* 刘丽娟，女，工程师。2003年毕业于齐齐哈尔大学化学工程与工艺专业，获学士学位。现在大庆油田有限责任公司第七采油厂规划设计研究所从事
地理信息系统及综合管理工作。地址：黑龙江省大庆市大同区第七采油厂规划设计研究所，163517。E-mail：
文章编号：1004-2970（2015）06-0024-03
刘丽娟*
（大庆油田有限责任公司第七采油厂规划设计研究所）
刘丽娟. 聚能加热技术供暖在大庆油田部分采油厂的应用. 石油规划设计，2015，26（6）：24～26 摘要 聚能加热技术是一种新型的供热方式，其特点是：节能降耗，无垢高效，安全环保，
操控灵活。特别是可以根据季节、室外温度和昼夜温差的不同，通过控制聚能加热装置的主机进行有效配置调节。目前聚能加热技术供暖在大庆油田第二采油厂、第四采油厂、第六采油厂均取代电供暖和锅炉供暖被广泛应用。该项供暖技术通过在第七采油厂敖六注水站和720队队点与传统供暖方式的对比试验，取得了较好的节能降耗效果，同时验证了该技术在距离热源较远、相对独立的中小规模建筑（油田注水水质站、偏远采油队等）的适应性，为该技术的进一步推广和普及提供了可借鉴的经验。 关键词 聚能加热；供暖；节能
中图分类号：TE43，TE44 文献标识码：A DOI ：10.3969/j.issn.1004-2970.2015.06.007
目前中国石油大庆油田有限责任公司（简称大庆油田）油气开采已进入开发后期，非节能设备所占比例较大，生产运行费用较高。为了节能降耗，大庆油田试验应用聚能加热技术进行供暖，以降低 热值较大的天然气消耗［1］
。
1 聚能加热技术原理及运行方式
聚能加热技术是一项全新概念的产热技术，其产热原理为：水在离心泵的作用下流经聚能发生器，与其表面产生高速接触摩擦，该区域的压力会大大降低，产生接近真空的负压。在接近负压的条件下水会产生沸腾现象，并形成大量的微小气泡，这就
是空化现象［2］
。在高压水流的带动下，受周围液体压力的作用，这些空穴气泡互相撞击，急剧爆裂，形成强大的冲击波，冲击能量能够极大地提高局部液体温度，并在空穴撞击时释放出巨大能量，进而
使液体加热。
以CAN-HEAT ®聚能加热装置（简称聚能加热装置）为例，对于供暖负荷较大的可以采用双台或多台相同加热装置并联组成，其优势是多台设备使用灵活，实际供热效果好。如，120kW 热负荷可由3台40kW 设备组成。刚入冬时天气较暖，运行1～2台40kW 设备可满足用户室内温度要求，同时由于白天同夜间的室外温度相差较大，白天可投入较少设备运行，夜晚再增加设备运行；装置也可以根据季节不同、室外温度的不同、昼夜温差的不同，用调节回水温度和分时段来控制主机的运行，从而达到节能降耗的目的。
例如：白天室外温度高，可将回水温度定在50℃，夜间温度低，可定在60℃，这样设备就会自动按着时间进行运行，白天不会因温度高而浪费能
源，夜间不会因为温度低而感到冷。同样，在刚入
冬或开春时，可将回水温度调低一些，冷的时候调高一些，这样，既保证了供暖温度，又达到节能的效果。该装置采用电脑自动控温，只需事先在控制系统上设置好指定温度或时间控制即可运行。PLC 微电脑控制将会实现多台设备的逐台启动，最大程度保护电网。也可根据回水温度控制设备的运行数量，PLC每过0.25小时扫描一次温度信号，如果温度达到设定参数，即停止一台设备运行，如果温度信号未达到设定参数，将增启一台设备。系统还设定了保护程序，设备在2小时没有运行将会自动报警，这样最大程度上保证了设备以及供暖管线的平稳、安全。
2 聚能加热技术的特点
2.1 节能降耗
传统燃油、燃气锅炉供暖用户每年需支出相应的费用，包括天然气费、电费、机器维护费及人工费等。
聚能加热装置主要消耗电能，加热物质与传热介质均为水。水加热到设定温度后，机器便停止运行，而且可以利用峰谷电价差进行智能化管理，大大节约了能耗和运行费用。
聚能加热装置属非压力容器，同时不需软化水装置，日常维护工作量少。仅这些每年就能节省大量费用。该装置施工及安装方便，无需改动原有的供暖管线，节省施工投资。系统操作自动化程度高，可节约人力资源。
2.2 无垢高效
由于聚能加热装置利用液体空化聚能原理，气泡在瞬间破坏了水中容易结垢的物质成分（Ca2+、Mg2+）和结垢条件，使其无法结垢，因此无需装配水处理设备。同时又能保持系统热效率的稳定，这一点是其他加热设备无法比拟的。
2.3 消除隐患
聚能加热装置不需要其他任何加热元件，不会产生明火，在水电分离情况下实现加热过程，不存在传统加热设备的安全隐患及漏电风险。
2.4 其他特点
聚能加热装置采用电脑自动控制，可多机组并联运行，提高了设备运行的稳定性。安装简便，设备内部可设置水箱及汇水器，出水口及回水口可与现行供暖设备快速连接，无需改动原有管线。装置根据不同应用场合以及温度要求，可选择不同型号的聚能加热装置，在自动控制系统的控制下实现无人监管运行。在用户需要时，聚能加热装置还可以提供洗浴热水。
3 供暖对比分析
聚能加热装置是一种新型的供热方式，目前在大庆油田第二采油厂、第四采油厂、第六采油厂取代电供暖和锅炉供暖已经广泛应用。第七采油厂敖包塔作业区738采油队和第三油矿720采油队队点由于无转油站依托，也采用聚能加热供热方式。 3.1 聚能加热装置替代锅炉现场试验
大庆油田第七采油厂敖包塔作业区738采油队敖六注水站总供暖面积为 1 800m2，供暖热负荷约216kW，原供热设备为290kW水套炉。2008年9月，在该站配置220kW聚能加热装置，开展现场试验。该系统由电脑控制，现场根据室外温度设定供暖系统的临界回水温度，利用此临界温度来控制聚能加热装置的启停。自投产以来，系统运行状况良好，加热设备平均每天运行8.5小时，室内温度均保持在约25℃，达到了GB 50019—2003《采暖通风与空气调节设计规范》的要求。聚能加热装置和原锅炉供暖系统指标对比见表1［3］。
表1 敖六注水站聚能加热装置与原锅炉系统指标对比表 供热系统 原锅炉系统 聚能加热装置 投资/104
元 112 90
耗电/[104（kW·h）·a-1] 3.1 18.4
耗气/（104m3·a-1） 15.6
运行费用/（104元·a-1）7.38 2.16
维护费用/（104元·a-1） 2.1 0.2～0.4
聚能加热装置耗电1 020kW·h/d，每个供暖期耗电18.4×104kW·h/a，节约天然气15.6×104m3/a。在不考虑原锅炉折旧的情况下，可节约运行费用5.22×104元/a、维护费用1.7×104～1.9×104元/a。
3.2 聚能加热装置替代电供暖现场试验
大庆油田第七采油厂第三油矿720采油队队点供暖面积为1 100m2，原供暖设备为80组2kW电散热器。2013年8月，在该队点设置6台30kW聚能加热装置替代电散热器，运行状况良好，室内温度完全能够达到规范要求。具体指标对比情况见表2。
表2 720采油队队点聚能加热装置与原电供暖系统指标对比 供热系统 电供暖系统 聚能加热装置
投资/104元 33 55
耗电/[104（kW·h）·a-1]51.84 12.76
运行费用/（104元·a-1） 4.51 1.2
维护费用/（104元·a-1） 1.23 0.1～0.3
26刘丽娟：聚能加热技术供暖在大庆油田部分采油厂的应用2015年11月
采用聚能加热系统供暖，与传统电采暖相比，每个采暖期可节电39.08×104kW·h/a。在不考虑电散热器损坏、折旧的情况下，可节约运行费用3.31×104元/a，节约维护费用0.93×104～1.13×104元/a。
通过与电供暖和锅炉供暖对比，聚能加热技术有以下优点，见表3。
表3 聚能加热装置与传统加热装置的比较
名称 聚能加热装置 传统锅炉加热 传统电热
安装方式 体积小，施工及安装简洁快速方便，无需改动原有供
暖管线，节省施工投资
体积大，占地面积大，需改造线路，
安装较麻烦
一般安装于天花板或地板下
操作方式 电脑自动控制，设定后自动运行，便于操作。可实现
远程数据上传及监控
需人工添加燃料，较为麻烦 较为简便
工作效率 在供暖应用过程中可以实现密闭水循环形式，系统热
量损失小，达到节约用水的效果；高达超过96%的电
热转换效率，远远高于通用的电热管形式
热转换效率一般。升温较慢 热量散失大，无储热功能，耗
电量极高
维护费用 采用电脑控制，自动化程度高，核心部件质量高，运
行稳定，不存在加热管结垢现象，无需水处理系统，
保持系统高效率工作，维护费用低，使用寿命长
每年需支出较高的费用用于日常供
暖，包括天然气费、电费、机器维护
费及人工费，其中，软化水装置及锅
炉每年都需要检查和维护
维护较困难，费用较高
舒适性能 舒适性高 舒适性较高 安装于顶部时，给人头部热脚部凉的感觉，舒适性较差
节能减排 无燃烧，无排气，不产生废渣，废水，废气和烟尘，
对环境污染小，是理想的绿环保产品，符合减污减
排的环保政策。
排出大量的废水和废气，严重污染环
境，需要配备专门的水处理设备和加
药装置
消耗电能极大
安全性能 不产生明火，工作压力低，在水电分离情况下实现加
热过程，避免漏电现象带来的安全隐患。系统设定了
保护程序，安全性能可靠
存在安全隐患，需有人看守，安全性
能一般
存在安全隐患，安全性能较低
4 结语
通过对聚能加热系统在大庆油田第七采油厂敖包塔作业区和第三油矿的现场应用及对比分析数据可以看出，聚能加热系统相对于锅炉供暖和电供暖具有节能低耗、安全环保、方便高效等特点。第七采油厂将在2016年产能建设规划中结合自身特点，拟在新建小队点建设中对无供暖依托的采油队点和注水站优先考虑应用这种方式供暖。 参考文献：
[1] 叶鹏，潘永梅.聚能加热技术在采暖系统中的应用
[J].中外能源,2010(9): 97-99.
[2] 王颖.聚能加热装置供热现场试验[J].试验研究,
2011(7): 25-29.
[3] 陈振亮.注水站供热系统的优化设计[J].油气田地
面工程,2011(1): 32-34.
收稿日期：2015-04-14
编辑：廉践维
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