太阳能热利用概述

太阳能热利用概述第1页，课件共74页，创作于2023年2月contentsPart4产品概述4Part1引言、背景1Part

2太阳能利用2Part3热泵技术3Part5成功案例5Part6结尾6第2页，课件共74页，创作于2023年2月Part1引言能源和环境是影响国民经济可持续发展的关键因素，能源供应形势直接关系到国家的安全和社会稳定。煤炭、石油和天然气等石化能源，资源有限，不可再生，而且传统能源会对环境造成严重的污染。我国能源供应的缺口很大，而且能源消费结构不合理，以煤为主的能源供给造成了严重的大气污染和温室气体排放，我国目前的CO2排放量居世界第二位。我国是“京都议定书”的签约国，目前的这种能源消费方式，已受到国际社会的高度关注，加大了我们保护环境和改变经济增长模式的压力。因此，节约能源和开发利用清洁、可再生能源的任务十分紧迫。第3页，课件共74页，创作于2023年2月（1）2004年国家《节能中长期专项规划》把再生能源技术运用作为节能重点领域和重点工程。（2）2006年《中国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中明确提出十一五期间单位国民生产总值能耗要降低20%左右。《“十一五”十大重点节能工程实施意见》中进一步指出开展再生能源技术城市级示范活动，探索推广机制和模式，包括太阳能利用、热泵技术运用、浅层地能利用和可再生能源技术集成等。（3）中国石油天然气集团公司在“十一五”期间，通过实施“十大节能工程”和“十大减排工程”全面推进节能减排工作进程。背景第4页，课件共74页，创作于2023年2月Part2太阳能利用ResearchonsolarUtilization第5页，课件共74页，创作于2023年2月主要内容太阳能利用的发展历史太阳能资源太阳能热利用

第6页，课件共74页，创作于2023年2月第7页，课件共74页，创作于2023年2月第8页，课件共74页，创作于2023年2月第9页，课件共74页，创作于2023年2月第10页，课件共74页，创作于2023年2月第11页，课件共74页，创作于2023年2月第12页，课件共74页，创作于2023年2月第13页，课件共74页，创作于2023年2月第14页，课件共74页，创作于2023年2月第15页，课件共74页，创作于2023年2月第16页，课件共74页，创作于2023年2月第17页，课件共74页，创作于2023年2月第18页，课件共74页，创作于2023年2月第19页，课件共74页，创作于2023年2月第20页，课件共74页，创作于2023年2月太阳能供热系统太阳能+辅助太阳能有不连续性，不能稳定提供热量，所以需要采用辅助能源，其中热泵技术与太阳能的辅助技术可行。第21页，课件共74页，创作于2023年2月第22页，课件共74页，创作于2023年2月太阳能解决工业热水实例某厂在生产中，要用到大量的热水，以往都是采用燃煤、蒸汽加热的方式，成本非常高、污染十分严重。要求热水的温度不高，55℃左右，太阳能可以解决。（如果要求温度高，只能采用太阳能+高温热泵）第23页，课件共74页，创作于2023年2月Part3热泵技术Heatpump—Technology第24页，课件共74页，创作于2023年2月主要内容热泵的工作原理热泵的应用现状热泵的节能效果热泵的经济性热泵供暖成本分析第25页，课件共74页，创作于2023年2月第26页，课件共74页，创作于2023年2月第27页，课件共74页，创作于2023年2月第28页，课件共74页，创作于2023年2月第29页，课件共74页，创作于2023年2月第30页，课件共74页，创作于2023年2月第31页，课件共74页，创作于2023年2月第32页，课件共74页，创作于2023年2月第33页，课件共74页，创作于2023年2月第34页，课件共74页，创作于2023年2月第35页，课件共74页，创作于2023年2月Part4产品概述ProductOverview第36页，课件共74页，创作于2023年2月华北油田大庆油田

大港油田

结合当前能源紧缺、温室效应加剧的客观现状，各级政府都在建设节约型社会提上重要的议事日程，纷纷制定相关节能推广应用政策。推广应用第37页，课件共74页，创作于2023年2月太阳能加热高温热泵加热热辐射加热1.优先充分利用太阳能加热，其次是高温热泵辅助加热，太阳能严重不能满足需求的季节启用热辐射加热装置。2.太阳能加热装置、高温热泵加热装置、热辐射加热装置均是串联安装。基本原理第38页，课件共74页，创作于2023年2月产品分类一、太阳能热利用单井油罐加温控制系统二、太阳能热利用井口加温控制系统三、太阳能热利用采油加温控制系统四、太阳能加热炉第39页，课件共74页，创作于2023年2月（1）开发目的（2）产品特点（3）工作原理（4）节能分析一、太阳能热利用单井油罐加温控制系统第40页，课件共74页，创作于2023年2月

针对油田原油生产过程中单井储油罐生产的特性，解决电加热带来的能源、经济浪费和安全隐患问题，响应油田节能减排的号召，提高经济效益。（1）开发目的第41页，课件共74页，创作于2023年2月1.先进性省电多，热效率高，节约费用2.可靠性设计合理，无故障3.安全性油电分离，多重保护4.稳定性优质材料、设备，持久耐用5.环保性清洁能源设备，绿色环保6.舒适方便

安装操作简便，占地面积小

（2）产品特点第42页，课件共74页，创作于2023年2月油田单井油罐加温系统，由太阳能集热器及设置于油罐内部的换热器构成，太阳能集热器为油罐内部换热器提供热源，其特征在于：太阳能集热器与冷、热水管连通于一保温换热水箱内与其进行循环换热；油罐内换热器的冷、热水管连通于该保温换热水箱内与其进行循环换热；该保温换热水箱还连接安装有一中高温热泵。热泵的冷、热水管连通于保温换热水箱内与其进行循环换热。热泵并接于油罐内换热器的冷水管上，并在该热泵的冷水进口端、热水出口端均安装有闸阀，热泵外部的冷水管与出水管之间采用连通管进行连通，并在该连通管上安装闸阀。保温水箱制有补水口，该补水口通过输水管路与一保温补水箱相的出水口相连通。保温补水箱内壁固装有热辐射管。（3）工作原理第43页，课件共74页，创作于2023年2月太阳能热利用单井油罐加温控制系统工作原理图第44页，课件共74页，创作于2023年2月1、各项热源热值对比

名称热值

热效率＝实际热值电热水器860千卡/度*热效率90%＝774千卡/Kg液化气10800千卡/Kg*热效率85%＝9180千卡/Kg天然气8，400千卡/m3*热效率85%＝7140千卡/m3管道煤气3，800千卡/m3*热效率80%＝3040千卡/m3柴油锅炉10，300千卡/Kg*热效率85%＝8755千卡/Kg热泵860千卡/度*热效率350%＝3010千卡/度（4）节能分析第45页，课件共74页，创作于2023年2月①、以之前采用20KW电热棒每天工作20个小时产生的热量为309600千卡的热量耗电量：400度/天电费:280元/天(平均每度电按0.70元计算)电热棒耗电：100800元/年②、太阳能配热泵晴天光照充足的情况下：每支太阳能管产热量为：500千卡太阳充足的情况太阳能每天可产热量为：120000千卡的热量太阳充足每天利用热泵加热需消耗的电费为：44元/天阴雨天产热值：40%阴雨天太阳能产热量为:48000千卡/天阴雨天热泵消耗电费:60.8元/天按天津年阴雨天90天计算，消耗电费:5472元晴天所消耗电费:11880元太阳能配热泵消耗电费:17352元/年太阳能配热泵与电热棒对比节约电费为:83448元/年 综上分析,太阳能配热泵比太阳能配电热棒加温每年可节约电费80%以上,节能降耗显著。2、太阳能加热泵费用对比

第46页，课件共74页，创作于2023年2月（1）开发目的（2）产品特点（3）工作原理（4）节能分析二、太阳能热利用井口加温控制系第47页，课件共74页，创作于2023年2月

针对油田生产过程中的井口输油管线通常设置有加温装置，以保证原油具有必要的流动性。一般井口加温多以电加热为主，电加热存在耗电高、易停电、频繁扫管、造价高等弊端，不利于油田生产和节能。

（1）开发目的第48页，课件共74页，创作于2023年2月1.先进性省电多，热效率高，节约费用2.可靠性设计合理，无故障3.安全性无电加热，无安全隐患4.稳定性优质材料、设备，持久耐用5.环保性清洁能源设备，绿色环保6.舒适方便

安装操作简便，占地面积小

（2）产品特点第49页，课件共74页，创作于2023年2月1、在有太阳的天气，通过超导真空管加热换热水箱，水箱的介质（10℃）经过超导真空管加热后介质升温到80℃，无太阳的天气情况下用热泵热水机组将介质温度提升到70℃。以此温度的介质通过换热器把原油加热至60℃，晚上则通过热泵维持水温在70℃，以便换热器正常工作。2、在阴雨天时，由于太阳能系统没工作，利用热泵热水机组将介质加热至70℃，以此温度的介质通过换热器把原油加热至60℃，此后则通过热泵热水机组维系70℃的介质温度，保持换热器正常工作。（3）工作原理第50页，课件共74页，创作于2023年2月太阳能热利用井口加温控制系统工作原理图第51页，课件共74页，创作于2023年2月（4）节能分析①按太阳能年照射为220天计算，太阳能每天工作8小时。其余16小时由热泵工作，太阳能循环泵PH-101E的功率为200W，电压为220V，则一年耗掉的电能为：循环泵耗掉的电能+热泵耗掉的电能

=（4.2KW·8h+0.2KW×8h+4.2KW×16h）×220天+4.2KW×24h×120天

=34624KW·h

天津的电费计费标准为：0.7元/KW·h，则此系统工作一年的电费为：

0.7元/KW·h×34624KW·h=24236.8万元②油田之前采用30KW电热管直接加热原油（电热管敷设在管道上），则一年耗掉的电能为：

30KW×24h×360天=259200KW·h

一年耗掉的电费为：259200KW·h×0.7元/KW·h=181440万元③由上可知采用超导真空管太阳能配热泵加热原油的方案，可比原有系统节省：

181440万元－24236.8万元=157203.2万元第52页，课件共74页，创作于2023年2月（1）开发目的（2）产品特点（3）工作原理（4）节能分析三、太阳能热利用采油加温控制系统第53页，课件共74页，创作于2023年2月

针对油田油井高含水量、高耗能、低产出、商品率低的现状，以成熟的太阳能高温热泵加热技术替换现有的井底电加热杆系统，改变油田油井高耗能、商品率低等问题，实现节能降耗。（1）开发目的第54页，课件共74页，创作于2023年2月1.先进性省电多，热效率高，节约费用，油水分离2.可靠性设计合理，无故障3.合理性不改变生产设备，生产工艺4.稳定性优质材料、设备，持久耐用5.节能性泵出原液加热，回掺达到余热回收6.舒适方便

安装操作简便，占地面积小

（2）产品特点第55页，课件共74页，创作于2023年2月在油田油井井口，通过运用太阳能高温热泵加热技术替代目前井口使用的电加热杆，将泵出的原液加热到75℃、作初步油水分离后，将75℃原油通过管线输送到计量站；将分离出的75℃污水通过套管回掺到井下，利用75℃的污水热能将井下源液伴热。（3）工作原理第56页，课件共74页，创作于2023年2月太阳能高温热泵替代电加热杆加热工艺流程图第57页，课件共74页，创作于2023年2月（4）节能分析1.产品安装前油井能耗和费用项目实施前，单井耗能：657000kwh/年，折合资金：45.99万元/年2.产品安装后油井能耗和费用项目实施后，单井耗能：221409kwh/年，折合资金：15.50万元/年；年节约资金35.09万元。3.节能评价节能率：90%投资回报年限：0.9年。第58页，课件共74页，创作于2023年2月（1）开发目的（2）产品特点（3）工作原理（4）节能分析四、太阳能加热炉第59页，课件共74页，创作于2023年2月

针对油田集输站的外输原油管路上通常设置有加温装置，以保证原油具有必要的流动性，替代原有真空燃烧炉。真空燃烧炉故障率高，不易清洗，维护成本高，能耗高，和因伴生气的燃烧而造成污染环境，不利于环保节能。并且外输管线因冬天油温过低，经常出现冻堵现象，造成油田无法正常生产运行。（1）开发目的第60页，课件共74页，创作于2023年2月1.先进性热效率高，节约费用，完全替代燃气炉2.可靠性设计合理，无故障3.合理性完全与现场工况配套，效果强劲4.稳定性根本解决原油冻堵问题，保证集输畅通5.节能性绿色能源设备，无污染6.舒适方便

安装操作简便，占地面积小

（2）产品特点第61页，课件共74页，创作于2023年2月换热器内设置有换热盘管，在换热器上制有与换热盘管相连通的原油进口及原油出口。卧式罐体上有换热介质的第一进口、第一出口，该第一进口、第一出口通过循环管路与太阳能集热器的热水管路循环连通，在与太阳能集热器相连接的循环管路上安装有太阳能循环泵；该卧式罐体上制有换热介质的第二进口、第二出口，该第二进口、第二出口通过循环管路与热泵热水机组的热水管路循环连通，在与热泵热水机组相连接的循环管路上安装有热泵循环泵；太阳能循环泵、热泵热水机组及热泵循环泵均与安装在箱体内的控制器相连接并由控制器控制完成对换热器的持续加温。（3）工作原理第62页，课件共74页，创作于2023年2月太阳能加热炉工艺流程图第63页，课件共74页，创作于2023年2月（4）节能分析第64页，课件共74页，创作于2023年2月加热方式燃煤锅炉燃油锅炉燃汽锅炉电锅炉太阳能地源热泵燃料类型煤柴油天燃气电电电是否污染环境非常严重有不严重无无无有无危险有比较危险非常危险有无无燃值4300Kcal/Kg10200Kcal/Kg9000Kcal/M3860

KCal/Kwh860

KCal/Kwh860

KCal/Kwh热效率64%85%75%95%300%400%燃料单价0.45元/Kg4.8元/Kg2.2元/M30.6元/

Kwh0.6元/

Kwh0.6元/

Kwh每300T水需用燃料(Kg)4905Kg1557Kg2001M319530Kwh150Kwh3900Kwh每300T水需用费用(元)2207.257473.64402.211718902340年燃料费用(元)

805646.2527278641606803427707019800514800人工费用(元)

200002000020000无无无费用合计(元)825646.2527478641626803427707019800514800太阳能与其它加热设备能耗对比表第65页，课件共74页，创作于2023年2月以每天换热300m³温升40ºC计算，制热量为450000大卡；太阳能循环泵按150Kw/h每天运行9小时、年运行220天计算；热泵按3900kw/h每天运行24小时、年运行220天计算；1.通过以上对比：太阳能与电加热炉相比：节能率是99.54%与燃煤炉相比:节能率是:97.61%与燃气炉相比，节能率是：98.79%与燃油炉相比:节能率是：99.28%2.热泵与电加热炉相比：节能率是：88%与燃煤炉相比：节能率是：37.7%与燃气炉相比：