CN220728572U - 一种油田井场原油加热的多能源清洁制热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种油田井场原油加热的多能源清洁制热系统，包括太阳能制热机构和双源热泵机构；所述双源热泵机构包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、污水换热器、污水罐、中介水循环泵和污水循环泵，所述蒸发器包括空气侧蒸发器和水侧蒸发器；所述太阳能制热机构包括太阳能集热器、热水储罐、回水泵、针阀。本实用新型将太阳能制热、电能制热、空气热能、污水余热回收进行集中整合选配，从而适配不同井场的不同环境，在保证稳定制热的工况条件下，极大的降低能源的损耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及油田余热回收技术领域，具体涉及一种油田井场原油加热的多能源清洁制热系统。
背景技术
目前，油田井场供热环节普遍存在能耗高、运行费用高、设备利用效率低、排放不达标等问题。在众多加热方式中，电加热作为供能稳定、清洁环保加热方式势必得到更广泛应用，传统电热直接转换技术简单，投入低，但能耗高。
为解决这些问题还研究开发了污水余热回收的工艺，例如：专利号:CN201822124458.4，公开的一种油田联合站余热利用系统，该系统虽然能够将余热回收利用，但是污水的流量和温度不稳定导致一些工艺流程中不能使用，例如原油加热输送工艺；
因此，发明人想设计一种利用多能源清洁制热系统，一方面解决与不同井场不同环境的适配，能够持续为原油加热输送，另一方面降低传送电加热所需要的能耗。
实用新型内容
本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种油田井场原油加热的多能源清洁制热系统，其能够适配不同井场的不同环境，在保证稳定制热的工况条件下，极大的降低能源的损耗。
本实用新型的技术方案是：
一种油田井场原油加热的多能源清洁制热系统，包括太阳能制热机构和双源热泵机构；
所述双源热泵机构包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、污水换热器、污水罐、中介水循环泵和污水循环泵，所述压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器依次通过导管串联成第一循环管路，所述冷凝器的冷源端与被加热管线连接；
所述蒸发器包括空气侧蒸发器和水侧蒸发器，所述水侧蒸发器的冷源端和空气侧蒸发器的冷源端是通过导管并联在第一循环管路上；
所述水侧蒸发器的热源端、污水换热器的冷源端以及中介水循环泵通过导管串联成第二循环管路，所述污水换热器的热源端、污水罐和污水循环泵通过导管串联成第三循环管路；
所述太阳能制热机构包括太阳能集热器、热水储罐、回水泵、针阀和相变蓄水箱，所述太阳能集热器和热水储罐通过导管连通，所述热水储罐、相变蓄水箱、回水泵、针阀依次通过导管串联成第四循环管路；
所述第四循环管路上位于针阀与热水储罐之间的部分通过导管与水侧蒸发器的热源端的入口连通，所述水侧蒸发器的热源端的出口还通过导管连接有多功能储罐。
优选的，还包括温控系统，所述温控系统包括主控制器以及与中控制器电连接的温控阀和两个温度传感器，两个所述温度传感器分别安装在热水储罐内部和相变蓄水箱内部，所述温控阀串联安装在第四循环管路上。
优选的，所述相变蓄水箱内部安装有PTC半导体加热装置。
优选的，所述第三循环管路上还连接有用于对污水罐出水过滤的净化器。
优选的，所述相变蓄水箱与多功能储罐之间还连接有第一连通管路，第一连通管路上设有调节阀。
优选的，所述污水罐与多功能储罐之间还连接有第二连通管路，第二连通管路上设有调节阀。
优选的，所述空气侧蒸发器为翅片管式换热器。
优选的，所述翅片管式换热器的翅片处安装有风扇
本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：
本实用新型将太阳能制热、电能制热、空气热能、污水余热回收进行集中整合，从而适配不同井场的不同环境，同时还可以根据太阳辐射强度、环境温度、污水源的变化进行调配，从而能够持续稳定的制热，在保证稳定制热的工况条件下，极大的降低能源的损耗。
附图说明
图1为本实用新型的连接结构示意图；
图中：
1、太阳能集热器，2、温控阀，3、热水储罐，4、针阀，5、回水泵，6、主控制器，7、风扇，8、空气侧蒸发器，9、膨胀阀，10、水侧蒸发器；
11、压缩机，12、冷凝器，13、被加热管线，14、污水换热器，15、多功能储罐，16、净化器，17、污水循环泵，18、中介水循环泵，19、污水罐，20、相变蓄水箱；
21、第一循环管路，22、第二循环管路，23、第三循环管路，24、第四循环管路，25、PTC半导体加热装置，26、第一连通管路，27、第二连通管路。
具体实施方式
下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例1
如图1，一种油田井场原油加热的多能源清洁制热系统，包括太阳能制热机构和双源热泵机构。
双源热泵机构包括压缩机11、冷凝器12、膨胀阀9、蒸发器、污水换热器14、污水罐19、中介水循环泵18和污水循环泵17。
压缩机11、冷凝器12、膨胀阀9和蒸发器依次通过导管串联成第一循环管路21，冷凝器12的冷源端与原油的被加热管线13连接。
蒸发器包括空气侧蒸发器8和水侧蒸发器10，水侧蒸发器10的冷源端和空气侧蒸发器8的冷源端是通过导管并联在第一循环管路21上。
水侧蒸发器10的热源端、污水换热器14的冷源端以及中介水循环泵18通过导管串联成第二循环管路22。
污水换热器14的热源端、污水罐19和污水循环泵17通过导管串联成第三循环管路23。
太阳能制热机构包括太阳能集热器1、热水储罐3、回水泵5、针阀4和相变蓄水箱20，太阳能集热器1和热水储罐3通过导管连通。
热水储罐3、相变蓄水箱20、回水泵5、针阀4依次通过导管串联成第四循环管路24。
第四循环管路24上位于针阀4与热水储罐3之间的部分通过导管与水侧蒸发器10的热源端的入口连通。
水侧蒸发器10的热源端的出口还通过导管连接有多功能储罐15。
本实用新型工作原理：
太阳能集热器1利用太阳热辐射对热水储罐3内部温度进行加热，当热水储罐3内部温度过高时，将热水储罐3内部水通过第四循环管路24补充到相变蓄水箱20内部，热储水罐内部可以通过供水管线补充冷水，能够使太阳能集热器1持续工作；
污水管线与污水罐19连通，利用污水罐19作为缓冲罐存储收集存储污水，从而保证第三循环管路23的工作流量稳定，污水余热作为热源通过污水换热器14加热第二循环管路22内部的中介循环水，再由中介循环水作为热源通过水侧蒸发器10对双源热泵机构提供热能，另外双源热泵还能够通过空气侧蒸发器8作为热源为双源热泵机构提供热能；
双源热泵的工作原理：
第一循环管路21中循环的液态制冷剂通过空气侧蒸发器8和水侧蒸发器10作为热源，吸收热量后由液态变为气态，气态制冷剂进入压缩机11进行压缩，变成高温高压的制冷剂气体进入冷凝器12，然后放出热量对原油的被加热管线13提供热能，然后制冷剂再经过膨胀阀9膨胀成低温低压液体，进入下一次的循环。
实施例2
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，具体是：
如图1，本实施例还包括温控系统，温控系统包括主控制器6以及与主控制器6电连接的温控阀2和两个温度传感器，如图1，温控阀2串联安装在第四循环管路24上。
两个温度传感器则分别安装在热水储罐3内部和相变蓄水箱20内部，对热水储罐3内部和相变蓄水箱20内部的温度进行监测，并将检测信号传输给主控制器6，由主控制器6对比温度后控制是否开启温控阀2将热水储罐3内部的高温水输送至相变蓄水箱20内部。
实施例3
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，具体是：
如图1，相变蓄水箱20内部安装有PTC半导体加热装置25，当遇到特殊天气和污水量供应不足时，可利用PTC半导体加热装置25辅助使用，以保证生产的连续性。
另外，在第三循环管路23上还连接有用于对污水罐19出水过滤的净化器16，以提高第三循环管路23上连接的污水循环泵17和污水换热器14的使用寿命。
实施例4
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，具体是：
如图1，相变蓄水箱20与多功能储罐15之间还连接有第一连通管路26，第一连通管路26上设有调节阀；
当相变蓄水箱20维护或者维修时，需要对其排空处理，可以通过第一连通管路26将内部水排至多功能储罐15内收集。
污水罐19与多功能储罐15之间还连接有第二连通管路27，第二连通管路27上设有调节阀。
当污水罐19维护或者维修时，需要对其排空处理，可以通过第二连通管路27将内部水排至多功能储罐15内收集。
实施例5
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，具体是：
空气侧蒸发器8为翅片管式换热器，翅片管式换热器的翅片处安装有风扇7。
通过选用翅片管式换热器，以及安装风扇7能够增加空气侧蒸发器8一侧的空气流动性，从而对空气热能转化效率有所提高。
本实用新型使用时：
当太阳辐射强度较高时，利用太阳能集热器1吸收热能，然后传输至水侧蒸发器10对双源热泵机构提供热能，太阳能集热器1提供的富裕热能可以通过相变蓄水箱20进行收集；
当太阳辐射强度较低时，相变蓄水箱20里的热水通过热水回水泵5，经过针阀4调节流量后输送至热水储罐3内部，经混合后再输送至双源热泵机构提供热能，也可以将相变蓄水箱20里的热水直接输送至双源热泵机构提供热能。
当环境温度较高时，空气侧蒸发器8工作为双源热泵机构提供热能，另外污水中的余热经过过滤和换热后通过水侧蒸发器10为双源热泵机构提供热能。
本实用新型可以适配不同井场的不同环境，对太阳能、空气热能、污水余热进行组合为双源热泵机构提供工作热能，再由双源热泵机构为被加热管道提供热能，从而能够持续稳定的制热，在保证稳定制热的工况条件下，极大的降低能源的损耗。
本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种油田井场原油加热的多能源清洁制热系统，其特征在于：包括太阳能制热机构和双源热泵机构；
所述双源热泵机构包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、污水换热器、污水罐、中介水循环泵和污水循环泵，所述压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器依次通过导管串联成第一循环管路，所述冷凝器的冷源端与被加热管线连接；
所述蒸发器包括空气侧蒸发器和水侧蒸发器，所述水侧蒸发器的冷源端和空气侧蒸发器的冷源端是通过导管并联在第一循环管路上；
所述水侧蒸发器的热源端、污水换热器的冷源端以及中介水循环泵通过导管串联成第二循环管路，所述污水换热器的热源端、污水罐和污水循环泵通过导管串联成第三循环管路；
所述太阳能制热机构包括太阳能集热器、热水储罐、回水泵、针阀和相变蓄水箱，所述太阳能集热器和热水储罐通过导管连通，所述热水储罐、相变蓄水箱、回水泵、针阀依次通过导管串联成第四循环管路；
所述第四循环管路上位于针阀与热水储罐之间的部分通过导管与水侧蒸发器的热源端的入口连通，所述水侧蒸发器的热源端的出口还通过导管连接有多功能储罐。
2.根据权利要求1所述的一种油田井场原油加热的多能源清洁制热系统，其特征在于：还包括温控系统，所述温控系统包括主控制器以及与中控制器电连接的温控阀和两个温度传感器；
两个所述温度传感器分别安装在热水储罐内部和相变蓄水箱内部，所述温控阀串联安装在第四循环管路上。
3.根据权利要求1所述的一种油田井场原油加热的多能源清洁制热系统，其特征在于：所述相变蓄水箱内部安装有PTC半导体加热装置。
4.根据权利要求1所述的一种油田井场原油加热的多能源清洁制热系统，其特征在于：所述第三循环管路上还连接有用于对污水罐出水过滤的净化器。
5.根据权利要求1所述的一种油田井场原油加热的多能源清洁制热系统，其特征在于：所述相变蓄水箱与多功能储罐之间还连接有第一连通管路，第一连通管路上设有调节阀。
6.根据权利要求1所述的一种油田井场原油加热的多能源清洁制热系统，其特征在于：所述污水罐与多功能储罐之间还连接有第二连通管路，第二连通管路上设有调节阀。
7.根据权利要求1所述的一种油田井场原油加热的多能源清洁制热系统，其特征在于：所述空气侧蒸发器为翅片管式换热器。
8.根据权利要求7所述的一种油田井场原油加热的多能源清洁制热系统，其特征在于：所述翅片管式换热器的翅片处安装有风扇。
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