专利名称：热泵型原油加热系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种原油加热装置，特别涉及一种利用油污废水作热源的热泵型原油加热系统。
背景技术：
原油输送一般均需要对原油进行加热，以降低原油粘度，便于管道输送。
目前原油加热主要采用水套式原油加热炉，它是以原油或天然气为燃料，通过燃烧原油或天然气对要输送的原油加温。这种方式很实用，但存在着很多问题一是消耗大量的不可再生能源原油或天然气，生产成本高，不符合可持续发展战略要求；二是燃烧过程必然带来污染，存在着严重的NOX物污染，对环境和生态造成严重影响；三是水套加热炉属于压力容器，安全性要求高，加热炉燃烧器的燃烧过程存在明火，需要较高的防火和防爆能力。
而石油开采中，原油中往往含有一定量的水，在油水分离过程中，会产生大量的40℃以上的油污废水。
发明内容
本发明就是为克服现有原油加热的缺陷，利用上述条件，提出的一种利用油污废水作热源、安全可靠、不污染环境、价格低廉的热泵型原油加热系统。
本发明热泵型原油加热系统，包括由串联连接的冷凝器、热力膨胀阀、蒸发器、压缩机组成的热泵循环回路、由油污废水换热器的换热输出管道、与蒸发器耦合的散热器、热能输入循环泵串联组成的废热输入回路和与冷凝器耦合的吸热器，在原油管道上原油加压泵后串联两级换热器，其一级换热器的热源输入管道串接在依次连接的油污废水加压泵、自动清洗过滤器后的油污废水管道上，所述一级换热器的换热输出管道和二级换热器的换热输出管道依次串接在原油管道上，所述的二级换热器的热源输入管道、热能输出循环泵和所述的吸热器依次连接成热能输出回路，所述油污废水换热器的热源输入管道连接在所述自动清洗过滤器后的管道上，与一级换热器的热源输入管道并联。
本发明热泵型原油加热系统，其中所述的热泵设置有控制压缩机的模拟人工操作的智能电脑控制系统。
本发明热泵型原油加热系统，其中所述的一级换热器、二级换热器和油污废水换热器采用内肋式壳管式换热器，其内部交错设置若干个形成U形流道的导流板。
本实用新型是一种能源回收再利用的装置，具有能源消耗小、安全可靠、不污染环境、生产成本低廉等等优点。
图1是本发明热泵型原油加热系统的示意图。
具体实施例方式
本发明已在山东省胜利油田孤东采油厂四号联输送站成功应用。
图1是本发明实施例的系统图。
其中一级换热器1、二级换热器2和油污废水换热器3都采用了同一种内肋式壳管式换热器，这种换热器的换热元件用不锈钢制作，具有良好的防腐蚀性、肋化换热系数高和清洗方便等优点。热源工质(在本实施例中为油污废水)从壳管式换热器的内管中流过，为热源输入管道；换热工质(在本实施例中是石油)在外壳、内管之间流过，为换热输出管道；壳中并设置了若干个交错排列的挡板16，使换热工质只能采用U型方式流动，多次流过内管外表面，换热工质的流向和热源工质的流向相逆，通过内管壁耦合交换热量达到加热换热工质的目的。
一级换热器1的换热输出管道连接在原油加压泵11后面的原油管道上，二级换热器2的换热输出管道连接在所述一级换热器1换热输出管道后面；所述一级换热器1的热源输入管道连接在依次连接的油污废水加压泵12和自动清洗过滤器13后的油污废水管道上，所述二级换热器2的热源输入管道和热源输出循环泵9、吸热器15连接成闭路循环回路。
一级换热器1负责把原油温度由42℃提高到60℃，具有一定温度的油污废水作为热源工质进入壳管式换热器1的内管中，原油作为换热工质从一级换热器1的壳管之间流过。
二级换热器2负责把原油的温度由60℃提升到78℃，但是显然不可能直接利用油污废水的热量。为此设置了一个温度提升系统。在该系统中，设置了一个油污废水换热器3和一个热泵4。热泵4由蒸发器8、压缩机5、冷凝器7和热力膨胀阀6组成。蒸发器8由蒸发管组成，在管外嵌套着散热板，这些散热板置于一个腔体中，组成散热器14，热交换在蒸发管和散热板之间耦合进行，也就是在蒸发器8和散热器14之间耦合进行；冷凝器7由冷凝管组成，在管外嵌套着吸热板，这些吸热板置于一个腔体中，组成吸热器15，热交换在冷凝管和吸热板之间耦合进行，也就是在冷凝器7和吸热器15之间耦合进行。
油污废水换热器3的热源输入管道和一级换热器1的热源输入管道并联，其换热输出管道经热能输入循环泵10连接散热器14；吸热器15经过热能输出循环泵9连接二级换热器2的热源输入管道。
这里有三个闭路循环，一个是油污废水换热器3的换热输出管道、热能输入循环泵10和散热器14组成的热能输入循环回路；二是热泵主机内的内部闭路循环；三是吸热器15、热能输出循环泵9和二级换热器2的热源输入管道组成的热能输出循环回路。
经过油污废水换热器3，热能输入循环回路中的受热介质被加温到50多度，这个热能通过散热器14和蒸发器8的热耦合传递给热泵4。热泵4按逆卡诺循环，把温度提升到80℃，通过冷凝器7和吸热器15之间的热耦合把这个提高的热能传递到吸热器15，加热热能输出循环回路中的热源工质；最后通过二级换热器2中的热耦合将原油加热到78℃。
在山东省胜利油田孤东采油厂四号联输送站的实施例中，为了保障足够的加热能力，热泵主机采用了两台SBLGR-300H高温热泵机组，该两个机组通过模拟人工操作的智能电脑控制系统，组成一个有效的、稳定的、安全的加热系统，并具有完善的保护和报警功能。
通过实际应用证明，本套系统具有以下优越性1、绿色环保，采用油污废水对原油加热，免去了燃烧过程，不产生废渣、废水、废气和烟尘；2、节约能源，不再需要燃料消耗，降低了生产成本，在本实施例中，每年可以节省1690吨的原油消耗；3、安全可靠，没有压力容器，没有明火，安全性能高；4、电脑化控制，使用简单方便。
权利要求
1.一种热泵型原油加热系统，包括由串联连接的冷凝器(7)、热力膨胀阀(6)、蒸发器(8)、压缩机(5)组成的热泵(4)循环回路、由油污废水换热器(3)的换热输出管道、与蒸发器(8)耦合的散热器(14)、热能输入循环泵(10)串联组成的废热输入回路和与冷凝器(7)耦合的吸热器(15)，其特征是在原油管道上原油加压泵(11)后串联两级换热器，其一级换热器(1)的热源输入管道串接在依次连接的油污废水加压泵(12)、自动清洗过滤器(13)后的油污废水管道上，所述一级换热器(1)的换热输出管道和二级换热器(2)的换热输出管道依次串接在原油管道上，所述的二级换热器(2)的热源输入管道、热能输出循环泵(9)和所述的吸热器(15)依次连接成热能输出管道回路，所述油污废水换热器(3)的热源输入管道连接在所述自动清洗过滤器(13)后的管道上，与一级换热器(1)的热源输入管道并联。
2.根据权利要求1所述的热泵型原油加热系统，其特征是所述的热泵(4)设置有控制压缩机(5)的模拟人工操作的智能电脑控制系统。
3.根据权利要求2的热泵型原油加热系统，其特征是所述的一级换热器(1)、二级换热器(2)和油污废水换热器(3)采用内肋式壳管式换热器，其内部交错设置若干个形成U形流道的导流板(16)。
全文摘要
本发明是一种利用油污废水作热源的热泵型原油加热系统。在原油管道上原油加压泵后串联设置两级换热器，其一级换热器跨接在油污废水管道和原油管道之间直接实现一级低温换热，二级换热器、热泵和油污废水换热器组成的三级循环完成温度的提升，实现二级高温换热，热泵主机设置有环形连接的冷凝器、热力膨胀阀、蒸发器和压缩机，执行逆卡诺循环，并设置电脑控制。一级换热器、二级换热器和油污废水换热器采用内肋式壳管式换热器，其内部交错设置若干导流板。显而易见，本发明是一种能源回收再利用的装置，具有能源消耗小、安全可靠、不污染环境、生产成本低廉等等优点。
文档编号F17D1/00GK1775653SQ200510130068
公开日2006年5月24日 申请日期2005年12月8日 优先权日2005年12月8日
发明者王洪星 申请人:北京中科建业环保设备技术开发有限公司