勝利油田熱泵技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及對策

朱益飛戴劍飛朱海楊梅

（1.勝利油田孤東采油廠；2.勝利油田技術(shù)檢測中心）

勝利油田熱泵技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及對策

朱益飛1戴劍飛2朱海1楊梅1

（1.勝利油田孤東采油廠；2.勝利油田技術(shù)檢測中心）

熱泵技術(shù)產(chǎn)品是一項(xiàng)新興的節(jié)能環(huán)保和高科技自動化產(chǎn)品，對提高能源綜合利用效率，建立低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和低碳社會消費(fèi)模式起到極其重要的作用。文章結(jié)合油田實(shí)際，介紹了勝利油田熱泵技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了熱泵技術(shù)應(yīng)用中存在的問題，提出了解決問題的對策與措施。實(shí)踐證明，這些措施均十分有效。

勝利油田 熱泵技術(shù) 應(yīng)用 對策

熱泵技術(shù)裝置通過電力做功，從自然界中捕獲低品位熱能，轉(zhuǎn)移并提升至可供人們生產(chǎn)、生活利用的高品位熱能，是一種造福于民的高科技節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。熱泵消耗1份電能，可提供3至6份（甚至更多）高品位熱能，其一次能源利用率超過100%，比傳統(tǒng)供暖方式節(jié)能30%以上，它是規(guī)模利用自然能源和可再生能源的生態(tài)精靈。

熱泵行業(yè)是2000年前后在我國興起的新興產(chǎn)業(yè)[1]。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，1999年到2002年是我國熱泵行業(yè)市場推廣應(yīng)用的示范期；2003年到2005年，熱泵技術(shù)市場份額逐年遞增，許多家電廠商適時(shí)跟進(jìn)，熱泵生產(chǎn)商和銷售商逐步增多，整個(gè)行業(yè)進(jìn)入快速成長期；2006年以后，由于“十一五”規(guī)劃提出節(jié)能20%的目標(biāo)，提高了全社會對節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品的關(guān)注度，熱泵技術(shù)的大眾認(rèn)知度和市場推廣有了一次飛躍；而進(jìn)入2011年，由于“十二五”規(guī)劃對節(jié)能減排提出了更高的要求，熱泵技術(shù)作為一項(xiàng)新興的節(jié)能產(chǎn)品將有更大的發(fā)展和市場潛力，仍有很大的提升空間。

1 勝利油田熱泵技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

勝利油田不僅有豐富的地?zé)豳Y源，需進(jìn)一步開發(fā)利用，而且也有大量的40～70℃污水余熱沒有充分利用就進(jìn)行回注或外排，造成了余熱資源的浪費(fèi)。同時(shí)在采出液處理過程中，又需要大量的熱能以滿足原油生產(chǎn)需要。以勝利油田孤東采油廠四號聯(lián)合站為例，目前進(jìn)孤東四號聯(lián)合站的采出液為16 000 m3/d，溫度為42℃，經(jīng)常溫游離水脫除器脫水后，依然有4 000 m3/d的液量需要被加熱到78℃，日需求熱量總量約為7.2×1011J；而孤東四號聯(lián)合站70℃左右高溫污水資源量為2 550 m3/d，38～40℃低溫污水的資源量為12 000 m3/d。若高溫污水通過直接換熱器利用，溫差為15℃，可利用熱量為1.62×1011J；低溫污水通過熱泵等能量轉(zhuǎn)換設(shè)備加以利用，溫差為5℃低溫污水，高溫污水余熱直接利用后，再次通過熱泵等能量轉(zhuǎn)換設(shè)備加以利用，溫差為20℃，可利用熱量為4.644×1011J[2]。

勝利油田對熱泵技術(shù)產(chǎn)品的引進(jìn)應(yīng)用起步較晚，而且在熱泵產(chǎn)品的認(rèn)知度、政策配套、技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)品準(zhǔn)入等諸多管理方面存在著一些不足和問題。目前，油田對熱泵技術(shù)裝置的應(yīng)用還處于先導(dǎo)性試驗(yàn)應(yīng)用階段，存在著巨大的開發(fā)利用潛力。熱泵技術(shù)裝置的應(yīng)用主要在2個(gè)方面：一是地?zé)峋拈_發(fā)利用，通過打地?zé)峋?，利用地?zé)峋牡責(zé)豳Y源和地下水源熱泵技術(shù)裝置，捕獲低品位熱能，轉(zhuǎn)移并提升至可供人們生產(chǎn)、生活利用的高品位熱能，滿足油田小區(qū)居民冬季采暖的需要。2003年，在油田某小區(qū)打了1口井深2 900 m深的地?zé)峋?，解決了周圍600多戶居民的冬季生活采暖的需要；2004年，在油田某采油礦機(jī)關(guān)所在地打了1口3 000 m深的地?zé)峋?，利用地?zé)岜脵C(jī)組的空調(diào)，解決了整個(gè)采油礦機(jī)關(guān)辦公的夏季制冷和冬季采暖的需要。二是利用污水源熱泵技術(shù)裝置，通過對油田開發(fā)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水余熱資源的回收開發(fā)利用，利用污水源熱泵技術(shù)裝置將油田污水中的大量熱量置換出來，給原油加熱，以節(jié)約能源。2005年，在油田某聯(lián)合站開展污水源熱泵技術(shù)裝置的先導(dǎo)性應(yīng)用試驗(yàn)，該系統(tǒng)由兩級換熱組成，一級換熱為污水直接對原油換熱；二級為熱泵機(jī)組通過污水換熱器將污水作為熱源產(chǎn)生高溫水（軟化水）給原油加熱，從而將原油加熱到所需溫度。其中污水來源于聯(lián)合站一次罐排放的70℃左右的高溫污水，原油來源于加熱爐入口進(jìn)油管線，與加熱爐并聯(lián)，系統(tǒng)污水排放至污水站，原油加溫后送至分離器。該系統(tǒng)試驗(yàn)性應(yīng)用結(jié)果表明，利用油田高溫污水通過兩級換熱的利用方式在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益是可觀的，年節(jié)能效益達(dá)到200余元，熱泵技術(shù)是油田伴生余熱規(guī)模開發(fā)的有效途徑。

從總體上來看，盡管油田在熱泵技術(shù)裝置推廣應(yīng)用方面做了不少工作，但大多數(shù)項(xiàng)目仍處于先導(dǎo)性試驗(yàn)應(yīng)用階段，并沒有投入規(guī)?；茝V應(yīng)用。一方面，油田存在著豐富的地?zé)豳Y源和大量的污水余熱資源有等進(jìn)一步開發(fā)利用，存在著巨大的開發(fā)應(yīng)用潛力；另一方面，由于存在著對熱泵技術(shù)的認(rèn)知程度、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、扶持配套政策、市場準(zhǔn)入以及產(chǎn)品質(zhì)量等方面存在諸多問題，從而造成油田各單位對應(yīng)用熱泵技術(shù)的積極性不高，給熱泵技術(shù)在油田的推廣應(yīng)用增加了不少難度。

2 熱泵技術(shù)應(yīng)用存在的問題

盡管油田在熱泵技術(shù)引進(jìn)方面做了不少試驗(yàn)性應(yīng)用工作，但還存在許多問題，歸納起來主要有以下幾個(gè)方面的問題：

2.1 油田企業(yè)對應(yīng)用熱泵技術(shù)的認(rèn)可度不高

盡管熱泵技術(shù)在政府眼中是非常耀眼的“明星”，多次被寫進(jìn)像“十一五”、“十二五”規(guī)劃和《節(jié)能法》這樣的政策條文中，從中央到地方，各種形式和層次的財(cái)政補(bǔ)貼更是為產(chǎn)品的市場推廣做出了示范和導(dǎo)向作用。但是熱泵行業(yè)畢竟是新興行業(yè)，它的生產(chǎn)和市場推廣不同于傳統(tǒng)行業(yè)，存在著一定的復(fù)雜性，油田企業(yè)對熱泵技術(shù)的認(rèn)知度并不高。有的油田生產(chǎn)企業(yè)習(xí)慣于傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，對于轉(zhuǎn)變生產(chǎn)經(jīng)營方式提高經(jīng)營發(fā)展質(zhì)量上認(rèn)識不足，寧可讓大量的油田污水余熱資源白白浪費(fèi)掉，由于開發(fā)利用這部分余熱資源需要投入資金，所以不愿意去增加投資開發(fā)利用。

2.2 熱泵技術(shù)產(chǎn)品參差不齊

由于熱泵產(chǎn)品生產(chǎn)制造的技術(shù)門檻比較低，越來越多的人看到熱泵技術(shù)在節(jié)能環(huán)保方面的巨大商業(yè)潛力，生產(chǎn)熱泵產(chǎn)品的廠家越來越多，油田市場熱泵技術(shù)產(chǎn)品參差不齊。部分熱泵技術(shù)產(chǎn)品的中小企業(yè)由于產(chǎn)量低，相應(yīng)的生產(chǎn)成本、價(jià)格高，且產(chǎn)品壽命、性能自然無法保證。部分熱泵工程實(shí)施后不能對抽取能量所利用的地下水或其他自然資源實(shí)現(xiàn)100%回灌或循環(huán)利用，使用戶單位對熱泵產(chǎn)品失去信任。

2.3 油田缺乏熱泵技術(shù)（產(chǎn)品）準(zhǔn)入制度

由于熱泵行業(yè)目前尚無成文規(guī)定，沒有建立市場準(zhǔn)入制度或生產(chǎn)許可證管理制度對從業(yè)企業(yè)進(jìn)行約束，生產(chǎn)門檻較低，從而造成國內(nèi)市場上熱泵技術(shù)產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，魚龍混雜的局面。油田對熱泵技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)入油田市場目前還沒有建立起一種統(tǒng)一的技術(shù)產(chǎn)品準(zhǔn)入制度，從而造成進(jìn)入油田市場的熱泵技術(shù)產(chǎn)品的質(zhì)量得不到有效保障。

2.4 油田扶持導(dǎo)向不清晰，亟待完善配套鼓勵政策

國家財(cái)政補(bǔ)貼為助力熱泵技術(shù)的市場推廣做出了示范和導(dǎo)向作用，但是熱泵行業(yè)畢竟是新興行業(yè)，它的生產(chǎn)和市場推廣不同于傳統(tǒng)行業(yè)，存在著一定的復(fù)雜性，現(xiàn)有政策在支持其生產(chǎn)和市場推廣應(yīng)用方面仍有可完善的空間。

近幾年來，我國針對熱泵行業(yè)的財(cái)政補(bǔ)貼力度明顯。我國針對熱泵行業(yè)的財(cái)政補(bǔ)貼早些年主要面向研發(fā)機(jī)構(gòu)，這幾年多補(bǔ)給項(xiàng)目方，現(xiàn)在開始轉(zhuǎn)向終端消費(fèi)者。通過補(bǔ)貼生產(chǎn)企業(yè)的銷售價(jià)格，刺激用戶選用節(jié)能產(chǎn)品。這種轉(zhuǎn)變體現(xiàn)了國家政策的層次性和導(dǎo)向性，在熱泵行業(yè)從生產(chǎn)到銷售的各個(gè)環(huán)節(jié)上都有政策的激勵，對于熱泵行業(yè)的成長是十分有益的。從提供生活熱水和采暖來看，熱泵產(chǎn)品最直接替代的傳統(tǒng)能源就是煤炭，近期我國的煤電價(jià)格上調(diào)和限制使用燃煤鍋爐等政策都對熱泵產(chǎn)品的市場推廣起到了幫助作用。以熱泵熱水器為例，它以少量電能推動熱泵機(jī)組，由熱泵系統(tǒng)吸收自然界的低品位熱能（如空氣、水、地?zé)岬龋? kWh電能可產(chǎn)生1.44×107J熱能，同時(shí)還可以利用低谷電價(jià)工作，運(yùn)行成本只有電熱水器的1/4，節(jié)電環(huán)保效果明顯。熱泵技術(shù)在回收低溫廢熱方面能夠發(fā)揮巨大潛力，像污水、冷卻水、工業(yè)用水等都可以成為熱泵產(chǎn)品的能量源，其市場前景十分廣闊。

而作為終端消費(fèi)用戶的油田生產(chǎn)企業(yè)，由于產(chǎn)能和用能一直存在著矛盾，企業(yè)生產(chǎn)用電指標(biāo)十分緊張。盡管從整體上來說，利用熱泵技術(shù)開發(fā)利用污水余熱資源或者是地?zé)豳Y源，能有效提高能源的綜合利用效率，降低綜合能耗，但開發(fā)利用污水余熱資源又要消耗一定的電能，而節(jié)省的是燃料；而目前油田內(nèi)部的考核指標(biāo)上是節(jié)省燃料并不能得到獎勵，而在用電指標(biāo)考核措施上超額將得到嚴(yán)厲的處罰，缺乏相應(yīng)的整體節(jié)能指標(biāo)考核配套政策或約束機(jī)制。這是油田開發(fā)企業(yè)大量污水余熱資源得不到有效開發(fā)利用的主要原因。

3 對策與措施

針對油田油田熱泵技術(shù)產(chǎn)品推廣應(yīng)用中存在著的上述問題，有針對性地提出以下幾項(xiàng)對策措施。

3.1 轉(zhuǎn)變觀念，提高整體節(jié)能意識，擴(kuò)大產(chǎn)品認(rèn)知度

熱泵技術(shù)在可靠性方面已成熟，主要的技術(shù)突破和局限集中在應(yīng)用方面，大眾節(jié)能意識，特別企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的整體節(jié)能意識有待提高。轉(zhuǎn)變油田生產(chǎn)方式，提高經(jīng)營發(fā)展質(zhì)量，要真正落實(shí)到實(shí)際行動上。

同時(shí)，要擴(kuò)大產(chǎn)品認(rèn)知度。目前，普通職工對于熱泵技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)品還知之甚少，熱泵技術(shù)產(chǎn)品想要在市場上大規(guī)模推廣和應(yīng)用，需要普通職工的廣泛認(rèn)知和支持。一方面，節(jié)能環(huán)保從來都不是一句空話，讓人們了解后，才會成為一種影響普通人生活方式和思維方式的意識。油田開發(fā)企業(yè)的余熱資源相當(dāng)豐富，如加熱爐、鍋爐的熱回收，油井產(chǎn)出液中的工業(yè)污水余熱利用等；另一方面，常規(guī)的能量提取和利用已經(jīng)有很多人在做，但是復(fù)雜的能量提取工作則需要專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)來主動發(fā)現(xiàn)、利用并完成。像熱泵產(chǎn)品這樣專業(yè)性非常強(qiáng)的節(jié)能產(chǎn)品的市場推廣，絕對不僅僅是賣東西這么簡單，與其說它推廣的是一種商品，不如說它推廣的是一種節(jié)能意識，與用戶共同探索節(jié)能途徑；因此，它的市場推廣比其他任何一種產(chǎn)品在資源投入、服務(wù)周期和專業(yè)性要求方面都要細(xì)致得多。

3.2 突破技術(shù)限制，選擇優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品擴(kuò)大應(yīng)用范圍

熱泵的技術(shù)原理是物理學(xué)中的經(jīng)典循環(huán)——逆卡諾循環(huán)，它的道理——“反著提取能量”不難被理解，但是如何控制這個(gè)能量提取過程，使它能夠?yàn)槿祟愃茫瑓s是幾代科學(xué)家經(jīng)過100多年的研究才開發(fā)出來的。因此，自動控制技術(shù)是熱泵的核心技術(shù)，它必須穩(wěn)定可靠，同時(shí)適應(yīng)復(fù)雜的自然條件和用戶需求，才可能被應(yīng)用。目前的熱泵技術(shù)在可靠性方面已經(jīng)十分成熟，主要的技術(shù)突破和局限集中在應(yīng)用范圍、能源條件和功能/性能的擴(kuò)展上。

選擇優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品擴(kuò)大應(yīng)用范圍。熱泵產(chǎn)品在既需要供冷又需要供熱的地方最能夠發(fā)揮其節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益，任何一種單獨(dú)的供冷或供熱需求提供起來都不夠經(jīng)濟(jì)，逐步擴(kuò)大到工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，通過利用油田生產(chǎn)過程中各種余熱資源，為原油加熱、制冷、供熱送暖風(fēng)和提供洗浴熱水等。

同時(shí)，擴(kuò)展熱泵技術(shù)產(chǎn)品性能。以熱泵熱水器為例，由于技術(shù)條件的限制，從前熱泵熱水器的出水溫度只能達(dá)到45℃左右，這樣的溫度只能用來洗澡，用來采暖溫度稍低。現(xiàn)在，經(jīng)過技術(shù)改良，有些熱泵熱水器的出水溫度可以達(dá)到55～65℃，基本能夠滿足采暖需求。另外，熱泵產(chǎn)品與其他設(shè)施的配套使用也可為熱泵的市場推廣打開一方天地。由于出水溫度不夠高，從前的熱泵產(chǎn)品在應(yīng)用到使用暖氣片散熱的建筑中受到限制；現(xiàn)在新型建筑多采用地板散熱裝置，這種散熱裝置的技術(shù)路線與熱泵產(chǎn)品很吻合，因?yàn)榈匕迳嵫b置的面積大，不需要較高溫度的熱水就可以滿足用戶舒適性的要求，這樣的配套設(shè)施改造和使用也增加了熱泵產(chǎn)品的市場應(yīng)用機(jī)會。

3.3 建立熱泵技術(shù)油田市場準(zhǔn)入制度

由于熱泵是一個(gè)新興技術(shù)行業(yè)，還沒有相應(yīng)的、較為完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，同時(shí)熱泵技術(shù)也屬于一種高技術(shù)產(chǎn)品。隨著油田熱泵市場的逐步發(fā)展，迫切需要建立一種較為完善的技術(shù)市場準(zhǔn)入制度，規(guī)范熱泵技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用市場，建立油田熱泵技術(shù)項(xiàng)目統(tǒng)一審批制度；按照油田熱泵技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用市場發(fā)展的需要，明確規(guī)定油田各單位要加強(qiáng)對利用地?zé)嵩礋岜眉夹g(shù)、余熱資源開發(fā)利用技術(shù)項(xiàng)目立項(xiàng)、審批、開工、質(zhì)量控制、驗(yàn)收、運(yùn)行管理等工作程序，從制度上保證熱泵技術(shù)的應(yīng)用。同時(shí)，加強(qiáng)項(xiàng)目應(yīng)用前的可行性方案論證和分析，做好項(xiàng)目運(yùn)行管理，從而確保熱泵技術(shù)在油田應(yīng)用的高質(zhì)量和高效益。

3.4 制定完善相應(yīng)配套扶持政策

油田應(yīng)對采用地?zé)嵩礋岜煤臀鬯疅嵩礋岜玫南嚓P(guān)單位予以扶持，包括給予水電價(jià)格優(yōu)惠政策、項(xiàng)目補(bǔ)貼、簡化熱泵項(xiàng)目審批手續(xù)等，盡快制定出臺《油田可再生能源應(yīng)用示范工程專項(xiàng)補(bǔ)助資金管理暫行辦法》等配套鼓勵政策，對利用可再生能源熱泵機(jī)組的空調(diào)，按機(jī)組額定制冷量每千瓦補(bǔ)貼800元；對利用可再生能源提供生活熱水的高溫?zé)岜脵C(jī)組，按機(jī)組額定制熱量每千瓦補(bǔ)貼900元；對利用油田工業(yè)污水余熱資源的機(jī)組，按照余熱利用量劃切額外用電指標(biāo)；對油田生產(chǎn)用加熱爐、鍋爐余熱資源的機(jī)組，按照余熱利用量給以配套獎勵扶持政策。同時(shí)，制定出臺油田內(nèi)部能源價(jià)格調(diào)整策略，針對使用熱泵產(chǎn)品的用戶進(jìn)行電價(jià)補(bǔ)貼，以激勵熱泵技術(shù)產(chǎn)品在油田的推廣應(yīng)用。

4 結(jié)束語

發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，是實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會目標(biāo)的必然選擇。熱泵技術(shù)產(chǎn)品作為一項(xiàng)新興的節(jié)能環(huán)保和高科技自動化產(chǎn)品，只要提高認(rèn)識，加大投入，科學(xué)規(guī)劃，建立有序的開發(fā)利用機(jī)制，有效消除熱泵技術(shù)推廣應(yīng)用中的技術(shù)和政策障礙，必將在油田建立低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和低碳社會消費(fèi)模式，以及節(jié)能減排和提高綜合能源利用效率方面發(fā)揮重要的作用；同時(shí)，熱泵技術(shù)產(chǎn)品在油田的規(guī)模化應(yīng)用也將具有十分良好的發(fā)展前景。

［1］張旭.熱泵技術(shù)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010：3.

［2］朱益飛.熱泵型原油加熱系統(tǒng)在孤東油田的應(yīng)用［J］.變頻器世界,2009（10）：9-12.

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.10.001

朱益飛，1989年畢業(yè)于華東石油學(xué)院，高級工程師，從事油田技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督管理工作，E-mail：zhuyifei112.slyt@sinopec.com，地址：山東省東營市仙河鎮(zhèn)勝利油田孤東采油廠技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督站，257237。

2011-10-15)