太陽能熱泵技術(shù)在油田余熱回收中的應(yīng)用研究

【摘要】：原油在輸送過程中需要維持一定的溫度,通常采用加熱爐等常規(guī)加熱方式來實現(xiàn)原油輸送系統(tǒng)的加熱。常規(guī)加熱方式不僅加熱效率低,而且耗費大量的一次能源,造成很大的浪費。油田含油污水中蘊含著大量的低溫余熱,這些低溫污水一年四季溫度變化較小,數(shù)量穩(wěn)定,但大部分僅用于回注或直接排放,未能被充分利用;我國北方油田存在大量的可利用的太陽能資源。利用太陽能熱泵技術(shù)能夠回收部分低溫余熱,充分利用太陽能資源,且提供的熱水剛好能夠滿足油田的用熱需求,具有很大的節(jié)能潛力。本文針對石油生產(chǎn)企業(yè)的余熱資源現(xiàn)狀,綜述了國內(nèi)外太陽能聯(lián)合污水源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用于油田余熱回收的研究現(xiàn)狀;分別介紹了污水源熱泵系統(tǒng)和太陽能聯(lián)合污水源熱泵系統(tǒng)回收油田余熱的基本原理;提出利用太陽能聯(lián)合污水源熱泵系統(tǒng)替代常規(guī)加熱系統(tǒng),用以加熱原油輸送系統(tǒng),探討了不同工況下系統(tǒng)的流程及運行模式,并對系統(tǒng)中的主要設(shè)備進行計算選型;對高溫?zé)岜脵C組進行熱經(jīng)濟性分析,探討蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、一次進水溫度等對機組性能的影響,對太陽能聯(lián)合污水源熱泵系統(tǒng)進行節(jié)能、經(jīng)濟及環(huán)保性分析,并與常規(guī)加熱方式等進行對比,太陽能聯(lián)合污水源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能量比污水源熱泵系統(tǒng)高17%,前者比后者的年總費用低5.1%,具有很好的節(jié)能、經(jīng)濟及環(huán)保效益;最后利用TRNSYS軟件對太陽能聯(lián)合污水源熱泵系統(tǒng)和太陽能熱泵系統(tǒng)進行模擬,得出熱泵出水溫度與系統(tǒng)COP隨時間的變化趨勢,結(jié)果表明太陽能聯(lián)合污水源熱泵系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性。 【關(guān)鍵詞】：油田余熱回收 污水源熱泵 太陽能熱泵 TRNSYS模擬
【學(xué)位授予單位】：西安工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X741;TU83
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 引言9-23
• 1.1 課題研究背景9-10
• 1.2 課題的提出及研究意義10-11
• 1.3 太陽能聯(lián)合污水熱泵系統(tǒng)的原理和分類11-20
• 1.3.1 污水源熱泵系統(tǒng)的原理和分類11-17
• 1.3.2 太陽能聯(lián)合污水源熱泵系統(tǒng)的原理和分類17-20
• 1.4 太陽能聯(lián)合污水源熱泵系統(tǒng)在國內(nèi)外的研究發(fā)展現(xiàn)狀20-21
• 1.5 課題研究的主要內(nèi)容和任務(wù)21-23
• 2 太陽能聯(lián)合污水源熱泵系統(tǒng)方案的選取和設(shè)計23-43
• 2.1 工程背景23-29
• 2.1.1 工程概況23
• 2.1.2 設(shè)計參數(shù)23-24
• 2.1.3 關(guān)鍵技術(shù)24-29
• 2.2 設(shè)計方案一：雙熱源式太陽能聯(lián)合污水源熱泵系統(tǒng)29-38
• 2.2.1 系統(tǒng)流程29
• 2.2.2 運行模式29-30
• 2.2.3 設(shè)備選型30-38
• 2.3 設(shè)計方案二：間接式污水源熱泵系統(tǒng)38-40
• 2.3.1 系統(tǒng)流程38-39
• 2.3.2 運行模式39
• 2.3.3 設(shè)備選型39-40
• 2.4 本章小結(jié)40-43
• 3 系統(tǒng)性能分析43-55
• 3.1 高溫?zé)岜玫臒峤?jīng)濟性分析43-48
• 3.1.1 蒸發(fā)溫度對機組性能的影響43-44
• 3.1.2 冷凝溫度對機組性能的影響44-46
• 3.1.3 一次進水溫度對機組性能的影響46
• 3.1.4 供熱水出水溫度對機組性能的影響46-47
• 3.1.5 一次進水流量對機組性能的影響47-48
• 3.2 節(jié)能及經(jīng)濟性分析48-53
• 3.2.1 節(jié)能效益評價48-51
• 3.2.2 經(jīng)濟性分析51-53
• 3.2.3 環(huán)境效益分析53
• 3.3 本章小結(jié)53-55
• 4 TRNSYS模擬55-65
• 4.1 基本參數(shù)55-57
• 4.2 設(shè)計方案一：雙熱源式太陽能聯(lián)合污水源熱泵系統(tǒng)57-60
• 4.2.1 物理模型57-58
• 4.2.2 模擬結(jié)果與分析58-60
• 4.3 設(shè)計方案二：太陽能熱泵系統(tǒng)60-62
• 4.3.1 物理模型60
• 4.3.2 模擬結(jié)果與分析60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-65
• 5 結(jié)論65-67
• 參考文獻67-71
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參與的科研項目71-73
• 致謝73

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