大港油田“二氧化碳空气源梯级储能换热技术”首次成功应用

稿源:津滨网   编辑:严玉霞   2023-12-30 19:00

津滨网讯(记者 阮雪 报道 通讯员 李鹏 敬晓海 摄影)日前,由大港油田采油工艺研究院、采油一厂联合攻关的二氧化碳空气源热泵梯级储能换热技术,在滨108-52井场投产运行,平均日节电720千瓦时,节能率达到60%。这是该技术首次在国内油田生产加热系统中成功应用。

“双碳”时代背景下,如何实现井场绿色低碳、高效低成本生产是大港油田技术人员亟需攻克的难题。为保证油气生产井正常集输,传统工艺采用燃气加热炉或电加热器为生产井提供热能,存在碳排放量高、用电量大、运行成本高等问题。而空气源热泵是近年来实现井场高能耗加热设备清洁替代的有效手段,通过利用逆卡诺循环原理,以少量电能作为驱动源,从空气中提取热能,释放到被加热介质中,从而实现低成本加热。

“目前普通的以氟工质为循环介质的空气源热泵应用在油气加热系统存在冬季低温环境下无法保证加热温度,在生产井加热负荷波动较大的情况下抗冲击能力较差,热泵附属设备多、自动化程度低,现场施工及日常操作繁琐的问题。”大港油田采油工艺研究院技术人员告诉记者,针对技术难点,采油工艺研究与采油一厂开展联合攻关,通过对油田182座有加热需求的井场进行系统摸排,总结归纳适合油田生产特点的4大类15项关键参数,创新形成“空气源热泵耦合梯级储能换热技术”。

“针对普通热泵冬季效率低的问题,我们创新研制低环温大温差二氧化碳空气源热泵,以二氧化碳作为环保冷媒,实现了环境温度-15℃情况下可稳定制备83℃高温热水,有效保证冬季低温环境下加热的稳定性。针对生产井加热负荷波动大的问题,技术团队构建了三级梯级储热换热系统,实现稳定供热,热泵的用能效率进一步提升。针对传统热泵附件多、自动化程度低的问题,技术团队将热泵系统、换热系统及自控系统三位一体形成一个撬装设备,现场安装仅需半天时间即完成安装调试,日常运行全部采用远程操作、智能管控,实现现场无人值守、自动按需供热、智能精准用热。”技术人员介绍,目前系统稳定运行,冬季低温环境下,热泵系统平均能效比达到2.5,与普通空气源热泵相比,电能利用效率提升了30%;与传统电加热器同期相比,平均日节电720千瓦时,节能率达到60%,预计全年可节电18×104千瓦时,年减少CO2排放159.2吨,相当于栽植绿树8700株。

大港油田“二氧化碳空气源热泵耦合梯级储能换热技术”的成果应用,不仅为油田井场清洁用热提供了新的技术路径,也为其他油田绿色低碳生产提供了有益借鉴。下一步,大港油田技术团队将深化研究,在现有技术基础上进一步耦合光伏、光热、风能、谷电储能、余热回收等新能源技术,打造大港油田“分布式井场清洁能源岛”。


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