专利名称：应用于原油加热的第一类/第二类吸收式热泵联合供热系统的制作方法
技术领域：
本发明属于供热工程中低温余热利用节能技术领域。
背景技术：
余热利用工程中，吸收式热泵具有很好的节能、环保和经济效益而得到应用和重视。第一类吸收式热泵以部分高品位热能作驱动，将一部分低品位热提升温度，二者共同构成用户的用热负荷，在确定的参数下，驱动热和废热之间具有确定的比例关系，也就是说第一类吸收式热泵对低温余热的利用是有一定的限度的。第二类吸收式热泵除了自身内部介质循环需要很少一部分电能外，其对外所供热负荷几乎全部来自余热，节能效益高；但第二类吸收式热泵的应用不仅需要余热的量大、温度高，而且还需要有较低温度的冷源(通常是环境)，这使得第二类吸收式热泵供热系统的应用受到较大限制；另外，系统投资相对要大。
在余热资源相对丰富、温度相对较高的情况下，采用第一类吸收式热泵方案常会导致余热利用程度不够，而采用第二类吸收式热泵方案则显得余热资源又相对不足。此时，将第一类、第二类吸收式热泵进行合理的结合，组成高效的联合供热系统，可带来尽可能高的节能、环保和经济效益。
原油联合站是余热资源较为丰富的场合，原油生产伴生的热污水量大，温度也较高；同时原油加热所需的温度不是很高，这为采用节能技术提供了可能。采用第一类/第二类吸收式热泵联合供热系统，是一种具有实际意义的技术方案，具有利用低温余热量大，节能、环保效益高，供热系统运行费用低，初投资不至于太高等多方面优点。
另外，在进入第一类吸收式热泵吸收器的流体温度高或供热温度要求较高时，要求第一类吸收式热泵内发生器中浓溶液的温度会很高，从而导致溶液对设备的腐蚀性加剧。此时，将第一类、第二类吸收式热泵进行合理的结合，由第二类吸收式热泵提高余热温度，可使得第一类吸收式热泵吸收器内稀溶液的浓度降低，从而降低发生器内浓溶液的浓度，避免第一类吸收式热泵因供热温度要求高而导致其发生器内溶液温度过高、溶液腐蚀性加大的问题，或使供热系统的供热温度提高。
发明内容
本发明的目的是要提供一种应用于原油联合站等原油加热系统的第一类/第二类吸收式热泵联合供热系统，以进一步利用余热资源，提高吸收式热泵的节能潜力，较大程度地降低联合站原油加热系统的能耗。
本发明的目的是这样实现的，将第一类和第二类吸收式热泵组合成联合热泵供热系统，在满足用户用热需求的前提下，取得节能效益最大化。由余热提取装置、热泵系统、原油加热系统组成。余热提取装置(即污水换热器)获取油田伴生污水中的低温余热，向第一类/第二类吸收式热泵提供余热；第一类、第二类吸收式热泵获取余热的方式为第二类吸收式热泵单独获取余热或者第一类、第二类吸收式热泵分别获取余热；联供系统可以采用第二类、第一类吸收式热泵串联供热的方式，也可以采用第一类吸收式热泵单独供热，满足用户的热需求。一般地，第二类吸收式热泵始终以最大负荷运行，系统供热负荷的调整由第一类吸收式热泵完成。
在具体应用中，可组成以下几种主要形式的热泵联合供热系统1.第一类、第二类吸收式热泵在余热利用上组成串联流程——第二类吸收式热泵利用余热的高温部分，第一类吸收式热泵利用余热的低温部分；在供热上组成并联流程——由两类热泵分别提供部分满足用户温度要求的热负荷。
2.余热由第二类吸收式热泵获取，第二类吸收式热泵的产热作为余热进入第一类吸收式热泵的蒸发器；第一类吸收式热泵对外提供满足用户温度要求的热负荷。
3.第一类、第二类吸收式热泵在余热利用上组成串联流程——第二类吸收式热泵利用余热的高温部分，第一类吸收式热泵利用余热的低温部分；在供热上也组成串联流程——由第二类吸收式热泵完成供热的低温段加热，第一类吸收式热泵完成供热的高温段加热，达到用户的用热需求。
4.第一类、第二类吸收式热泵组成混联流程——第二类吸收式热泵利用余热的高温部分，第一类吸收式热泵利用余热的低温部分和第二类吸收式热泵的一部分产热；第二类吸收式热泵的产热一部分用于对用户提供，一部分进入第一类吸收式热泵的蒸发器作为其部分余热，第一类吸收式热泵的余热来自第二类吸收式热泵和余热提取装置的低温段；第一类吸收式热泵的产热加上第二类吸收式热泵的一部分产热满足用户热需求。
5.第一类、第二类热泵系统可共用一组吸收—蒸发器，第一类热泵部分节流后的冷剂水直接进入第二类热泵部分获取热量。
图1是依据本发明所提供的采用第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵相结合且余热资源可实现第二类吸收式热泵与第一类吸收式热泵串联使用，供热方式为第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵并联供热的原油加热系统流程示意图。
图2是依据本发明所提供的采用第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵相结合且余热资源只有第二类吸收式热泵使用，其所提供热负荷作为第一类吸收式热泵的余热，第一类吸收式热泵单独供热的原油加热系统流程示意图。
图3是依据本发明所提供的采用第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵相结合且余热资源可实现第二类吸收式热泵与第一类吸收式热泵串联使用，供热方式为加热原油所用流体首先被第二类吸收式热泵加热，尔后进入第一类吸收式热泵继续被加热的原油加热系统流程示意图。
图4是依据本发明所提供的采用第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵相结合且余热资源可实现第二类吸收式热泵与第一类吸收式热泵串联使用，供热方式为第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵串/并联供热的原油加热系统流程示意图。
图中，1-第二类吸收式热泵，2-第一类吸收式热泵，3-原油加热装置，4-余热提取装置，5-余热循环泵，6-加热循环泵，7-中间热流体循环泵，F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10、F11、F12为阀门。
具体实施例方式下面结合附图和实施例来具体描述本发明。需要指出的是，图1～图4所示原油加热系统，是根据本发明进行设计的具有代表性的四种原油加热系统实例，根据具体的余热资源和用户用热情况，可以实现更多具体的原油加热系统方案。
图1所示，是依据本发明所提供的利用联合站的原油处理过程中产生的污水为余热资源，采用第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵相结合且余热资源可实现第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵串联使用，供热方式为第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵并联供热的原油加热系统。污水换热器4的两端分别连接污水管线和清水管线，清水管线可连接到第二类吸收式热泵1和第一类吸收式热泵2，并且可以实现单独的回路。第二类吸收式热泵1和第一类吸收式热泵2分别连接到原油换热器3。具体过程实现当阀门F1、F2、F3关闭其余阀门打开，可实现余热资源首先进入第二类吸收式热泵然后进入第一类吸收式热泵被连续利用，第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵并联供热，此时F2、F3为旁通阀。其中第一类吸收式热泵和第二类吸收式热泵可分别单独实现对原油的加热。
图2所示，是依据本发明所提供的利用联合站的原油处理过程中产生的污水为余热资源，采用第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵相结合且余热资源可实现第二类吸收式热泵与第一类吸收式热泵串联使用，供热方式为加热原油所用流体首先被第二类吸收式热泵加热，所产热流体进入第一类吸收式热泵继续被加热然后供热的原油加热系统。污水换热器4的两端分别连接污水管线和清水管线，清水管线可连接到第二类吸收式热泵1和第一类吸收式热泵2。第二类吸收式热泵1和第一类吸收式热泵2在供热上串联到原油换热器3。具体过程实现当阀门F1、F2、F3、F10关闭其余阀门打开，可实现余热资源首先进入第二类吸收式热泵然后进入第一类吸收式热泵被连续利用，加热原油所用流体首先进入第二类吸收式热泵，然后进入第一类吸收式热泵继续被加热然后供热，此时F2、F3、F10为旁通阀。
图3所示，是依据本发明所提供的利用联合站的原油处理过程中产生的污水为余热资源，采用第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵相结合且余热资源可实现第二类吸收式热泵与第一类吸收式热泵串联使用，供热方式为第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵串/并联供热的原油加热系统。污水换热器4的两端分别连接污水管线和清水管线，清水管线可连接到第二类吸收式热泵1和第一类吸收式热泵2。第二类吸收式热泵1和第一类吸收式热泵2在供热上串/并联到原油换热器3。具体过程实现当阀门F1、F2、F3、F12关闭其余阀门打开，可实现余热资源首先进入第二类吸收式热泵然后进入第一类吸收式热泵被连续利用，第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵并联供热；当阀门F1、F2、F3、F9、F11关闭其余阀门打开，可实现余热资源首先进入第二类吸收式热泵然后进入第一类吸收式热泵被连续利用，加热原油所用流体首先进入第二类吸收式热泵，然后进入第一类吸收式热泵继续被加热然后供热；在上述流程中F2、F3为旁通阀。其中第一类吸收式热泵可实现单独供热。
上述图1～3所示各联合供热系统，根据具体情况，也可分别实现单独的第一类或第二类吸收式热泵供热方式。
图4所示，是依据本发明所提供的利用联合站的原油处理过程中产生的污水为余热资源，采用第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵相结合且余热资源只有第二类吸收式热泵使用，其所提供热负荷作为第一类吸收式热泵的余热，第一类吸收式热泵单独供热的原油加热系统。污水换热器4的两端分别连接污水管线和清水管线，清水管线直接连接到第二类吸收式热泵1，第二类吸收式热泵1的供热管线连接到第一类吸收式热泵2作为其余热源，第一类吸收式热泵连接到原油换热器3，实现对原油的加热。其中第一类吸收式热泵和第二类吸收式热泵可分别单独实现原油的加热。
第一类、第二类吸收式热泵联合供热系统具有以下优势①提高余热利用程度，增大节能效益；②提高供热系统的供热温度；③避免或减轻吸收式热泵机组中溶液对设备的腐蚀；④减少原油加热系统的原油、天然气等燃料消耗，具有综合效益。
权利要求
1.一种应用于原油加热的第一/第二类吸收式热泵联合供热系统，由余热提取装置、热泵联合系统、原油加热系统组成，余热提取装置获取低温余热，向第一类/第二类热泵联合系统提供余热；第一类/第二类吸收式热泵联合系统获取余热的方式为第二类热泵单独获取或者第一类/第二类热泵分别获取；联供系统以第二类、第一类热泵串联供热的方式或者以第一类热泵单独供热的方式对外供热满足用户需求，其特征是按以下方案的任意一种组成联合供热系统或一体式装置①利用联合站的原油处理过程中产生的污水为余热资源，采用第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵相结合，余热资源可实现第一类热泵与第二类热泵串联使用，即余热管线连接到第二类吸收式热泵后再连接到第一类吸收式热泵，供热方式采用第一类热泵与第二类热泵并联供热，即第一类热泵和第二类热泵分别连接到原油换热器；②利用联合站的原油处理过程中产生的污水为余热资源，采用第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵相结合，余热资源可实现第二类热泵与第一类热泵串联使用，即余热管线连接到第二类吸收式热泵后再连接到第一类吸收式热泵，供热方式为加热原油所用流体首先被第二类热泵加热，所产热流体进入第一类热泵继续被加热然后供给原油加热，即第二类热泵的供热管线出口连接第一类热泵的热流体进口，第一类热泵的热流体出口连接原油换热器后再连接到第二类热泵的进口；③利用联合站的原油处理过程中产尘的污水为余热资源，采用第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵相结合，余热资源可实现第二类热泵与第一类热泵串联使用，即余热管线连接到第二类吸收式热泵后再连接到第一类吸收式热泵，供热方式为第一类热泵与第二类热泵串/并联供热的原油加热系统，即第二类热泵的供热管线出口连接第一类热泵的热流体进口，第一类热泵的热流体出口连接原油换热器后再连接到第二类热泵的进口/第一类热泵和第二类热泵分别连接到原油换热器；④利用联合站的原油处理过程中产生的污水为余热资源，采用第一类吸收式热泵与第二类吸收式热泵相结合，余热资源只有第二类吸收式热泵使用，其所提供热负荷作为第一类吸收式热泵的余热，第一类吸收式热泵单独供热的原油加热系统，即余热管线连接到第二类吸收式热泵，第二类吸收式热泵的供热管线连接第一类吸收式热泵的余热端，第一类吸收式热泵的供热管线连接原油换热器；⑤第一类、第二类热泵系统共用一组吸收一蒸发器，第一类热泵部分节流后的冷剂水直接进入第二类热泵部分获取热量。
2.根据权利要求1所述的第一类/第二类吸收式热泵联合供热系统，其特征是所说的第一类吸收式热泵，可以是直燃型吸收式热泵，也可以是蒸汽型热泵；可以是单效的热泵，也包括双效、多效的热泵。
3.根据权利要求1所述的第一类/第二类吸收式热泵联合供热系统，其特征是所说的第二类吸收式热泵可以是单级的，也包括双级、多级的。
全文摘要
本发明提供了一种应用于原油加热的第一类/第二类吸收式热泵联合供热系统，它是将第一类吸收式热泵和第二类吸收式热泵以不同的方式结合在一起的联合供热系统，在满足用户用热需求的前提下，取得节能效益最大化，属于余热利用、节能环保领域。余热提取装置获取低温余热，向第一类/第二类吸收式热泵联合系统提供余热；第一类、第二类吸收式热泵或以第二类热泵单独获取或以第一类、第二类吸收式热泵分别获取的方式获取余热；联供系统或以第二类、第一类吸收式热泵串联供热方式，或以第一类吸收式热泵单独供热方式对外供热满足用户需求。本发明可提高节能效益，提高供热系统的供热温度，避免或减轻吸收式热泵机组中溶液对设备的腐蚀，并具有灵活性。
文档编号F25B30/06GK1821682SQ20061004330
公开日2006年8月23日 申请日期2006年3月16日 优先权日2006年3月16日
发明者李华玉 申请人:李华玉