输油管道的光伏发电—自控温电伴热系统*

杨宏伟 王烟帝 魏伟 中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院

输油管道的光伏发电—自控温电伴热系统*

杨宏伟 王烟帝 魏伟 中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院

以太阳能作为输油管线伴热设备的能量供应源，利用光伏发电系统将太阳能转换为电能，再由电能对原油管线进行伴热。将光伏发电系统与传统伴热方式进行组合，得出优化方案。结果表明，光伏发电—自控温电伴热方案可行性、经济性均较突出，该伴热方式可达到节能减排、优化运行的目的。

输油管道；伴热系统；光伏发电；太阳能

1 光伏发电系统设计

以新疆塔里木油田某区块为例，年日照时数为2 700 h，年总辐射量为6 000 MJ/m2，平均辐射率为617 W/m2，最高气温36℃，最低气温-10℃，年平均温度为10℃。

1.1 管道散热量计算

某架空管道的保温材料为聚氨酯泡沫塑料，厚40 mm，保护层厚3 mm。气温-10℃，风速5 m/s，管道长度400 m，输送原油温度维持在55～60℃。各层物性参数见表1，原油物性参数见表2。

表1 各层物性参数

表2 原油物性参数

根据以上参数，由参考计算公式[1]计算的总传热系数为1.15 W/(m2·℃)，裸露管段向外散发的总热量为29 603 W，单位长度的散热量为74 W/m。

1.2 光伏发电系统设计

考虑到相关仪表的供电要求，功率按照30 kW估算，额定工作电压220 V，每天用电时间24 h，电流强度136.4 A，平均安培小时数3 272.7 Ah，每天需要供电量720 kW·h。光伏方阵的利用效率取0.6，可知一天的发电量为1 208 kW·h，则计算得出太阳能电池标称容量为150 kWP。

（1）太阳能电池组件。选择300块型号为500 W/24 V的太阳能组件，总功率为150 kWP。光电场由10个太阳能电池支架组成阵列，每个支架上固定30块太阳能电池组件。……