[实用新型]一种油田储油罐热泵加热装置

说明书

技术领域

本实用新型属于原油加热装置技术领域，更详细地说涉及一种油田储油罐热泵加热装置。

背景技术

在油田生产中，尤其是冬季生产中，储油罐内的原油在较低的温度下黏度增高，流动性下降，造成运输困难，影响正常的工作。为了不影响正常工作，需要对储油罐内存储的原油进行加热，降低其黏度，提高流动性，所以，储油罐必须要安装加热装置。原油储油罐电加热器已有很多种，基本上都是以传统的电阻式加热管为热源。而常规电加热在储油罐环境下，制热量小，传热不均匀，甚至达不到预期的温度目标是目前的主要问题。

传统方法是采用在储油罐内部设置带有绝缘套管的电加热棒方式对单井储油罐内原油进行加温，此种电加热棒加温方式存在极大的弊端，当电加热棒外部绝缘套管破损后其破损处暴露于储油罐内，极易与储油罐内的可燃性气体相接触引起储油罐爆炸，不仅为油田生产带来经济损失并且危及工作人员的人身安全，存在极大的安全隐患。同时，采用电加热棒为储油罐加温还存在电能消耗量大，成本高等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种油田储油罐热泵加热装置，以解决上述背景技术中提出的常规电加热装置在储油罐环境下制热量小、传热不均匀，甚至达不到预期的温度目标的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种油田储油罐热泵加热装置，包括压缩机、四通阀、冷凝器、膨胀阀、蒸发器盘管和气液分离器，所述冷凝器设置于储油罐内；所述冷凝器和所述蒸发器盘管之间的管路中设置有板式换热器，所述板式换热器和所述冷凝器之间 的管路中还设置有电磁阀和补气膨胀阀，所述电磁阀和所述补气膨胀阀串连；且所述压缩机中部设置有补气口；

所述热泵加热装置的工作过程包括制热循环和中间补气循环，所述压缩机的出口、所述四通阀的第一通路、所述冷凝器、所述板式换热器、所述膨胀阀、所述蒸发器盘管、所述四通阀的第二通路、所述气液分离器和所述压缩机的入口依次通过管路连通构成所述制热循环；

所述压缩机的出口、所述四通阀的第一通路、所述冷凝器、所述电磁阀、所述补气膨胀阀、所述板式换热器和所述压缩机的补气口依次通过管路连通构成所述中间补气循环。

所述板式换热器一方面对所述制热循环的回路的冷媒进行节流前过冷，增大焓差；另一方面，对所述中间补气循环的回路中经过所述补气膨胀阀降压后的低压低温冷媒进行适当的预热，以达到合适的中压，由所述补气口提供给所述压缩机进行二次压缩。系统从外界环境吸收热量通过冷凝器传递热量对油罐中原油进行加热。

在储油罐中采用冷凝器进行加热，取代传统的电加热，增大了接触面积，从而大大地提高了换热效率，保证了储油罐内原油的均匀加热。冷凝器与原油直接换热，与传统电加热方式相比安全性大幅度提升。

利用板式换热器增加焓差，所述热泵加热装置可以满足较低环境温度下空气源热泵的制热正常运行，能达到较高能效，从而很好地提高了空气源热泵机组的气候适应范围。

为了给蒸发器盘管除霜，保证蒸发器盘管在较低环境温度、较大环境湿度下能够正常工作，所述热泵加热装置的工作过程还包括除霜循环，所述压缩机的出口、所述四通阀的第三通路、所述蒸发器盘管、所述膨胀阀、所述板式换热器、所述冷凝器、所述四通阀的第四通路、所述气液分离器和所述压缩机的入口依次通过管路连通构成所述除霜循环。

为了使原油的加热更加均匀，所述冷凝器为竖直方向设置的蛇形盘管，且所述蛇形盘管的下端靠近所述储油罐的底部，所述蛇形盘管的上端靠近所述储 油罐的顶部。

更进一步地，冷媒由下至上通过所述蛇形盘管。储油罐底部先被加热，储油罐底部的原油被加热后密度变小，则底部的原油向上运动，这样增加了储油罐内原油的流动和混合，使加热更均匀。

进一步地，冷媒采用制冷剂R410A。R410A是一种新型环保制冷剂，不破坏臭氧层，工作压力为普通R22制冷剂的1.6倍左右，制冷(暖)效率高，提高热泵性能，不破坏臭氧层。

进一步地，所述蛇形盘管为不锈钢钢管，不锈钢钢管的耐腐蚀性好，且高温强度好，适合于原油储油罐内恶劣环境下使用。

进一步地，所述冷凝器为水平方向设置的蛇形盘管，且所述蛇形盘管的体积与所述储油罐的容积相适应，能够充分均匀地加热储油罐内的原油。

为了方便监测储油罐内的原油温度，所述储油罐内设置有温度传感器，所述温度传感器连接有控制器；所述控制器与所述压缩机连接，用于控制所述压缩机的启停。

为了保温，减少热量损失，所述储油罐外壁上覆有保温层。