热泵技术在油田地面工程中的应用

黄 辉，邱伟伟 （中石化石油勘探开发研究院地面工程研究所，北京100191）

据统计，我国油田每天可产含油污水190×104m3。这些油田污水温度约在35～60℃之间，余热回收潜力巨大。采用水源热泵技术将这些污水热能用于油田的生产和生活服务，可有效减少能耗及碳排放，是油田节能降耗的新途径。另外，在偏远的井场或污水资源不足的油田，空气源热泵和地热热泵技术采用取之不尽、用之不竭的空气和地热资源作为低温热源，给井场原油加热，也是一种高效节能、经济环保的新型方式。

1 热泵技术基本原理

20世纪初，在卡诺理论的基础上，热泵技术开始发展。随着20世纪70年代末能源价格的升高，热泵节能、高效的特点引起了人们的重视，热泵技术进入了快速发展阶段。20世纪80年代初在北欧瑞典、挪威等国家以污水为低温热源的大型水源热泵站相继投入运行。目前，热泵技术已经趋于成熟，广泛应用于生活生产。瑞典斯德哥尔摩有40%的建筑物采用水源热泵技术供热，其中10%是利用污水处理厂的出水。

图1 热泵基本工作原理

常用的压缩式热泵机组主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成 （见图1），其基本工作原理可分为蒸发吸热阶段 （从膨胀阀出来的低温液态制冷剂，进入蒸发器，与低温热源进行热交换，制冷剂温度升高，变为气态）、压缩升温阶段 （制冷剂进入压缩机，变为高温高压气体）、冷凝放热阶段 （高温高压制冷剂气态进入冷凝器后，与供热循环水或所需供热介质进行热交换，温度降低，变为液态）、膨胀降温阶段 （液态的制冷剂继续循环到膨胀阀，节流降温，变为低温低压液态制冷剂，输送至蒸发器，继续循环）4个阶段。……