1. Применение тепловых насосов для утилизации тепла на насосных и компрессорных станциях

Перспективно применение тепловых насосов на КС и НС магистральных трубопроводов в качестве теплоутилизационного оборудования. Так, за счет трансформации низкотемпературного тепла теплонасосные установки могут полностью обеспечить потребности станций в тепле и горячей воде. В бинарном исполнении они могут вырабатывать пар высоких параметров для получения механической и электрической энергии.

Низкотемпературные потоки, безвозвратно теряющие тепло, широко распространены в технике. Трубопроводный транспорт – не исключение. Потери тепла происходят в технологических процессах добычи, сбора и подготовки нефти и газа к транспорту, при их хранении, перевалочных операциях и т.д. Огромны потери тепла при транспорте природного газа, выделяющегося при его компримировании в нагнетателях, при сжигании топливного газа в камерах сгорания ГТУ и др. процессах.

Тепловые насосы можно использовать для утилизации тепла природного газа, циклового воздуха, охлаждающей воды систем охлаждения, масла, промышленных стоков, дымовых газов и продуктов сгорания, отработавших в утилизаторах, вентиляционных выбросов и т.п. Кроме того, тепловой насос можно использовать как резервный источник для покрытия тепловых нагрузок. И т. д.

Следует отметить, что прямое использование воды системы оборотного водоснабжения на КС и НС в качестве ИНТ (источника низкотемпературного тепла) для тепловых насосов вместо привычных градирен не вызывает затруднений. То же можно сказать и об использовании тепла сточных вод на КС и НС.

Тепловые насосы могут использоваться в качестве первой ступени каскада при съеме тепла с потока природного газа на КС. Теплонасосные установки могут утилизировать остаточное тепло сбросовых газовых потоков, остающееся после обычных утилизаторов (дымовых газов, продуктов сгорания, вентиляционных выбросов и т.д.). Конечно, решение таких задач должно проводиться комплексно, так как затрагивает вопросы эффективной работы основного оборудования.

Утилизируя тепло, тепловые насосы, в частности абсорбционные, могут вырабатывать и холод не только для кондиционирования воздуха в помещениях, но и для использования холода в технологических процессах КС, для охлаждения циклового воздуха на входе в компрессор и т.д.

Перспективным может быть комплексное использование тепловых насосов в системах охлаждения природного газа. Так, понижение температуры природного газа на входе в нагнетатель повышает его энергетические показатели и делает работу ГПА в целом более эффективной. А это значит, что выбор оптимальных режимов работа ГПА может производиться с учетом совместной работы тепловых насосов и т.д.

Во многих случаях сочетание ТН с теплообменником может быть наиболее рациональным решением. При достаточно высокой температуре сбросных потоков возможно использование их теплоты и без тепловых насосов – путем передачи в другой процесс (каскадирование теплоты) с помощью теплообменников или котлов – утилизаторов.

Тепловые насосы с электроприводом позволяют исключить сжигание топлива для получения теплоты за счет использования электроэнергии и низкопотенциальной теплоты. Поэтому эффективность использования тепловых насосов зависит от соотношения цен на топливо и электроэнергию.

Использование тепловых насосов для утилизации тепла, безвозвратно теряющегося в ходе технологических процессов при транспорте нефти и газа по магистральным трубопроводам, эцелесообразно и перспективно.

В условиях нефтепромыслов Крайнего Севера и головных сооружений магистрального нефтепровода, где остро ощущается дефицит электрической и тепловой энергии, применение тепловых насосов было бы оправдано во всех отношениях.