近日，首台空气源热泵在塔河油田TKX单井投产运行。空气源热泵，顾名思义就是将空气中的热量“泵送”（交换传递）到高温热源加以利用，从而给原油进行加热，该加热设备对比传统的燃气加热炉具备更多优势——在避免加热炉燃烧效率不高，需人工点火的弊端的同时，实现了井场无明火，提高安全性，最重要一点是能实现油气集输过程中二氧化碳的“零排放”，为减少油田整体碳排放提供重要的技术手段。
1.零碳排放，颠覆传统设计
西北油田大部分原油为含蜡稠油，在集输过程中须加热以防原油凝结。传统方式主要采用“燃气水套加热炉”进行加热，通过燃气给水套炉里的介质加热，再通过受热介质将热量传递给原油的过程，传统加热过程存在能耗高、效率低、碳排放等问题。为进一步节约能耗，保证低碳排放，保护环境，地面所技术人员积极探索绿色节能技术，是否有这样一种设备不使用燃气同样达到加热原油的功能？经过多次技术论证及分析，发现“热泵”有这样一种功能。
空气源热泵加热原理主要利用电能驱动热泵，首先将空气中的一部分热量吸收与热交换介质进行换热，气化后的介质再通过压缩机加压升温，多余热量与水进行热交换，再次膨胀蒸发再次循环达到热量持续稳定输出同时完成热交换的过程，全程不再需要燃气加热参与大大降低燃气损耗，利用消耗少量的清洁能源（电能）的环保加热方式，是一种“0”废气排放、“0”废水排放、高能效比（COP＞3），可直接替代传统水套炉，减少天然气燃烧，解决现在原油加热过程中存在的高耗能、高污染的问题。
2.清洁能源，绿色驱动设计传统的燃气加热炉建设过程复杂，井场需建设燃气管线、加热炉、各种设备连接，建设整套设备工期长，需要燃气给传热介质加热，再通过传热介质给原油加热，每年消耗8万方天然气，消耗燃气用量同时，大大增加了碳排放，不利于环境友好。通过实地调研，分析设备组成、工作流程，工艺原理等情况，对该项技术有了进一步认识，地面所技术人员在TKX单井进行试验，加热前来液温度31℃，加热后来液出口温度51℃，通过现场试验及应用评价，满足现场的加热需求。
热泵的最大的优点就在于电作为驱动力，电不但费用优于较燃气，而且绿色、清洁、环保，电也是可再生资源。以少量电能为驱动力，以热交换介质为载体，把不能直接利用的空气里的热能转换为可以利用的热能，实现低温热能向高温热能的“搬运”，相对传统燃气驱动，采用电能驱动让热能转移方式，制热量包括消耗电能及空气热能，而能耗仅为保证运行所消耗电能，因此能效比较高，实现了零耗气，符合绿色低碳环保要求。
3.节气减排，践行绿色地面所技术人员在考虑技术同时也考虑了简化流程，以集成化为主，便于现场实施、搬运、移动等，一体化设计大大降低设备的占地面积，移动方便，大大减少了建设周期，在设备的关键节点均用防爆处理增加了防爆电加热、防爆电控柜，保证了设备安全可靠化运行，同时参数在线显示，自动化集成，方便现场生产管理更能快速适应生产现场。
目前西北油田单井在用水套炉大约有多台，年燃气消耗量3亿方，年碳排量约58万吨，如不采取替代措施，预计到年底加热炉等加热装置达套余，届时年燃气达4.4亿方，碳排量达85万吨。如此庞大的碳排放量如不进行科学有效的降低，将会增加未来油田的温室效应。
实现“碳达峰、碳减排”，新型绿色原油加热装置替代常规燃气加热装置势在必行。
绿色生产工程院地面所坚持油田公司高质量发展理念，积极探索低碳环保、节能减排关键技术，加快地面减排技术创新和绿色油田可持续发展，结合生产现场实际需求，持续进行新技术攻关，大力推广技术创新，稳步推进地面规划建设，工程院地面所技术人员会不断努力，推动油田公司地面绿色油气发展再上新台阶。
策划撰稿：崔伟
编辑制作：杨思远
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