申请日2017.08.20
公开(公告)日2018.05.08
IPC分类号F25B30/06; F02C6/00; F02C6/18
摘要
本实用新型提供一种能够提高油田伴生气的能源利用率、同时能够回收油田污水热能的油田污水热能回收与伴生气发电综合利用的热电联产系统，包括油田污水管道、集输管道、热泵机组、回注水集热设备、集输管道放热设备、用于将油田伴生气转化为电能的燃气发电机组和用于与燃气发电机组的余热进行热交换的余热回收换热器，集输管道通过余热回收换热器与燃气发电机组进行热交换，热泵机组包括蒸发器、冷凝器和热泵压缩机，燃气发电机组与热泵压缩机电连接，回注水集热设备、蒸发器、冷凝器和集输管道放热设备依次通过连接管循环连通，集输管道放热设备和余热回收换热器联合梯级利用为集输管道中的油水混合产物进行加热。
权利要求书
1.油田污水热能回收与伴生气发电综合利用的热电联产系统，其特征在于：包括油田污水管道、集输管道、热泵机组、用于与油田污水管道进行热交换的回注水集热设备、用于与集输管道进行热交换以对集输管道中的介质进行加热的集输管道放热设备、用于将油田伴生气转化为电能的燃气发电机组和用于与燃气发电机组的余热进行热交换的余热回收换热器，集输管道通过余热回收换热器与燃气发电机组进行热交换，热泵机组包括蒸发器、冷凝器和热泵压缩机，燃气发电机组与热泵压缩机电连接，回注水集热设备、蒸发器、冷凝器和集输管道放热设备依次通过连接管循环连通，集输管道放热设备和余热回收换热器联合梯级利用为集输管道中的油水混合产物进行加热。
2.根据权利要求1所述的油田污水热能回收与伴生气发电综合利用的热电联产系统，其特征在于：所述燃气发电机组包括发动机部件和发电机部件，余热回收换热器包括用于与发动机部件进行热交换的发动机热交换器和与发电机部件进行热交换的发电机热交换器。
3.根据权利要求2所述的油田污水热能回收与伴生气发电综合利用的热电联产系统，其特征在于：所述发电机热交换器包括安装在发电机部件的排烟管处的水-气热交换器以回收烟气余热。
4.根据权利要求1所述的油田污水热能回收与伴生气发电综合利用的热电联产系统，其特征在于：所述回注水集热设备和集输管道放热设备均为板式换热器。
5.根据权利要求2所述的油田污水热能回收与伴生气发电综合利用的热电联产系统，其特征在于：所述发动机热交换器为管壳式换热器。
6.根据权利要求5所述的油田污水 热能回收与伴生气发电综合利用的热电联产系统，其特征在于：所述发动机热交换器包括筒形壳体和设置于筒形壳体中的 管束，筒形壳体的内壁上设置有多个朝向管束的挡板。
说明书
油田污水热能回收与伴生气发电综合利用的热电联产系统
技术领域
本实用新型涉及油田领域，尤其是涉及油田污水热能回收与伴生气发电综合利用的热电联产系统。
背景技术
油田伴生气又称油田气，通常指与石油共生的天然气，按有机成烃的生油理论，有机质演化可生成液态烃与气态烃，气态烃或溶解于液态烃中，或呈气体状态存在于油气藏的上部，这两种气态烃均称为油田伴生气或伴生气。主要成分是甲烷、乙烷等低分子烷烃，还有一定数量的丙烷、丁烷、戊烷等。石油伴生气具有非常可观的经济效益，如果不回收对环境的破坏和污染非常严重，以前通常将石油伴生气放入空气中，散发的油气污染当地的自然环境，认识到伴生气就地放空对环境的破坏后，各级企业对于排放量大的气体均采用燃烧后排放的方式，但燃烧后产生的硫化物等也对环境造成一定程度的污染，所以从油田开发远景考虑，将伴生气综合回收利用是达到人与自然的和谐发展和企业可持续发展目标的最佳选择。现有的伴生气利用技术，一是作为燃气锅炉的燃料为集输介质加热，其一次能源利用率为0.5左右;二是作为燃气发电机组的燃料用来发电，其一次能源利用率为0.3左右。
国内大部分油田开采已经进入中后期，油井产液量含水达70%以上，产出液中70%的水与30%的原油，要通过泵加压、加热炉加热从井口输送到联合站进行油水分离，分离出的污水温度在40～50℃之间。从目前油田生产情况来看，这些低温污水大部分未能充分利用，仅用于回注或排放掉。而厂区和集 输工艺中又需要用燃烧原油、伴生气的方法来供暖和加热集输系统的介质，导致大大浪费了油田污水的热能。
实用新型内容
本实用新型提出一种能够提高油田伴生气的能源利用率、同时能够回收油田污水热能的油田污水热能回收与伴生气发电综合利用的热电联产系统。
本实用新型的一种油田污水热能回收与伴生气发电综合利用的热电联产系统的技术方案是这样实现的：油田污水热能回收与伴生气发电综合利用的热电联产系统，包括油田污水管道、集输管道、热泵机组、用于与油田污水管道进行热交换的回注水集热设备、用于与集输管道进行热交换以对集输管道中的介质进行加热的集输管道放热设备、用于将油田伴生气转化为电能的燃气发电机组和用于与燃气发电机组的余热进行热交换的余热回收换热器，集输管道通过余热回收换热器与燃气发电机组进行热交换，热泵机组包括蒸发器、冷凝器和热泵压缩机，燃气发电机组与热泵压缩机电连接，回注水集热设备、蒸发器、冷凝器和集输管道放热设备依次通过连接管循环连通，集输管道放热设备和余热回收换热器联合梯级利用为集输管道中的油水混合产物进行加热。
所述燃气发电机组包括发动机部件和发电机部件，余热回收换热器包括用于与发动机部件进行热交换的发动机热交换器和与发电机部件进行热交换的发电机热交换器。
所述发动机热交换器包括安装在发电机部件的排烟管处的水-气热交换器以回收烟气余热。
所述回注水集热设备和集输管道放热设备均为板式换热器。
所述发动机热交换器为管壳式换热器。
所述发动机热交换器包括筒形壳体和设置于筒形壳体中的管束，筒形壳体的内壁上设置有多个朝向管束的挡板。
采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果为：燃气发电机组将油田伴生气转化为电能以供热泵机组的热泵压缩机工作，热泵机组对油田污水的热能进行回收，并通过集输管道放热设备与集输管道进行热交换，同时还可以对燃气发电机组的余热进行回收与集输管道进行热交换，集输管道放热设备和余热回收换热器联合梯级利用为集输管道中的油水混合产物进行加热，提高了能源利用率，能效比能够达到4.5。
