燃氣熱泵空調在油田中的應用

侯麗榮 林欣迪 李秋香

燃氣熱泵空調在油田中的應用

侯麗榮1 林欣迪2 李秋香3

1大慶油田設計院 2大慶油田采油三廠 3大慶油田采油一廠

燃氣熱泵空調使用清潔能源天然氣，用電量少，可以減少電氣設備的初投資；利用發動機的排熱，供暖能力不受環境溫度的影響。燃氣熱泵空調系統為英買力油田中間加熱輸油站各建筑物單體提供熱、冷源。系統經過6年多的使用運行正常，各單體建筑物內冬季溫暖，夏季涼爽，房間內濕度適宜，為沙漠油田的工作人員提供了良好的辦公環境。

英買力油田；加熱輸油站；燃氣熱泵空調；技術特點

1 英買力油田現狀

英買力油田位于沙漠地區，其特點是夏季炎熱，冬季寒冷，氣候干燥，濕度低且風沙較多，屬于沙漠型氣候。

英買力油田的外輸干線分別為天然氣、凝析油和液化氣（LPG）外輸干線，在外輸干線上設置中間加熱輸油站1座。中間加熱輸油站主要單體劃分為截斷閥室、燃氣發電區、油閥組間、儀表間、陰極保護間及生活區。

為了滿足中間加熱輸油站內生產和生活的需要，設置燃氣熱泵空調系統1套。燃氣熱泵空調系統為中間加熱輸油站的各個建筑物提供熱、冷源。系統經過6年多的使用運行正常，各單體建筑物內冬季溫暖，夏季涼爽，房間內濕度適宜，為沙漠油田的工作人員提供了良好的辦公環境。

2 燃氣熱泵空調技術特點

（1）燃氣熱泵空調使用清潔能源天然氣，用電量少，可以減少電氣設備的初投資。

（2）燃氣熱泵空調是一個節能環保的產品。燃氣熱泵空調使用的制冷劑為R407C，該制冷劑對臭氧層沒有破壞作用；燃氣熱泵空調效率高，比電空調效率要高25%，高效率可以最大限度地降低運行費用。

（3）燃氣熱泵空調具有很好的環境適應性。燃氣熱泵空調可以利用發動機的排熱，供暖能力不受環境溫度影響，在寒冷地區制熱不隨外界環境溫度降低而降低。

（4）燃氣熱泵空調的工作原理是通過燃氣發動機驅動制冷壓縮機（活塞式、螺桿式或離心式），同時回收發動機水夾套中尾氣的廢熱。它以燃氣發動機為動力帶動室外機內的壓縮機工作以達到制冷或采暖的目的。機組提供的高位熱能包括冷凝器放熱、燃氣機缸體冷卻熱的回收部分、排煙熱回收器回收的排煙余熱三大部分。

（5）燃氣發動機調速性能好，通過燃氣輸入量，可以方便地改變發動機的工作轉速和輸出功率，從而改變壓縮機的排氣量和制冷量，同時降低燃氣的消耗。在冬季，隨著環境溫度的下降，一般熱泵的制熱量及供熱系數明顯下降，而燃氣熱泵空調卻相反，環境溫度的下降將引起采暖負荷的明顯增加。

3 燃氣熱泵空調系統流程概述

（1）燃料系統。燃氣熱泵空調燃料為天然氣，天然氣由外輸天然氣管線提供，供氣壓力為0.1～0.5 MPa。站內設燃氣調壓箱1座，燃氣經調壓箱調壓、計量后，壓力由0.1～0.5 MPa調至20 kPa，供給燃氣熱泵空調使用。

（2）水處理系統。為了防止系統內部結垢，系統補水為軟化水。軟化水由高架水箱加入、儲存。

（3）空調循環水。空調循環水系統分加熱部分和被加熱部分。加熱部分是機械密閉循環系統，燃氣熱泵空調產生的60℃熱水，經水熱交換器后冷卻為55℃的熱水，然后回至燃氣熱泵空調；被加熱部分是開式機械循環系統，50℃（12℃）的空調系統回水，經冷溫水泵加壓后進入水熱交換器，加熱（制冷）至55℃（7℃）的熱（冷）水再經空調管網給站內生產指揮間以及門衛等單體供熱或制冷。

（4）補水系統。循環水系統補水為軟化水，軟化水由水箱間的高架水箱自流進入空調系統回水管線中。

4 建議

（1）水熱交換器和冷溫水泵均放置在室外，這樣會帶來如下問題：設備在冬季運行時有一定的熱量損失；冬季維修不方便。建議將水熱交換器和冷溫水泵設置在建筑物內，如設置在站內水箱間內。

（2）本空調系統為全年運行，夏季制冷、冬季制熱。因此，建議考慮設備備用，即燃氣熱泵空調、水熱交換器及冷溫水泵分別設置2臺，并且單臺設備的負荷滿足總負荷的60%～70%。這樣在最冷天，兩臺設備同時運行。當有一臺設備維修時，另一臺設備也可以滿足站場內建筑物基本冷、熱負荷要求，從而保證設備正常運行。

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.3.065