燃气热泵空调在油田中的应用

侯丽荣 林欣迪 李秋香

燃气热泵空调在油田中的应用

侯丽荣1 林欣迪2 李秋香3

1大庆油田设计院 2大庆油田采油三厂 3大庆油田采油一厂

燃气热泵空调使用清洁能源天然气，用电量少，可以减少电气设备的初投资；利用发动机的排热，供暖能力不受环境温度的影响。燃气热泵空调系统为英买力油田中间加热输油站各建筑物单体提供热、冷源。系统经过6年多的使用运行正常，各单体建筑物内冬季温暖，夏季凉爽，房间内湿度适宜，为沙漠油田的工作人员提供了良好的办公环境。

英买力油田；加热输油站；燃气热泵空调；技术特点

1 英买力油田现状

英买力油田位于沙漠地区，其特点是夏季炎热，冬季寒冷，气候干燥，湿度低且风沙较多，属于沙漠型气候。

英买力油田的外输干线分别为天然气、凝析油和液化气（LPG）外输干线，在外输干线上设置中间加热输油站1座。中间加热输油站主要单体划分为截断阀室、燃气发电区、油阀组间、仪表间、阴极保护间及生活区。

为了满足中间加热输油站内生产和生活的需要，设置燃气热泵空调系统1套。燃气热泵空调系统为中间加热输油站的各个建筑物提供热、冷源。系统经过6年多的使用运行正常，各单体建筑物内冬季温暖，夏季凉爽，房间内湿度适宜，为沙漠油田的工作人员提供了良好的办公环境。

2 燃气热泵空调技术特点

（1）燃气热泵空调使用清洁能源天然气，用电量少，可以减少电气设备的初投资。

（2）燃气热泵空调是一个节能环保的产品。燃气热泵空调使用的制冷剂为R407C，该制冷剂对臭氧层没有破坏作用；燃气热泵空调效率高，比电空调效率要高25%，高效率可以最大限度地降低运行费用。

（3）燃气热泵空调具有很好的环境适应性。燃气热泵空调可以利用发动机的排热，供暖能力不受环境温度影响，在寒冷地区制热不随外界环境温度降低而降低。

（4）燃气热泵空调的工作原理是通过燃气发动机驱动制冷压缩机（活塞式、螺杆式或离心式），同时回收发动机水夹套中尾气的废热。它以燃气发动机为动力带动室外机内的压缩机工作以达到制冷或采暖的目的。机组提供的高位热能包括冷凝器放热、燃气机缸体冷却热的回收部分、排烟热回收器回收的排烟余热三大部分。

（5）燃气发动机调速性能好，通过燃气输入量，可以方便地改变发动机的工作转速和输出功率，从而改变压缩机的排气量和制冷量，同时降低燃气的消耗。在冬季，随着环境温度的下降，一般热泵的制热量及供热系数明显下降，而燃气热泵空调却相反，环境温度的下降将引起采暖负荷的明显增加。

3 燃气热泵空调系统流程概述

（1）燃料系统。燃气热泵空调燃料为天然气，天然气由外输天然气管线提供，供气压力为0.1～0.5 MPa。站内设燃气调压箱1座，燃气经调压箱调压、计量后，压力由0.1～0.5 MPa调至20 kPa，供给燃气热泵空调使用。

（2）水处理系统。为了防止系统内部结垢，系统补水为软化水。软化水由高架水箱加入、储存。

（3）空调循环水。空调循环水系统分加热部分和被加热部分。加热部分是机械密闭循环系统，燃气热泵空调产生的60℃热水，经水热交换器后冷却为55℃的热水，然后回至燃气热泵空调；被加热部分是开式机械循环系统，50℃（12℃）的空调系统回水，经冷温水泵加压后进入水热交换器，加热（制冷）至55℃（7℃）的热（冷）水再经空调管网给站内生产指挥间以及门卫等单体供热或制冷。

（4）补水系统。循环水系统补水为软化水，软化水由水箱间的高架水箱自流进入空调系统回水管线中。

4 建议

（1）水热交换器和冷温水泵均放置在室外，这样会带来如下问题：设备在冬季运行时有一定的热量损失；冬季维修不方便。建议将水热交换器和冷温水泵设置在建筑物内，如设置在站内水箱间内。

（2）本空调系统为全年运行，夏季制冷、冬季制热。因此，建议考虑设备备用，即燃气热泵空调、水热交换器及冷温水泵分别设置2台，并且单台设备的负荷满足总负荷的60%～70%。这样在最冷天，两台设备同时运行。当有一台设备维修时，另一台设备也可以满足站场内建筑物基本冷、热负荷要求，从而保证设备正常运行。

（栏目主持 樊韶华）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.3.065