、好油送出管3-6、三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统4、一级蒸发冷却污水进水管4-1、一级蒸发冷却罐4-2、一级蒸汽压缩机4-3、一级文丘里冷凝器4-4、一级蒸发冷却罐污水出水泵4-5、一级蒸发冷却罐出渣过滤器4-6，一级排污管4-7、再循环来污水管4-8、再循环污水出管4-9、二级蒸发冷却污水进水管4-10、二级蒸发冷却罐4-11、二级蒸汽压缩机4-12、二级文丘里冷凝器4-13、二级污水出水泵4-14、二级蒸发罐出渣过滤器4-15、二级排污管4-16、采油井来油入口管4-17、采油井来油出口往油水分离罐出口管4-18、三级污水进水管4-19、三级蒸发冷却罐4-20、三级蒸汽压缩机4-21、三级间壁式冷凝器4-22、三级污水排水泵4-23、三级浓缩排渣器4-24、三级排渣管4-25、外部贮水箱来水4-26、回水去外部贮水箱4-27、排空气阀4-28、外部贮水箱循环水泵4-29、真空泵4-30、污水出水总管4-31、清水出水管4-32、电辅助蒸汽发生炉系统5、电辅助蒸汽锅炉5-1、锅炉给水泵5-2、水处理装置5-3、汽水换热加热器5-4、蒸汽锅炉供汽出口管5-5、反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统6、反清洗产生的来废水总管6-1、反清洗废水集水罐6-2、再循环污水管6-3、反清洗废水集水罐出水6-4、废水泵6-5，废水总管6-6，一级蒸发浓缩罐6-7、一级蒸汽压缩机6-8、一级夹套冷凝器6-9，一级蒸发浓缩罐污水出水泵6-10、一级蒸发浓缩罐出渣过滤器6-11，一级排污管6-12、一级浓缩废水出水管6-13、二级蒸发浓缩罐6-14、二级蒸汽压缩机6-15、二级蒸发浓缩废水出水泵6-16、二级蒸发浓缩罐出渣过滤器6-17、二级排污管6-18、二级浓缩废水出水管6-19、三级蒸发浓缩罐6-20、三级蒸汽压缩机6-21真空泵6-22，三级夹套凝结水排水泵6-23、三级蒸发浓缩排渣器6-24、三级排渣管6-25、凝结水贮水箱6-26、凝结水贮水箱清水出水泵6-27、污水处理系统7、回灌水井8。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，本油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，包括采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置1，采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置1连接有三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统4，三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统4依次连接有集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统2和好油净化油罐系统3，好油净化油罐系统3连接有炼油厂，三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统4和集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统2之间设有电辅助蒸汽发生炉系统5，集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统2和好油净化油罐系统3连接有反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统6，且反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统6通过污水处理系统7和回灌水井8相连。本油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置由6个部分组成的：第1个部分为采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置，第2个部分为集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统，第3个部分为好油净化油罐系统，第4个部分为三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统，第5个部分为电辅助蒸汽发生炉系统，第6个部分为反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统。当系统进入正常工作状态后，直接效果是尽可能多地利用可再生能源作为热力能源，消除了废水排放污染，降低了回注污水的温度。因不使用燃烧加热炉而避免了烟气污染的可能性。
如图2所示，本实施例中的采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置1包括设置在采油井1-6内的出油管1-5，出油管1-5分别和至少一个带保温结构的地面构筑池体1-1内的埋入式盘管换热器1-3的一端相连，带保温结构的地面构筑池体1-1上端设有透光隔热板1-2，带保温结构的地面构筑池体1-1内存放有过饱和盐溶液1-4且埋入式盘管换热器1-3浸设在过饱和盐溶液1-4内。当地面构筑池体1-1为10米×20米×2米深时，充注1.5米深过饱和浓盐溶液1-4时，有10米×20米面积的光热透光板1-2，每天可集热8小时×3.5kW×200平方米＝5600kW热量，当池内温度在60℃以上时可以贮热约18000kW。若采油井1-6，当每小时油水混合物流量30m3/h，出井口温度40℃并流经集热池1-1的换热盘管1-3后，其温度将可升至50℃并可持续约60小时，据此则可减少集输站对该井油水分离的加热能量的需求。
其中，如图3所示，这里的集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统2包括至少一个依次相连的油水静止分离罐体2-2，相邻两个油水静止分离罐体2-2之间通过罐内油位出口控制器2-6相连，在油水静止分离罐体2-2上端设有罐体呼吸阻火阀2-4，下端设有罐内循环再加热及气浮释放器2-3，油水静止分离罐体2-2通过入站油水混合总管2-1和埋入式盘管换热器1-3的一端相连，罐内循环再加热及气浮释放器2-3通过罐内加热污水再循环入口管2-5-1与设置在罐内污水循环再热总进水管2-7上的空气吸入曝气器2-8相连，罐内污水循环再热总进水管2-7上设有与空气吸入曝气器2-8相连的污水再热低温再循环供水泵2-10，且空气吸入曝气器2-8和污水再热低温再循环供水泵2-10之间连接有设置在再循环污水出管4-9上的污水再热高温再循环供水泵2-9，油水静止分离罐体2-2通过罐内加热污水再循环出口管2-5-2和污水再热循环回水总管2-12相连，且污水再热循环回水总管2-12连接有污水再热循环回水泵2-11。
当本部的所有装置运行时，一方面通过井口太阳光热贮热池1-1的预热后被导入集输站来油水的初始温度，油水稳定分离罐2-2内的当前温度以及罐外污水循环水泵2-9/2-10/2-11系统与第4个部分的交换调节使分离罐内维持45℃左右的温度，并且在曝气器2-8/释放器2-3的联合作用下，使污水中的油滴加速分离，分离出的好油逐级向下级传递，有关用化学方法的油水分离净化装置非本专利表述的范围，故此处不再表述。当来油的总热量大于入站后的热损失，则多余热量会导向第6个部分；当入站来油的总热量小于入站后的需热量，则由第4个部分的三级蒸发冷却热泵系统提供，全系统初始启动阶段和油水罐体/管道阀门系统检修需要水蒸汽吹扫作业时，由第5个部分的电辅助水蒸汽发生器提供。
其中，如图3所示，这里的好油净化油罐系统3包括至少一个通过罐上部油溢流管3-1与油水静止分离罐体2-2的罐内油位出口控制器2-6相连且具有罐内盘管加热器3-5的净化油罐3-2，净化油罐3-2上端设有罐顶呼吸阻火阀3-3，净化油罐3-2通过好油送出管3-6和炼油厂相连，净化油罐3-2的罐底部污水进水加热再循环管3-4-1和罐内污水循环再热总进水管2-7相连，净化油罐3-2的罐底部污水出水加热再循环管3-4-2和污水再热循环回水总管2-12相连。当本部的全体装置运行时，好油罐3-2内大部分是好油，罐下部的污水经由罐底部污水进出水加热再循环管3-4和罐内盘管加热器3-5进行温度控制在45℃，更进一步地油水深度重力分离，好油经出油管3-6送往联合站/炼油厂。
进一步地，如图4所示，本实施例中的三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统4包括依次设置的一级污水蒸发冷却净化热泵组件、二级污水蒸发冷却净化热泵组件和三级污水蒸发冷却净化热泵组件。
其中，一级污水蒸发冷却净化热泵组件包括一级蒸发冷却罐4-2，一级蒸发冷却罐4-2通过一级蒸发冷却污水进水管4-1和污水再热循环回水泵2-11相连，一级蒸发冷却罐4-2上端通过一级蒸汽压缩机4-3和一级文丘里冷凝器4-4相连，一级文丘里冷凝器4-4通过再循环污水出管4-9和污水再热高温再循环供水泵2-9相连，一级文丘里冷凝器4-4通过再循环来污水管4-8和污水再热循环回水泵2-11相连，一级蒸发冷却罐4-2下端连接有一级蒸发冷却罐污水出水泵4-5、一级蒸发冷却罐出渣过滤器4-6和一级排污管4-7。
其中，二级污水蒸发冷却净化热泵组件包括通过二级蒸发冷却污水进水管4-10与一级蒸发冷却罐污水出水泵4-5相连的二级蒸发冷却罐4-11，二级蒸发冷却罐4-11通过二级蒸汽压缩机4-12和二级文丘里冷凝器4-13相连，二级文丘里冷凝器4-13通过采油井来油出口往油水分离罐出口管4-18和入站油水混合总管2-1相连，且二级文丘里冷凝器4-13通过采油井来油入口管4-17和埋入式盘管换热器1-3相连，且二级蒸发冷却罐4-11下端连接有二级污水出水泵4-14、二级蒸发罐出渣过滤器4-15和二级排污管4-16。
其中，三级污水蒸发冷却净化热泵组件包括通过三级污水进水管4-19和二级污水出水泵4-14相连的三级蒸发冷却罐4-20，三级蒸发冷却罐4-20上端设有真空泵4-30，三级蒸发冷却罐4-20通过三级蒸汽压缩机4-21和三级间壁式冷凝器4-22相连，三级间壁式冷凝器4-22上设有排空气阀4-28，且三级间壁式冷凝器4-22和外部贮水箱来水4-26相连，且三级污水进水管4-19和回水去外部贮水箱4-27相连，且回水去外部贮水箱4-27通过外部贮水箱循环水泵4-29和三级间壁式冷凝器4-22相连，且二级蒸发冷却污水进水管4-10连接在回水去外部贮水箱4-27和三级污水进水管4-19之间，三级间壁式冷凝器4-22通过清水出水管4-32和凝结水贮水箱6-26相连，三级蒸发冷却罐4-20下端分别设有三级浓缩排渣器4-24和三级排渣管4-25，且三级蒸发冷却罐4-20通过三级污水排水泵4-23和与污水处理系统7相连的污水出水总管4-31相连。
当本部的全体装置运行时：
功能一，污水被三级蒸发浓缩降温至10～15℃。
功能二，电动蒸汽压缩机的冷凝器中产生的冷凝热，高温端用于分离净化罐的污水循环加热热源，中温端用于采油井来油预热加温，低温端被用于外部贮水箱的加温。
优选地，如图3所示，这里的电辅助蒸汽发生炉系统5包括电辅助蒸汽锅炉5-1，电辅助蒸汽锅炉5-1一侧具有蒸汽锅炉供汽出口管5-5，另一侧连接有与污水再热高温再循环供水泵2-9相连的汽水换热加热器5-4，且电辅助蒸汽锅炉5-1通过锅炉给水泵5-2和水处理装置5-3相连，且水处理装置5-3和汽水换热加热器5-4相连。当本部的所有装置都投入运行时，由电热元件发热产生0.2～0.4MPa饱和水蒸汽用于进行采油井来油的辅助加热的备用热源，以及站内管道、罐体检修时的高温吹扫之用。
更进一步地，如图5所示，这里的反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统6包括反清洗废水集水罐6-2，反清洗废水集水罐6-2通过反清洗产生的来废水总管6-1和污水处理系统7相连，反清洗废水集水罐6-2通过再循环污水管6-3和污水再热低温再循环供水泵2-10以及污水再热循环回水泵2-11相连，且反清洗废水集水罐6-2通过设置在反清洗废水集水罐出水6-4上的废水泵6-5分别依次连接有一级蒸发浓缩干化热泵组件、二级蒸发浓缩干化热泵组件和三级蒸发浓缩干化热泵组件。
其中，这里的一级蒸发浓缩干化热泵组件包括与废水泵6-5相连的废水总管6-6，所述的废水总管6-6连接有一级蒸发浓缩罐6-7，所述的一级蒸发浓缩罐6-7上设有一级夹套冷凝器6-9，且所述的一级蒸发浓缩罐6-7上端通过一级蒸汽压缩机6-8和一级夹套冷凝器6-9一侧相连，一级蒸发浓缩罐6-7下端分别设有一级蒸发浓缩罐出渣过滤器6-11和一级排污管6-12，所述的一级夹套冷凝器6-9另一侧通过一级蒸发浓缩罐污水出水泵6-10和一级浓缩废水出水管6-13相连。
其中，这里的二级蒸发浓缩干化热泵组件包括与一级浓缩废水出水管6-13相连且具有二级夹套冷凝器的二级蒸发浓缩罐6-14，所述的二级夹套冷凝器一侧和一级夹套冷凝器6-9一侧相连，所述的二级夹套冷凝器另一侧通过二级蒸发浓缩废水出水泵6-16和二级浓缩废水出水管6-19相连，二级蒸发浓缩罐6-14上端通过二级蒸汽压缩机6-15和和二级夹套冷凝器相连，且二级蒸发浓缩罐6-14下端分别设有二级蒸发浓缩罐出渣过滤器6-17和二级排污管6-18。
其中，这里的三级蒸发浓缩干化热泵组件包括与二级浓缩废水出水管6-19相连且具有三级夹套冷凝器的三级蒸发浓缩罐6-20，所述的三级夹套冷凝器一侧和二级蒸汽压缩机6-15相连，所述的三级蒸发浓缩罐6-20上端通过三级蒸汽压缩机6-21和二级蒸汽压缩机6-15相连，三级蒸发浓缩罐6-20连接有真空泵6-22，三级夹套冷凝器另一侧通过三级夹套凝结水排水泵6-23和凝结水贮水箱6-26相连，所述的凝结水贮水箱6-26通过凝结水贮水箱清水出水泵6-27和污水处理系统相连，三级蒸发浓缩罐6-20下端分别设有三级蒸发浓缩排渣器6-24和三级排渣管6-25。
当本部的全体装置运行时：
功能一，反冲洗废水被三级蒸发浓缩直至全部固化物被结晶成固体材料状态被分离收集，避免二次污染发生。
功能二，电动蒸汽压缩机的冷凝器中产生的冷凝热，高温端用于污水循环加热热源，中温端用于采油井来油预热加温，低温端被用于外部贮水箱的加热贮存。
功能三，从已存贮于分离净化罐底部污水的热量中，回传部分能量被用于蒸发浓缩罐的加热，以促使蒸发浓缩过程的加速，以降低电动机的能耗。
功能四，由于废水的蒸发浓缩固溶物被全部分离，后续凝结水可直接用于污水处理系统装置的反清洗再生之用。
本发明的系统装置运行后的实际效果：
1、针对一座日处理量1200t、含水量70％的集输站而言，向联合站/炼油厂输出的好油约360t/日，将约840吨/日的污水采用三级蒸发冷却热泵装置之后将温度降低至15℃，过程中的压缩冷凝热回用到分离罐/净化罐中。
2，通过三级蒸发冷却冷凝产生的凝结水130吨/日被用于污水处理系统装置的反清洗再生，强化了再生效果，延长了设备使用寿命，提高了净化效率，可增强回注井的回注水能力。
3，将840吨/日污水中的约15％反清洗废水126吨/日进行浓缩蒸发，将其中约5％的固形物6.3吨/日干化收集。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置1、带保温结构的地面构筑池体1-1、透光隔热板1-2、埋入式盘管换热器1-3、过饱和盐溶液1-4、出油管1-5、采油井1-6、集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统2、入站油水混合总管2-1、油水静止分离罐体2-2、罐内循环再加热及气浮释放器2-3、罐体呼吸阻火阀2-4、罐内加热污水再循环入口管2-5-1、罐内加热污水再循环出口管2-5-2、罐内油位出口控制器2-6、罐内污水循环再热总进水管2-7、空气吸入曝气器2-8、污水再热高温再循环供水泵2-9、污水再热低温再循环供水泵2-10、污水再热循环回水泵2-11、污水再热循环回水总管2-12、好油净化油罐系统3、罐上部油溢流管3-1、净化油罐3-2、罐顶呼吸阻火阀3-3、罐底部污水进水加热再循环管3-4-1、罐底部污水出水加热再循环管3-4-2、罐内盘管加热器3-5、好油送出管3-6、三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统4、一级蒸发冷却污水进水管4-1、一级蒸发冷却罐4-2、一级蒸汽压缩机4-3、一级文丘里冷凝器4-4、一级蒸发冷却罐污水出水泵4-5、一级蒸发冷却罐出渣过滤器4-6，一级排污管4-7、再循环来污水管4-8、再循环污水出管4-9、二级蒸发冷却污水进水管4-10、二级蒸发冷却罐4-11、二级蒸汽压缩机4-12、二级文丘里冷凝器4-13、二级污水出水泵4-14、二级蒸发罐出渣过滤器4-15、二级排污管4-16、采油井来油入口管4-17、采油井来油出口往油水分离罐出口管4-18、三级污水进水管4-19、三级蒸发冷却罐4-20、三级蒸汽压缩机4-21、三级间壁式冷凝器4-22、三级污水排水泵4-23、三级浓缩排渣器4-24、三级排渣管4-25、外部贮水箱来水4-26、回水去外部贮水箱4-27、排空气阀4-28、外部贮水箱循环水泵4-29、真空泵4-30、污水出水总管4-31、清水出水管4-32、电辅助蒸汽发生炉系统5、电辅助蒸汽锅炉5-1、锅炉给水泵5-2、水处理装置5-3、汽水换热加热器5-4、蒸汽锅炉供汽出口管5-5、反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统6、反清洗产生的来废水总管6-1、反清洗废水集水罐6-2、再循环污水管6-3、反清洗废水集水罐出水6-4、废水泵6-5，废水总管6-6，一级蒸发浓缩罐6-7、一级蒸汽压缩机6-8、一级夹套冷凝器6-9，一级蒸发浓缩罐污水出水泵6-10、一级蒸发浓缩罐出渣过滤器6-11，一级排污管6-12、一级浓缩废水出水管6-13、二级蒸发浓缩罐6-14、二级蒸汽压缩机6-15、二级蒸发浓缩废水出水泵6-16、二级蒸发浓缩罐出渣过滤器6-17、二级排污管6-18、二级浓缩废水出水管6-19、三级蒸发浓缩罐6-20、三级蒸汽压缩机6-21真空泵6-22，三级夹套凝结水排水泵6-23、三级蒸发浓缩排渣器6-24、三级排渣管6-25、凝结水贮水箱6-26、凝结水贮水箱清水出水泵6-27、污水处理系统7、回灌水井8等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，本系统装置包括采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置(1)，所述的采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置(1)连接有三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统(4)，所述的三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统(4)依次连接有集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统(2)和好油净化油罐系统(3)，所述的好油净化油罐系统(3)连接有炼油厂，所述的三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统(4)和集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统(2)之间设有电辅助蒸汽发生炉系统(5)，所述的集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统(2)和好油净化油罐系统(3)连接有反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统(6)，且所述的反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统(6)通过污水处理系统(7)和回灌水井(8)相连。
2.根据权利要求1所述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，所述的采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置(1)包括设置在采油井(1-6)内的出油管(1-5)，所述的出油管(1-5)分别和至少一个带保温结构的地面构筑池体(1-1)内的埋入式盘管换热器(1-3)的一端相连，所述的带保温结构的地面构筑池体(1-1)上端设有透光隔热板(1-2)，所述的带保温结构的地面构筑池体(1-1)内存放有过饱和盐溶液(1-4)且所述的埋入式盘管换热器(1-3)浸设在过饱和盐溶液(1-4)内。
3.根据权利要求2所述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，所述的集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统(2)包括至少一个依次相连的油水静止分离罐体(2-2)，相邻两个油水静止分离罐体(2-2)之间通过罐内油位出口控制器(2-6)相连，在油水静止分离罐体(2-2)上端设有罐体呼吸阻火阀(2-4)，下端设有罐内循环再加热及气浮释放器(2-3)，所述的油水静止分离罐体(2-2)通过入站油水混合总管(2-1)和埋入式盘管换热器(1-3)的一端相连，所述的罐内循环再加热及气浮释放器(2-3)通过罐内加热污水再循环入口管(2-5-1)与设置在罐内污水循环再热总进水管(2-7)上的空气吸入曝气器(2-8)相连，所述的罐内污水循环再热总进水管(2-7)上设有与空气吸入曝气器(2-8)相连的污水再热低温再循环供水泵(2-10)，且所述的空气吸入曝气器(2-8)和污水再热低温再循环供水泵(2-10)之间连接有设置在再循环污水出管(4-9)上的污水再热高温再循环供水泵(2-9)，所述的油水静止分离罐体(2-2)通过罐内加热污水再循环出口管(2-5-2)和污水再热循环回水总管(2-12)相连，且所述的污水再热循环回水总管(2-12)连接有污水再热循环回水泵(2-11)。
4.根据权利要求3所述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，所述的好油净化油罐系统(3)包括至少一个通过罐上部油溢流管(3-1)与油水静止分离罐体(2-2)的罐内油位出口控制器(2-6)相连且具有罐内盘管加热器(3-5)的净化油罐(3-2)，所述的净化油罐(3-2)上端设有罐顶呼吸阻火阀(3-3)，所述的净化油罐(3-2)通过好油送出管(3-6)和炼油厂相连，所述的净化油罐(3-2)的罐底部污水进水加热再循环管(3-4-1)和罐内污水循环再热总进水管(2-7)相连，所述的净化油罐(3-2)的罐底部污水出水加热再循环管(3-4-2)和污水再热循环回水总管(2-12)相连。
5.根据权利要求3或4所述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，所述的三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统(4)包括依次设置的一级污水蒸发冷却净化热泵组件、二级污水蒸发冷却净化热泵组件和三级污水蒸发冷却净化热泵组件。
6.根据权利要求5所述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，所述的一级污水蒸发冷却净化热泵组件包括一级蒸发冷却罐(4-2)，所述的一级蒸发冷却罐(4-2)通过一级蒸发冷却污水进水管(4-1)和污水再热循环回水泵(2-11)相连，所述的一级蒸发冷却罐(4-2)上端通过一级蒸汽压缩机(4-3)和一级文丘里冷凝器(4-4)相连，所述的一级文丘里冷凝器(4-4)通过再循环污水出管(4-9)和污水再热高温再循环供水泵(2-9)相连，所述的一级文丘里冷凝器(4-4)通过再循环来污水管(4-8)和污水再热循环回水泵(2-11)相连，所述的一级蒸发冷却罐(4-2)下端连接有一级蒸发冷却罐污水出水泵(4-5)、一级蒸发冷却罐出渣过滤器(4-6)和一级排污管(4-7)。
7.根据权利要求6所述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，所述的二级污水蒸发冷却净化热泵组件包括通过二级蒸发冷却污水进水管(4-10)与一级蒸发冷却罐污水出水泵(4-5)相连的二级蒸发冷却罐(4-11)，所述的二级蒸发冷却罐(4-11)通过二级蒸汽压缩机(4-12)和二级文丘里冷凝器(4-13)相连，所述的二级文丘里冷凝器(4-13)通过采油井来油出口往油水分离罐出口管(4-18)和入站油水混合总管(2-1)相连，且所述的二级文丘里冷凝器(4-13)通过采油井来油入口管(4-17)和埋入式盘管换热器(1-3)相连，且所述的二级蒸发冷却罐(4-11)下端连接有二级污水出水泵(4-14)、二级蒸发罐出渣过滤器(4-15)和二级排污管(4-16)。
8.根据权利要求7所述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，所述的三级污水蒸发冷却净化热泵组件包括通过三级污水进水管(4-19)和二级污水出水泵(4-14)相连的三级蒸发冷却罐(4-20)，三级蒸发冷却罐(4-20)上端设有真空泵(4-30)，所述的三级蒸发冷却罐(4-20)通过三级蒸汽压缩机(4-21)和三级间壁式冷凝器(4-22)相连，所述的三级间壁式冷凝器(4-22)上设有排空气阀(4-28)，且所述的三级间壁式冷凝器(4-22)和外部贮水箱来水(4-26)相连，且所述的三级污水进水管(4-19)和回水去外部贮水箱(4-27)相连，且所述的回水去外部贮水箱(4-27)通过外部贮水箱循环水泵(4-29)和三级间壁式冷凝器(4-22)相连，且所述的二级蒸发冷却污水进水管(4-10)连接在回水去外部贮水箱(4-27)和三级污水进水管(4-19)之间，所述的三级间壁式冷凝器(4-22)通过清水出水管(4-32)和凝结水贮水箱(6-26)相连，所述的三级蒸发冷却罐(4-20)下端分别设有三级浓缩排渣器(4-24)和三级排渣管(4-25)，且所述的三级蒸发冷却罐(4-20)通过三级污水排水泵(4-23)和与污水处理系统(7)相连的污水出水总管(4-31)相连。
9.根据权利要求8所述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，所述的反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统(6)包括反清洗废水集水罐(6-2)，所述的反清洗废水集水罐(6-2)通过反清洗产生的来废水总管(6-1)和污水处理系统(7)相连，所述的反清洗废水集水罐(6-2)通过再循环污水管(6-3)和污水再热低温再循环供水泵(2-10)以及污水再热循环回水泵(2-11)相连，且所述的反清洗废水集水罐(6-2)通过设置在反清洗废水集水罐出水(6-4)上的废水泵(6-5)分别依次连接有三级蒸发浓缩干化热泵组件。
10.根据权利要求3所述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，所述的电辅助蒸汽发生炉系统(5)包括电辅助蒸汽锅炉(5-1)，所述的电辅助蒸汽锅炉(5-1)一侧具有蒸汽锅炉供汽出口管(5-5)，另一侧连接有与污水再热高温再循环供水泵(2-9)相连的汽水换热加热器(5-4)，且所述的电辅助蒸汽锅炉(5-1)通过锅炉给水泵(5-2)和水处理装置(5-3)相连，且所述的水处理装置(5-3)和汽水换热加热器(5-4)相连。
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