[发明专利]一种应用太阳能与溴化锂热泵的油田余热回收系统及方法

说明书

本发明公开了一种应用太阳能与溴化锂热泵的油田余热回收系统及方法，系统包括太阳能集热器阵列、蓄热水箱、地下储热系统、换热补水箱、循环水箱、辅助热源、发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液换热器、节流阀、溢流管等。本发明利用热泵技术提取采油产出水余热，降低品味热能转化为高品位热能，高温热源由可再生能源太阳能系统提供，制取的高温热水用于原油外输加热、清水加热、生活用水及采暖等。解决了现有技术原有外输管路加热消耗电或天然气等不可再生能源、制取热水温度低、油井掺水加热系统耗能量大的技术问题。

技术领域

本发明涉及一种利用可再生能源太阳能转化成热能与利用吸收式热泵提取油田采出水余热集成的余热回收系统，属于节能环保中的热回收技术领域。

背景技术

油田进入“高含水，高采出”开发中后期，现存的油田热量循环系统为利用相变加热炉用于原油稳定加热或外输油加热，利用蒸汽锅炉用于采暖、工艺设施伴热及老化油处理等，热水炉用于清水加热，热水拉运用于洗井。其中站内加热炉以天然气为能源，气源为天然气产销厂外输干气。油田采出水流量充足，原油在油田联合站经油、气、水分离后，采出水经处理直接回注油田，造成余热的大量浪费，不符合节能环保的理念。同时油田所在地空间大，太阳能资源丰富，空闲面积较大，原系统没有有效合理利用清洁可再生的太阳能。

针对全球环境污染、全球变暖、能源结构不合理、资源浪费等问题，国内外许多专家对节能减排技术进行了大量的研究。其中专利201910227884.7提及通过设置油循环回路、有机朗肯循环以及水冷却循环回路方式进行工业窑炉冷却散失的低温余热的利用。该专利虽然利用了工业窑炉的低温余热，但是还是有相当一部分余热以导热油为介质经有冷却塔散失，造成余热资源浪费。专利CN201922498185.4提到利用溴化锂溶液换热和热媒水换热，以将工业余热回收、吸收式热泵与盐储能技术相结合，采用空气源热泵技术对盐储能系统进行加热及供用户供热。但该专利未考虑在低温环境时空气源热泵的结霜问题；当需要的热量比较大的时候，空气源热泵的制热量不足，可靠性差，同时，在低温环境下，空气源热泵的能效比会急速下降。

提出有效利用可再生能源太阳能与余热回收利用方案既能够解决油田的能源结构单一、传统的供热供暖设备老旧、系统难以优化、油田采出水余热浪费等问题，也是节能减排的环保要求，同时考虑油田净零排放目标与其项目效益最佳匹配。原油在油田联合站经油、气、水分离后，采出水全部用于回注油田，本专利采用热泵技术，提取采出水的热量，升高其温度加以利用，替换站内现有燃气加热炉及热水炉。本专利提出的一种应用太阳能与溴化锂热泵的油田余热回收系统具有节能经济效益和环保效益，不会对生态环境造成污染、系统原理简单、降低发电能耗，更好的响应了我国“节能减排”的政策要求。同时本专利考虑到太阳能资源也可进行利用，通过余热利用多能互补，节约资源，减少大气污染物排放，提高安全环保管理水平，实现绿色发展。

发明内容

一种应用太阳能与溴化锂热泵的油田余热回收系统由太阳能集热器阵列101、蓄热水箱102、地下储热系统103、换热补水箱104、循环水箱105、辅助热源106、发生器203、冷凝器204、蒸发器202、吸收器201、溶液换热器205、节流阀206、溢流管207、温差循环泵1001、温度循环泵1002、定温循环泵1003、溶液泵1004、补水泵1005组成。

太阳能集热器阵列101有一个入口和一个出口，蓄热水箱102有四个入口和四个出口，地下储热系统103有一个入口和一个出口，换热补水箱104有两个入口和两个出口，循环水箱105有三个入口和两个出口，辅助热源106有一个入口和一个出口，发生器203有两个入口和四个出口，冷凝器204有两个入口和两个出口，蒸发器202有两个入口和两个出口，吸收器201有四个入口和两个出口，溶液换热器205有两个入口和两个出口。