胜利油田热泵技术应用现状及对策

朱益飞戴剑飞朱海杨梅

（1.胜利油田孤东采油厂；2.胜利油田技术检测中心）

胜利油田热泵技术应用现状及对策

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（1.胜利油田孤东采油厂；2.胜利油田技术检测中心）

热泵技术产品是一项新兴的节能环保和高科技自动化产品，对提高能源综合利用效率，建立低碳经济发展模式和低碳社会消费模式起到极其重要的作用。文章结合油田实际，介绍了胜利油田热泵技术应用现状，分析了热泵技术应用中存在的问题，提出了解决问题的对策与措施。实践证明，这些措施均十分有效。

胜利油田 热泵技术 应用 对策

热泵技术装置通过电力做功，从自然界中捕获低品位热能，转移并提升至可供人们生产、生活利用的高品位热能，是一种造福于民的高科技节能环保产品。热泵消耗1份电能，可提供3至6份（甚至更多）高品位热能，其一次能源利用率超过100%，比传统供暖方式节能30%以上，它是规模利用自然能源和可再生能源的生态精灵。

热泵行业是2000年前后在我国兴起的新兴产业[1]。根据有关统计资料显示，1999年到2002年是我国热泵行业市场推广应用的示范期；2003年到2005年，热泵技术市场份额逐年递增，许多家电厂商适时跟进，热泵生产商和销售商逐步增多，整个行业进入快速成长期；2006年以后，由于“十一五”规划提出节能20%的目标，提高了全社会对节能技术和节能产品的关注度，热泵技术的大众认知度和市场推广有了一次飞跃；而进入2011年，由于“十二五”规划对节能减排提出了更高的要求，热泵技术作为一项新兴的节能产品将有更大的发展和市场潜力，仍有很大的提升空间。

1 胜利油田热泵技术应用现状

胜利油田不仅有丰富的地热资源，需进一步开发利用，而且也有大量的40～70℃污水余热没有充分利用就进行回注或外排，造成了余热资源的浪费。同时在采出液处理过程中，又需要大量的热能以满足原油生产需要。以胜利油田孤东采油厂四号联合站为例，目前进孤东四号联合站的采出液为16 000 m3/d，温度为42℃，经常温游离水脱除器脱水后，依然有4 000 m3/d的液量需要被加热到78℃，日需求热量总量约为7.2×1011J；而孤东四号联合站70℃左右高温污水资源量为2 550 m3/d，38～40℃低温污水的资源量为12 000 m3/d。若高温污水通过直接换热器利用，温差为15℃，可利用热量为1.62×1011J；低温污水通过热泵等能量转换设备加以利用，温差为5℃低温污水，高温污水余热直接利用后，再次通过热泵等能量转换设备加以利用，温差为20℃，可利用热量为4.644×1011J[2]。

胜利油田对热泵技术产品的引进应用起步较晚，而且在热泵产品的认知度、政策配套、技术规范、产品准入等诸多管理方面存在着一些不足和问题。目前，油田对热泵技术装置的应用还处于先导性试验应用阶段，存在着巨大的开发利用潜力。热泵技术装置的应用主要在2个方面：一是地热井的开发利用，通过打地热井，利用地热井的地热资源和地下水源热泵技术装置，捕获低品位热能，转移并提升至可供人们生产、生活利用的高品位热能，满足油田小区居民冬季采暖的需要。2003年，在油田某小区打了1口井深2 900 m深的地热井，解决了周围600多户居民的冬季生活采暖的需要；2004年，在油田某采油矿机关所在地打了1口3 000 m深的地热井，利用地热泵机组的空调，解决了整个采油矿机关办公的夏季制冷和冬季采暖的需要。二是利用污水源热泵技术装置，通过对油田开发生产过程中产生的污水余热资源的回收开发利用，利用污水源热泵技术装置将油田污水中的大量热量置换出来，给原油加热，以节约能源。2005年，在油田某联合站开展污水源热泵技术装置的先导性应用试验，该系统由两级换热组成，一级换热为污水直接对原油换热；二级为热泵机组通过污水换热器将污水作为热源产生高温水（软化水）给原油加热，从而将原油加热到所需温度。其中污水来源于联合站一次罐排放的70℃左右的高温污水，原油来源于加热炉入口进油管线，与加热炉并联，系统污水排放至污水站，原油加温后送至分离器。该系统试验性应用结果表明，利用油田高温污水通过两级换热的利用方式在技术上是可行的，经济效益和社会效益是可观的，年节能效益达到200余元，热泵技术是油田伴生余热规模开发的有效途径。

从总体上来看，尽管油田在热泵技术装置推广应用方面做了不少工作，但大多数项目仍处于先导性试验应用阶段，并没有投入规模化推广应用。一方面，油田存在着丰富的地热资源和大量的污水余热资源有等进一步开发利用，存在着巨大的开发应用潜力；另一方面，由于存在着对热泵技术的认知程度、技术标准、扶持配套政策、市场准入以及产品质量等方面存在诸多问题，从而造成油田各单位对应用热泵技术的积极性不高，给热泵技术在油田的推广应用增加了不少难度。

2 热泵技术应用存在的问题

尽管油田在热泵技术引进方面做了不少试验性应用工作，但还存在许多问题，归纳起来主要有以下几个方面的问题：

2.1 油田企业对应用热泵技术的认可度不高

尽管热泵技术在政府眼中是非常耀眼的“明星”，多次被写进像“十一五”、“十二五”规划和《节能法》这样的政策条文中，从中央到地方，各种形式和层次的财政补贴更是为产品的市场推广做出了示范和导向作用。但是热泵行业毕竟是新兴行业，它的生产和市场推广不同于传统行业，存在着一定的复杂性，油田企业对热泵技术的认知度并不高。有的油田生产企业习惯于传统的生产方式，对于转变生产经营方式提高经营发展质量上认识不足，宁可让大量的油田污水余热资源白白浪费掉，由于开发利用这部分余热资源需要投入资金，所以不愿意去增加投资开发利用。

2.2 热泵技术产品参差不齐

由于热泵产品生产制造的技术门槛比较低，越来越多的人看到热泵技术在节能环保方面的巨大商业潜力，生产热泵产品的厂家越来越多，油田市场热泵技术产品参差不齐。部分热泵技术产品的中小企业由于产量低，相应的生产成本、价格高，且产品寿命、性能自然无法保证。部分热泵工程实施后不能对抽取能量所利用的地下水或其他自然资源实现100%回灌或循环利用，使用户单位对热泵产品失去信任。

2.3 油田缺乏热泵技术（产品）准入制度

由于热泵行业目前尚无成文规定，没有建立市场准入制度或生产许可证管理制度对从业企业进行约束，生产门槛较低，从而造成国内市场上热泵技术产品质量参差不齐，鱼龙混杂的局面。油田对热泵技术产品进入油田市场目前还没有建立起一种统一的技术产品准入制度，从而造成进入油田市场的热泵技术产品的质量得不到有效保障。

2.4 油田扶持导向不清晰，亟待完善配套鼓励政策

国家财政补贴为助力热泵技术的市场推广做出了示范和导向作用，但是热泵行业毕竟是新兴行业，它的生产和市场推广不同于传统行业，存在着一定的复杂性，现有政策在支持其生产和市场推广应用方面仍有可完善的空间。

近几年来，我国针对热泵行业的财政补贴力度明显。我国针对热泵行业的财政补贴早些年主要面向研发机构，这几年多补给项目方，现在开始转向终端消费者。通过补贴生产企业的销售价格，刺激用户选用节能产品。这种转变体现了国家政策的层次性和导向性，在热泵行业从生产到销售的各个环节上都有政策的激励，对于热泵行业的成长是十分有益的。从提供生活热水和采暖来看，热泵产品最直接替代的传统能源就是煤炭，近期我国的煤电价格上调和限制使用燃煤锅炉等政策都对热泵产品的市场推广起到了帮助作用。以热泵热水器为例，它以少量电能推动热泵机组，由热泵系统吸收自然界的低品位热能（如空气、水、地热等），用1 kWh电能可产生1.44×107J热能，同时还可以利用低谷电价工作，运行成本只有电热水器的1/4，节电环保效果明显。热泵技术在回收低温废热方面能够发挥巨大潜力，像污水、冷却水、工业用水等都可以成为热泵产品的能量源，其市场前景十分广阔。

而作为终端消费用户的油田生产企业，由于产能和用能一直存在着矛盾，企业生产用电指标十分紧张。尽管从整体上来说，利用热泵技术开发利用污水余热资源或者是地热资源，能有效提高能源的综合利用效率，降低综合能耗，但开发利用污水余热资源又要消耗一定的电能，而节省的是燃料；而目前油田内部的考核指标上是节省燃料并不能得到奖励，而在用电指标考核措施上超额将得到严厉的处罚，缺乏相应的整体节能指标考核配套政策或约束机制。这是油田开发企业大量污水余热资源得不到有效开发利用的主要原因。

3 对策与措施

针对油田油田热泵技术产品推广应用中存在着的上述问题，有针对性地提出以下几项对策措施。

3.1 转变观念，提高整体节能意识，扩大产品认知度

热泵技术在可靠性方面已成熟，主要的技术突破和局限集中在应用方面，大众节能意识，特别企业领导的整体节能意识有待提高。转变油田生产方式，提高经营发展质量，要真正落实到实际行动上。

同时，要扩大产品认知度。目前，普通职工对于热泵技术及其相关产品还知之甚少，热泵技术产品想要在市场上大规模推广和应用，需要普通职工的广泛认知和支持。一方面，节能环保从来都不是一句空话，让人们了解后，才会成为一种影响普通人生活方式和思维方式的意识。油田开发企业的余热资源相当丰富，如加热炉、锅炉的热回收，油井产出液中的工业污水余热利用等；另一方面，常规的能量提取和利用已经有很多人在做，但是复杂的能量提取工作则需要专业的技术团队来主动发现、利用并完成。像热泵产品这样专业性非常强的节能产品的市场推广，绝对不仅仅是卖东西这么简单，与其说它推广的是一种商品，不如说它推广的是一种节能意识，与用户共同探索节能途径；因此，它的市场推广比其他任何一种产品在资源投入、服务周期和专业性要求方面都要细致得多。

3.2 突破技术限制，选择优质产品扩大应用范围

热泵的技术原理是物理学中的经典循环——逆卡诺循环，它的道理——“反着提取能量”不难被理解，但是如何控制这个能量提取过程，使它能够为人类所用，却是几代科学家经过100多年的研究才开发出来的。因此，自动控制技术是热泵的核心技术，它必须稳定可靠，同时适应复杂的自然条件和用户需求，才可能被应用。目前的热泵技术在可靠性方面已经十分成熟，主要的技术突破和局限集中在应用范围、能源条件和功能/性能的扩展上。

选择优质产品扩大应用范围。热泵产品在既需要供冷又需要供热的地方最能够发挥其节能环保和经济效益，任何一种单独的供冷或供热需求提供起来都不够经济，逐步扩大到工业应用领域，通过利用油田生产过程中各种余热资源，为原油加热、制冷、供热送暖风和提供洗浴热水等。

同时，扩展热泵技术产品性能。以热泵热水器为例，由于技术条件的限制，从前热泵热水器的出水温度只能达到45℃左右，这样的温度只能用来洗澡，用来采暖温度稍低。现在，经过技术改良，有些热泵热水器的出水温度可以达到55～65℃，基本能够满足采暖需求。另外，热泵产品与其他设施的配套使用也可为热泵的市场推广打开一方天地。由于出水温度不够高，从前的热泵产品在应用到使用暖气片散热的建筑中受到限制；现在新型建筑多采用地板散热装置，这种散热装置的技术路线与热泵产品很吻合，因为地板散热装置的面积大，不需要较高温度的热水就可以满足用户舒适性的要求，这样的配套设施改造和使用也增加了热泵产品的市场应用机会。

3.3 建立热泵技术油田市场准入制度

由于热泵是一个新兴技术行业，还没有相应的、较为完善的技术标准体系，同时热泵技术也属于一种高技术产品。随着油田热泵市场的逐步发展，迫切需要建立一种较为完善的技术市场准入制度，规范热泵技术产品应用市场，建立油田热泵技术项目统一审批制度；按照油田热泵技术产品应用市场发展的需要，明确规定油田各单位要加强对利用地热源热泵技术、余热资源开发利用技术项目立项、审批、开工、质量控制、验收、运行管理等工作程序，从制度上保证热泵技术的应用。同时，加强项目应用前的可行性方案论证和分析，做好项目运行管理，从而确保热泵技术在油田应用的高质量和高效益。

3.4 制定完善相应配套扶持政策

油田应对采用地热源热泵和污水热源热泵的相关单位予以扶持，包括给予水电价格优惠政策、项目补贴、简化热泵项目审批手续等，尽快制定出台《油田可再生能源应用示范工程专项补助资金管理暂行办法》等配套鼓励政策，对利用可再生能源热泵机组的空调，按机组额定制冷量每千瓦补贴800元；对利用可再生能源提供生活热水的高温热泵机组，按机组额定制热量每千瓦补贴900元；对利用油田工业污水余热资源的机组，按照余热利用量划切额外用电指标；对油田生产用加热炉、锅炉余热资源的机组，按照余热利用量给以配套奖励扶持政策。同时，制定出台油田内部能源价格调整策略，针对使用热泵产品的用户进行电价补贴，以激励热泵技术产品在油田的推广应用。

4 结束语

发展循环经济、建设资源节约型和环境友好型社会，是实现全面建设小康社会目标的必然选择。热泵技术产品作为一项新兴的节能环保和高科技自动化产品，只要提高认识，加大投入，科学规划，建立有序的开发利用机制，有效消除热泵技术推广应用中的技术和政策障碍，必将在油田建立低碳经济发展模式和低碳社会消费模式，以及节能减排和提高综合能源利用效率方面发挥重要的作用；同时，热泵技术产品在油田的规模化应用也将具有十分良好的发展前景。

［1］张旭.热泵技术［M］.北京:化学工业出版社,2010：3.

［2］朱益飞.热泵型原油加热系统在孤东油田的应用［J］.变频器世界,2009（10）：9-12.

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.10.001

朱益飞，1989年毕业于华东石油学院，高级工程师，从事油田技术质量监督管理工作，E-mail：zhuyifei112.slyt@sinopec.com，地址：山东省东营市仙河镇胜利油田孤东采油厂技术质量监督站，257237。

2011-10-15)