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污水源热泵供暖系统故障分析及改造方案点击：1947 日期：[ 2014-04-26 21:40:03 ] |
| 污水源热泵供暖系统故障分析及改造方案 邓寿禄1，王贵生1，黄学义2 (1．中国石化胜利油田分公司技术检测中心，山东东营257000；2．中国石化胜利油田分公司油气集输总厂，山东东营257061) 摘要：胜利油田井下作业二公司作业一大队的污水源热泵供暖系统在运行中存在的问题有：1号机组1、6、7、9号模块全年不能启动运行；1、2号机组20台模块不能全部同时运行；热水循环系统循环泵配置不合理；1、2号机组污水侧、热水侧温差相差较大；热泵投产以来，运行参数未能达到设计指标；热泵热水出水温度不稳定；热泵设计热水出水温度低，供暖质量差；污水换热器结垢腐蚀严重；热泵供暖系统运行参数计量仪表配备不完善等。提出了两种改造方案，方案一的改造思路是解决目前热泵运行中的故障，保证现有热泵系统的20台模块均能正常运行，同时视情况适当增加单模块数量，以提高热泵系统的负荷；方案二的改造思路是在保证原有热泵正常运行情况下，可新增6台或10台高温热泵与原有热泵机组采用串联或并联连接。通过比较，最后采用方案一进行改造，达到了预期目标。 关键词：污水源热泵模块 供暖系统 改造方案 1·前言 胜利油田在原油生产过程中产生大量温度在40～50℃的污水，原先直接作排放处理，造成热能浪费。目前开始推广使用污水源热泵供暖系统，利用这些污水作为低温热源来为油田供暖[1]。 污水源热泵供暖系统在胜利油田的运用才刚起步，在运行过程中容易出现各种故障。为此，本文以胜利油田井下作业二公司作业一大队的污水源热泵供暖系统(以下简称“供暖系统”)为例，对污水源热泵供暖系统在运行中存在的故障及改造方案进行分析讨论。 供暖系统供暖面积约2.6×104m2，主要由取暖循环水系统、热泵系统、污水热源置换系统、污水源系统组成(见图1)。供暖系统运行参数见表1。 2·供暖系统运行中存在的故障 供暖系统投运以来，在运行中主要存在以下几方面的问题：①1号机组1、6、7、9号模块全年不能启动运行；②1、2号机组20台模块不能全部同时运行；③热水循环系统循环泵配置不合理；④1、2号机组污水侧、热水侧温差相差较大；⑤热泵投产以来，运行参数未能达到设计指标；⑥热泵热水出水温度不稳定；⑦热泵设计热水出水温度低，供暖质量差；⑧污水换热器结垢腐蚀严重；⑨热泵供暖系统运行参数计量仪表配备不完善。 3·供暖系统改造方案 为了解决上述问题，提高供暖质量，使热泵热水出口温度达到64℃以上，经过研究论证认为，目前供暖系统改造有如下两种方案。 3.1方案一 方案一的改造思路是对现有热泵系统进行改造，解决目前热泵运行中的故障，保证现有热泵系统的20台模块均能正常运行，同时视情况适当增加单模块数量，以提高热泵系统的负荷。具体措施为： ①对1号机组1、6、7、9模块的温度控制进行重新设置。如果没有效果，则应检查单模块硬件方面的故障，如主接触器是否烧毁、水压开关是否不灵敏或损坏、压缩机超温保护模块是否损坏等，并逐一排除直至能正常运行为止。 ②重新对1、2号机组20台模块的温度控制进行设置，或者重新编制单模块控制板用户出水温度、蒸发器清水出水温度控制程序，保证机组在任何环境下20台模块均能同时运行。 ③将现有的100m3/h、400m3/h的2台循环泵分别改造为150m3/h和100m3/h的循环泵配置。 ④增加模块数量，提高热泵装机负荷。 ⑤将现有的换热器更换为防腐垢污水换热器(换热面积为160m2，压力为0.4MPa，污水进、出口温度为30～69℃和25～64℃，设备投资为28.8万元，使用寿命为10a，每年节约修理费用12万元以上，设备置换投资回收期不到3a)，或者改进现有热量输送方式，即将原有的污水热量通过污水管道送至供暖系统的方式改为污水热量在坨三污水换热后由换热后的清水送至供暖系统的方式(见图2)。 ⑥增设用户循环热水流量表、清水流量表、用户循环热水总进出温度计量仪、单机组热水侧总进出温度计量仪、源水侧清水出口温度计量仪等。按照方案一改造，预计供暖系统改造后的参数为：机组输入功率为228kW，输出功率为900kW，热水侧流量为150m3，热水侧进、出温度为55℃、65℃，最高出水温度为73℃，源水侧进出水温度为47℃、35℃，清水流量为130m3/h。 3.2方案二 方案二的改造思路是在保证原有热泵正常运行情况下，可新增6台或10台高温热泵与原有热泵机组(模块保留14台)采用串联或并联方式连接(见表2、表3)，为原有热泵热水侧提温。 4·改造方案比较与评价 ①方案一：在技术上基本能够解决作业大队院内的供暖问题，热泵出水温度能够达到设计要求，能够满足2.8×104m2的供暖需求，只是改造工作量大，需更换流程中的循环设备，还需将所有设备拉到专业厂家改造，配备必要的计量仪表。 ②方案二：在技术上完全能够解决取暖问题，对原有设备运行影响较少，热泵热水出口温度可达64℃以上，但需要对流程进行改造；能够满足2.6×104m2的供暖需求，但是一旦原有热泵系统的模块启动不足10台时，会影响高温热泵的正常运行，高温热泵热水出口温度会下降，影响取暖。 5·结论 由上述分析可知，要解决胜利油田井下作业二公司作业一大队院内污水源热泵供暖系统存在的问题，可以采取两种方案，即增加原有热泵模块，或另加装高温热泵。通过比较，最后决定采用增加原有热泵模块的方法，成功解决了污水源热泵供暖系统出现的故障问题。 参考文献： [1]邓寿禄，王强．热泵系统应用于油田废水余热回收的探讨[J]．现代测量与实验管理，2003(1)：21-22．(编辑：谢守国) |
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