朱益飛戴劍飛朱海楊梅

（1.勝利油田孤東采油廠；2.勝利油田技術檢測中心）

勝利油田熱泵技術應用現(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.勝利油田技術檢測中心）

熱泵技術產(chǎn)品是一項新興的節(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)濟發(fā)展模式和低碳社會消費模式起到極其重要的作用。文章結合油田實際，介紹了勝利油田熱泵技術應用現(xiàn)狀，分析了熱泵技術應用中存在的問題，提出了解決問題的對策與措施。實踐證明，這些措施均十分有效。

勝利油田 熱泵技術 應用 對策

熱泵技術裝置通過電力做功，從自然界中捕獲低品位熱能，轉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)有關統(tǒng)計資料顯示，1999年到2002年是我國熱泵行業(yè)市場推廣應用的示范期；2003年到2005年，熱泵技術市場份額逐年遞增，許多家電廠商適時跟進，熱泵生產(chǎn)商和銷售商逐步增多，整個行業(yè)進入快速成長期；2006年以后，由于“十一五”規(guī)劃提出節(jié)能20%的目標，提高了全社會對節(jié)能技術和節(jié)能產(chǎn)品的關注度，熱泵技術的大眾認知度和市場推廣有了一次飛躍；而進入2011年，由于“十二五”規(guī)劃對節(jié)能減排提出了更高的要求，熱泵技術作為一項新興的節(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 勝利油田熱泵技術應用現(xiàn)狀

勝利油田不僅有豐富的地熱資源，需進一步開發(fā)利用，而且也有大量的40～70℃污水余熱沒有充分利用就進行回注或外排，造成了余熱資源的浪費。同時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換設備加以利用，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換設備加以利用，溫差為20℃，可利用熱量為4.644×1011J[2]。

勝利油田對熱泵技術產(chǎn)品的引進應用起步較晚，而且在熱泵產(chǎn)品的認知度、政策配套、技術規(guī)范、產(chǎn)品準入等諸多管理方面存在著一些不足和問題。目前，油田對熱泵技術裝置的應用還處于先導性試驗應用階段，存在著巨大的開發(fā)利用潛力。熱泵技術裝置的應用主要在2個方面：一是地熱井的開發(fā)利用，通過打地熱井，利用地熱井的地熱資源和地下水源熱泵技術裝置，捕獲低品位熱能，轉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深的地熱井，解決了周圍600多戶居民的冬季生活采暖的需要；2004年，在油田某采油礦機關所在地打了1口3 000 m深的地熱井，利用地熱泵機組的空調(diào)，解決了整個采油礦機關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裝置的先導性應用試驗，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)試驗性應用結果表明，利用油田高溫污水通過兩級換熱的利用方式在技術上是可行的，經(jīng)濟效益和社會效益是可觀的，年節(jié)能效益達到200余元，熱泵技術是油田伴生余熱規(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裝置推廣應用方面做了不少工作，但大多數(shù)項目仍處于先導性試驗應用階段，并沒有投入規(guī)?；茝V應用。一方面，油田存在著豐富的地熱資源和大量的污水余熱資源有等進一步開發(fā)利用，存在著巨大的開發(fā)應用潛力；另一方面，由于存在著對熱泵技術的認知程度、技術標準、扶持配套政策、市場準入以及產(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用熱泵技術的積極性不高，給熱泵技術在油田的推廣應用增加了不少難度。

2 熱泵技術應用存在的問題

盡管油田在熱泵技術引進方面做了不少試驗性應用工作，但還存在許多問題，歸納起來主要有以下幾個方面的問題：

2.1 油田企業(yè)對應用熱泵技術的認可度不高

盡管熱泵技術在政府眼中是非常耀眼的“明星”，多次被寫進像“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政補貼更是為產(chǎn)品的市場推廣做出了示范和導向作用。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)，存在著一定的復雜性，油田企業(yè)對熱泵技術的認知度并不高。有的油田生產(chǎn)企業(yè)習慣于傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，對于轉變生產(chǎn)經(jīng)營方式提高經(jīng)營發(fā)展質(zhì)量上認識不足，寧可讓大量的油田污水余熱資源白白浪費掉，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 熱泵技術產(chǎn)品參差不齊

由于熱泵產(chǎn)品生產(chǎn)制造的技術門檻比較低，越來越多的人看到熱泵技術在節(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，油田市場熱泵技術產(chǎn)品參差不齊。部分熱泵技術產(chǎn)品的中小企業(yè)由于產(chǎn)量低，相應的生產(chǎn)成本、價格高，且產(chǎn)品壽命、性能自然無法保證。部分熱泵工程實施后不能對抽取能量所利用的地下水或其他自然資源實現(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（產(chǎn)品）準入制度

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

2.4 油田扶持導向不清晰，亟待完善配套鼓勵政策

國家財政補貼為助力熱泵技術的市場推廣做出了示范和導向作用，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)，存在著一定的復雜性，現(xiàn)有政策在支持其生產(chǎn)和市場推廣應用方面仍有可完善的空間。

近幾年來，我國針對熱泵行業(yè)的財政補貼力度明顯。我國針對熱泵行業(yè)的財政補貼早些年主要面向研發(fā)機構，這幾年多補給項目方，現(xiàn)在開始轉向終端消費者。通過補貼生產(chǎn)企業(yè)的銷售價格，刺激用戶選用節(jié)能產(chǎn)品。這種轉變體現(xiàn)了國家政策的層次性和導向性，在熱泵行業(yè)從生產(chǎn)到銷售的各個環(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組，由熱泵系統(tǒng)吸收自然界的低品位熱能（如空氣、水、地熱等），用1 kWh電能可產(chǎn)生1.44×107J熱能，同時還可以利用低谷電價工作，運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)用電指標十分緊張。盡管從整體上來說，利用熱泵技術開發(fā)利用污水余熱資源或者是地熱資源，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)部的考核指標上是節(jié)省燃料并不能得到獎勵，而在用電指標考核措施上超額將得到嚴厲的處罰，缺乏相應的整體節(jié)能指標考核配套政策或約束機制。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產(chǎn)品推廣應用中存在著的上述問題，有針對性地提出以下幾項對策措施。

3.1 轉變觀念，提高整體節(jié)能意識，擴大產(chǎn)品認知度

熱泵技術在可靠性方面已成熟，主要的技術突破和局限集中在應用方面，大眾節(jié)能意識，特別企業(yè)領導的整體節(jié)能意識有待提高。轉變油田生產(chǎn)方式，提高經(jīng)營發(fā)展質(zhì)量，要真正落實到實際行動上。

同時，要擴大產(chǎn)品認知度。目前，普通職工對于熱泵技術及其相關產(chǎn)品還知之甚少，熱泵技術產(chǎn)品想要在市場上大規(guī)模推廣和應用，需要普通職工的廣泛認知和支持。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，但是復雜的能量提取工作則需要專業(yè)的技術團隊來主動發(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、服務周期和專業(yè)性要求方面都要細致得多。

3.2 突破技術限制，選擇優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品擴大應用范圍

熱泵的技術原理是物理學中的經(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，但是如何控制這個能量提取過程，使它能夠為人類所用，卻是幾代科學家經(jīng)過100多年的研究才開發(fā)出來的。因此，自動控制技術是熱泵的核心技術，它必須穩(wěn)定可靠，同時適應復雜的自然條件和用戶需求，才可能被應用。目前的熱泵技術在可靠性方面已經(jīng)十分成熟，主要的技術突破和局限集中在應用范圍、能源條件和功能/性能的擴展上。

選擇優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品擴大應用范圍。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)濟效益，任何一種單獨的供冷或供熱需求提供起來都不夠經(jīng)濟，逐步擴大到工業(yè)應用領域，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、供熱送暖風和提供洗浴熱水等。

同時，擴展熱泵技術產(chǎn)品性能。以熱泵熱水器為例，由于技術條件的限制，從前熱泵熱水器的出水溫度只能達到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)過技術改良，有些熱泵熱水器的出水溫度可以達到55～65℃，基本能夠滿足采暖需求。另外，熱泵產(chǎn)品與其他設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路線與熱泵產(chǎn)品很吻合，因為地板散熱裝置的面積大，不需要較高溫度的熱水就可以滿足用戶舒適性的要求，這樣的配套設施改造和使用也增加了熱泵產(chǎn)品的市場應用機會。

3.3 建立熱泵技術油田市場準入制度

由于熱泵是一個新興技術行業(yè)，還沒有相應的、較為完善的技術標準體系，同時熱泵技術也屬于一種高技術產(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市場準入制度，規(guī)范熱泵技術產(chǎn)品應用市場，建立油田熱泵技術項目統(tǒng)一審批制度；按照油田熱泵技術產(chǎn)品應用市場發(fā)展的需要，明確規(guī)定油田各單位要加強對利用地熱源熱泵技術、余熱資源開發(fā)利用技術項目立項、審批、開工、質(zhì)量控制、驗收、運行管理等工作程序，從制度上保證熱泵技術的應用。同時，加強項目應用前的可行性方案論證和分析，做好項目運行管理，從而確保熱泵技術在油田應用的高質(zhì)量和高效益。

3.4 制定完善相應配套扶持政策

油田應對采用地熱源熱泵和污水熱源熱泵的相關單位予以扶持，包括給予水電價格優(yōu)惠政策、項目補貼、簡化熱泵項目審批手續(xù)等，盡快制定出臺《油田可再生能源應用示范工程專項補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組的空調(diào)，按機組額定制冷量每千瓦補貼800元；對利用可再生能源提供生活熱水的高溫熱泵機組，按機組額定制熱量每千瓦補貼900元；對利用油田工業(yè)污水余熱資源的機組，按照余熱利用量劃切額外用電指標；對油田生產(chǎn)用加熱爐、鍋爐余熱資源的機組，按照余熱利用量給以配套獎勵扶持政策。同時，制定出臺油田內(nèi)部能源價格調(diào)整策略，針對使用熱泵產(chǎn)品的用戶進行電價補貼，以激勵熱泵技術產(chǎn)品在油田的推廣應用。

4 結束語

發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，是實現(xiàn)全面建設小康社會目標的必然選擇。熱泵技術產(chǎn)品作為一項新興的節(jié)能環(huán)保和高科技自動化產(chǎn)品，只要提高認識，加大投入，科學規(guī)劃，建立有序的開發(fā)利用機制，有效消除熱泵技術推廣應用中的技術和政策障礙，必將在油田建立低碳經(jīng)濟發(fā)展模式和低碳社會消費模式，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，熱泵技術產(chǎn)品在油田的規(guī)?；瘧靡矊⒕哂惺至己玫陌l(fā)展前景。

［1］張旭.熱泵技術［M］.北京:化學工業(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)于華東石油學院，高級工程師，從事油田技術質(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質(zhì)量監(jiān)督站，257237。

2011-10-15)