联合站油田采油污水余热回收热泵装置

项目背景简述： 注水采油生产工艺中，油气水混合物被输送到联合站进行三相分离。典型分离工艺为将油气水混合物加热至45-48℃，送入三相分离器（图1）进行三相分离。分离后的原油含水率达到销售标准，废水经过滤沉降、冷却降温、生化处理等手段处理后回注地下，气体则作为生产过程加热的燃料。国内大部分油田井口采出液的含水率一般都在70%以上，长庆油田约为50%左右。以含水率50%为例，水的比热约为原油的两倍，因此用于加热混合物的热量约有3/4消耗在水中。三相分离后，这部分废水携带大量余热回注地下，造成能量浪费。这些用于加热站外来液的能源形式主要有两种：一是附近刚好有天然气采气厂，则可从采气厂引专门的天然气管线供应燃料，经济性较好；二是附近没有采气厂的，只能烧外输的原油获取热量，经济性非常差并影响原油产量。三相分离器分离出的天然气有限，对解决生产加热作用甚微。

产业状态描述： 本项目基于压缩式热泵的基本工作原理（图2），研发了一种从三相分离器排放的污水中回收热量用于站外来液加热的余热回收热泵装置。该装置在污水回注地下前将其中的热量提取出来并升温使用，从而取代原来的燃气或燃油锅炉，节省燃料消耗，降低生产费用。图3是以长庆油田为算例的计算结果，总体运行能耗费用约降低60%，燃油锅炉相比于燃气锅炉的占比越多，节能量越可观。整个长庆油田原油脱水环节全面实施热泵余热回收节能改造，理论上每年最高可节省能耗费用1.64～6.16亿元，经济效益十分可观，项目的投资回收期在1.5～4年之间，目前该项目尚处于市场空白阶段。

技术特征与优势描述： 该采油污水余热回收热泵装置的主要构成部件是压缩机、换热器、膨胀阀等设备，构成封闭热泵系统，系统中充注高温制冷剂，形成制冷循环。此外，整个装置中还包括热管、循环泵、中间换热器等辅助设备。这些部件整体集成为撬装化的成套热泵装置，现场安装使用方便。该产品采用模块化设计方案，以有限的规格满足不同规模的生产需求，一个联合站可能使用3～10台，根据热负荷及处理量进行选择。单机重量约10～30吨，产热量500～2000kW，电力消耗约100～500kW。

投资回报分析： 该项目属于中大型制冷与机电装置成套领域，产品生产的主要工作是钣金、焊接、组装，对生产设备的投入要求不高，主要设备投入是焊接设备、冷媒充注与检漏设备等。设备投资1000万元约可实现产值0.5～1.5亿元/年，毛利率约50%左右。厂房及办公面积需求约1200平米，技术人员5～10名，工人30名，流动资金1000万元。要求合作方具备机械制造的背景，最好具有大型机电系统集成的生产经验，以及订单式生产的设计、组织、管理、服务能力。

项目背景简述：注水采油生产工艺中，油气水混合物被输送到联合站进行三相分离，典型的分离工艺是将油气水混合物加热到45-48℃，送入三相分离器（图1）进行三相分离，分离后的原油含水率达到销售标准，废水经过滤沉降、冷却降温、生化处理等手段处理后回注地下，气体则作为生产过程加热的燃料。国内大部分油田井口采出液的含水率一般都在70%以上，长庆油田约为50%左右。以含水率50%为例，水的比热约为原油的两倍，因此用于加热混合物的热量约有3/4消耗在水中，三相分离后这部分废水携带大量余热回注地下，造成能量浪费。这些用于加热站外来液的能源形式主要有两种：一是附近刚好有天然气采气厂，则可从采气厂引专门的天然气管线供应燃料，经济性较好；附近没有采气厂的，只能烧外输的原油获取热量，经济性非常差并影响原油产量。三相分离器分离出的天然气有限，对解决生产加热作用甚微。

产业状态描述：本项目基于压缩式热泵的基本工作原理（图 2），研发了一种从三相分离器排放的污水中回收热量用于站外来液加热的余热回收热泵装置，该装置在污水回注地下前将其中的热量提取出来并升温使用，从而取代原来的燃气或燃油锅炉，节省燃料消耗，降低生产费用。图 3 是以长庆油田为算例的计算结果，总体运行能耗费用约降低 60%，燃油锅炉相比于燃气锅炉的占比越多节能量越可观。整个长庆油田原油脱水环节全面实施热泵余热回收节能改造，理论上每年最高可节省能耗费用 1.64～6.16 亿元，经济效益十分可观，项目的投资回收期在 1.5～4 年之间，目前该项目尚处于市场空白阶段。

技术特征与优势描述：该采油污水余热回收热泵装置的主要构成部件是压缩机、换热器、膨胀阀等设备，构成封闭热泵系统，系统中充注高温制冷剂，形成制冷循环；另外，整个装置中还包括热管、循环泵、中间换热器等辅助设备。这些部件整体集成为撬装化的成套热泵装置，现场安装使用方便。该产品采用模块化设计方案，以有限的规格满足不同规模的生产需求，一个联合站可能使用 3～10台，根据热负荷及处理量进行选择。单机重量约10～30吨，产热量 500～2000kW，电力消耗约 100～500kW。

投资回报分析：该项目属于中大型制冷与机电装置成套领域，产品生产的主要工作是钣金、焊接、组装，对生产设备的投入要求不高，主要设备投入是焊接设备、冷媒充注与检漏设备设备等。设备投资1000万元约可实现产值 0.5～1.5亿元/年，毛利率约 50%左右。厂房及办公面积需求约 1200平米、技术人员 5～10 名、工人30 名、流动资金 1000 万元。要求合作方具备机械制造的背景，最好具有大型机电系统集成的生产经验，以及订单式生产的设计、组织、管理、服务能力。