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热泵技术在油田原油加热中的应用

Edge-Cutting Technology 科技前沿 热泵技术在油田原油加热中的应用 穆剑 中国石油天然气股份有限公司勘探与生产公司 利用油田集输系统具有一定温度 的污水,可以用热泵系统取代原有燃 气炉给油田联合站原油供热,技术 的关键是原油软水换热器的形式选 择和原油对应换热参数的确定。由 1 原油软水换热技术 于原油导热热阻对比水、汽油、柴油 于不同地域原油的成分差别很大, 1.1 界定换热器的具体结构 等液体要大很多,所以其换热面积也 界定原油物理特性及换热参数存在 原油软水换热技术的核心之一是 会大很多,这会影响整体项目的总体 一定程度的困难。本文通过辽河油 界定换热器的具体结构。原油成分复 投资额度及投资回收周期。 田锦采欢三联合站污水余热利用热 杂,除了含有一定比例的烷类、烃类 1.2 确定原油侧的表面传热系数和污 泵项目,论述具体工程实践中如何解 外,还含有一定比例的水、淤泥,甚至 垢热阻 决上述技术问题。 还有细小粒度的沙石。在换热器结构 原油软水换热的另一核心技术是 上,不能选用板式或者螺旋板式换热 确定原油侧的表面传热系数和污垢热 方式,否则容易产生原油流通截面堵 阻。由于原油组成成分的不确定性, 塞。在选用对流排管式换热时还要考 也造成表面传热系数和污垢热阻的 虑管径的大小。若管径太小,由于原油 不确定性。我们设计一台管壳式换热 粘度大,则管子沿程与局部阻力大,输 器,把它装入特定参数原油、软化水 油泵的输出功率大,消耗电能多,同时 系统中。由于换热器刚投入运行没有 也容易产生原油流通截面的堵塞。若 经过腐蚀,管内原油侧、管外软化水侧 管径过大,要想实现同等换热负荷,由 污垢热阻可暂时略去不计,通过换热 60 年 期/总 期 2011 08 206 器传热系数公式 0.001m 2 2 ℃/W和0.0005m ℃/W,于是传热系数为(略去 管壁导热阻力): 1 1 15 K 1/[ =+0.0005+( +0.001) ] 2 91.29W/m ℃ 在R =0,R =0的情况下,可得油侧的表面传热系数 5

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