[实用新型]天然气热泵原油加热系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及原油输送技术领域，具体地说，涉及一种天然气热泵原油加热系统。

背景技术

石油开采后会输送至输气站，进行油水分离，分离出的原油输送至炼化厂，分离出的水继续回注地下以保证地下压力平衡，石油开采的同时还会产出天然气。而在石油开采和输送过程中，由于原油的粘度较大，使得输送阻力较大，在石油的开采和输送过程中，需加热原油以降低原油的粘度，减小阻力，传统的做法是，油田上采用燃烧一部分原油来使待输送的原油加热，以降低待输送原油的粘度，减小输送阻力。目前，加热待输送原油的方式，大多油田已从直接燃烧原油改为使用天然气真空加热炉对原油进行加热，但是使用天然气真空加热炉成本较高，大量天然气热量散失，另外，原油的粘性较高，流动阻力较大，原油在天然气真空加热炉中换热系数较低，造成天然气真空加热炉的使用效率较低，造成能源浪费。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种天然气能量利用效率高的天然气热泵原油加热系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

天然气热泵原油加热系统，包括一级换热装置、二级换热装置、三级换热装置以及天然气发动机；

所述一级换热装置包括一级换热器，所述天然气发动机的冷却水出口连接至所述一级换热器的第一进口，所述一级换热器的第一出口连接至所述天然气发动机的冷却水进口；

所述二级换热装置包括二级换热器、膨胀阀、蒸发器和压缩机，所述二级换热器的第一进口连接所述压缩机的制冷剂出口，所述二级换热器的第一出口连接至所述膨胀阀的制冷剂进口，所述膨胀阀的制冷剂出口连接至所述蒸发器的第一进口，所述蒸发器的第一出口连接至所述压缩机的制冷剂进口，所述天然气发动机的机械能输出端连接至所述压缩机，所述蒸发器的第二进口连接至油田回注水；

所述三级换热装置包括三级换热器，所述三级换热器的第一进口连接所述天然气发动机的烟气出口；

所述一级换热器、所述二级换热器以及所述三级换热器依次连接形成原油加热通路，所述一级换热器的第二进口连接待加热原油，所述一级换热器的第二出口连接所述二级换热器的第二进口，所述二级换热器的第二出口连接所述三级换热器的第二进口。

优选的，所述一级换热器分别包括第一集中进舱、第一换热舱和第一集中出舱，所述第一集中进舱上设有原油进口，所述第一换热舱内设有包括若干原油直管的原油管管束，所述第一换热舱内原油管管束的一端与所述第一集中进舱之间，以及所述第一换热舱内原油管管束的另一端与所述第一集中出舱之间分别通过管板连通；

所述一级换热器的第一进口和所述一级换热器的第一出口分别位于所述第一换热舱上。

优选的，所述二级换热器分别包括第二集中进舱、第二换热舱和第二集中出舱，所述第二集中进舱与所述第一集中出舱之间通过管道连接，所述第二换热舱内设有包括若干原油直管的原油管管束，所述第二换热舱内原油管管束的一端与所述第二集中进舱之间，以及所述第二换热舱内原油管管束的另一端与所述第二集中出舱之间分别通过管板连通；

所述二级换热器的第一进口和所述二级换热器的第一出口分别位于所述第二换热舱上。

优选的，所述三级换热器为翅片换热器。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的天然气热泵原油加热系统，二级换热器、膨胀阀、蒸发器以及压缩机形成热泵系统，利用天然气发动机的内能变为机械能驱动压缩机，原油进入一级换热器，与从一级换热器的第一进口进入的天然气发动机冷却水进行热交换，从温度较高的天然气发动机冷却水中吸收热量，对原油进行一级加热。经过一级加热后的原油进入二级换热器，二级换热器、膨胀阀、蒸发器以及压缩机形成热泵系统，热泵系统从油田回注水中吸收热量，在二级换热器内，制冷剂将从回注水中吸收的热量与原油进行热交换，对原油进行二级加热。经过二级加热后的原油进入三级换热器，原油在三级换热器内，与进入三级换热器内的天然气发动机的烟气进行热交换，对原油进行三级加热。此种结构的天然气热泵原油加热系统，使原油依次进行了一级、二级和三级加热，提高了原油的温度，降低了原油的粘性，利于原油的后续输送，通过三级加热，充分吸收了天然气发动机的冷却水的热量、油田回注水的热量、天然气发动机的烟气的热量，充分利用了天然气和回注水的能量，节约了能源，显著提高了天然气能量的利用效率。