油田污水源熱泵系統(tǒng)研究及優(yōu)化分析.pdf

1、目前，中國(guó)一些油田正在逐步進(jìn)入開采作業(yè)的中后期，采出液中含水率逐漸升高，正常生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，污水流量大并且溫度相對(duì)較高，其中蘊(yùn)含極為豐富的低溫?zé)崃浚虼?，深入研究污水源熱泵系統(tǒng)具有重要意義。
　　本文研究目的是回收油田生產(chǎn)中低溫污水的熱量。根據(jù)第一類溴化鋰吸收式熱泵的工作原理，設(shè)計(jì)了油田污水源熱泵系統(tǒng)，可取代原來(lái)的水套加熱爐，對(duì)原油采出液進(jìn)行加熱降粘。文章介紹了油田污水源熱泵系統(tǒng)加熱原油的工作過(guò)程，建立了質(zhì)量守恒和能量守恒關(guān)系下的

2、熱力學(xué)計(jì)算模型，并利用大型化工流程仿真軟件Aspen Plus建立系統(tǒng)流程圖，將傳統(tǒng)計(jì)算得出的結(jié)果與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)得到的結(jié)果比較，兩者吻合度較高，表明可以使用Aspen Plus軟件對(duì)油田污水源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì);同時(shí)針對(duì)系統(tǒng)中各設(shè)備建立了模塊化數(shù)學(xué)模型，通過(guò)求解微分方程，分析系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中各參數(shù)的改變對(duì)整個(gè)系統(tǒng)性能系數(shù)COP的影響。在一定的條件下，保持其他因素不變，使用Aspen Plus軟件對(duì)系統(tǒng)實(shí)際工況仿真分析可知，系

3、統(tǒng)性能系數(shù)COP隨油田污水出蒸發(fā)器溫度升高而提高，隨系統(tǒng)放氣范圍增大而提高，隨原油入口溫升升高而降低，隨原油總溫升的升高而降低。此外，整合了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真分析數(shù)據(jù)，設(shè)置以系統(tǒng)總換熱面積F總與COP為比值的優(yōu)化函數(shù)，研究得出了系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行工況，最終，優(yōu)化后系統(tǒng)F總減小了4.3％，F(xiàn)總/COP比優(yōu)化前降低了5.65％，優(yōu)化后系統(tǒng)COP提高1.4％，數(shù)值為1.794。
　　本文通過(guò)傳統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算和應(yīng)用Aspen Plus軟件進(jìn)行計(jì)