刘建伟09石油工程专升本

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1、我国的原油凝固点高，粘度大，常温下流动性差，在输送过程中必须进行加热与保温。在油田的采油、集输等过程中至少有20%的能耗用于原油加热与处理,传统技术使用燃烧煤、油、天然气来实现原油加热，造成大量的能源消耗和严重的环境污染问题。风能是取之不尽、用之不绝的可再生资源。通过大量调研资料及实地考察，本文研究设计了风能加热储罐系统，主要设计思路是利用风能发电系统将风能转换成电能，供电给电加热锅炉，电加热锅炉系统将电能转化成热能加热原油。通过计算设计了风力发电机组的组合方案。风能加热储罐系统由风力发电系统、电热锅炉系统、辅助加热系统和自动控制

2、系统等四部分组成。与传统燃油锅炉加热系统相比，具有不污染环境，不消耗不可再生资源，和占地面积少等特点，应用前景广阔。关键词：风能；油罐加热；节能；自动控制目录第1章概述1」研究的目的和意义11.2风能的利用与前景11.3锅炉油罐加热系统研究概况71.4本文主要研究内容8第2章燃油锅炉储罐加热系统92」燃油锅炉加热储罐系统流程92.2燃油锅炉配套设备102.3变频系统和锅炉控制系统112.4燃油气锅炉加热系统的热量计算12第3章风力发电系统143」风力发电原理143.2风力发电系统的结构151719213.3风力发电机组的选择第4章

3、风能加热油罐系统设计4.1风能加热油罐系统流程设计4.2系统设计4.3风能加热储罐系统的性能特点25第5章风能加热储罐系统的应用前景29结论参考文献31致谢32第1章概述1.1研究的目的和意义随着全球人口的高速增加及世界经济的飞速发展，煤和石油等化石能源的消耗迅猛增涨，能源的枯竭迫在眉睫，同时石化能源的大量消耗还引发了一系列环境污染问题，女山空气与水体的污染，植被的破坏，森林的减少，水土流失，土壤沙化，温室效应等，引起了世界各国的严重关注。1992年在巴西里约热内卢召开了联合国环境与发展大会通过了“二十一世纪议程”，全世界行动起来

4、保护人类生存的家园一地球。因此，促进新能源和可再生能源的开发和发展己受到世界各国的高度重视，并成为世界各国政府和能源界研究和投资的热点，发展速度非常之快。油田的原油开采、集输等环节需要消耗人量能源。我国的原油凝固点普遍较高，粘度大，常温下流动性差，在输送过程中必须进行加热与保温。在油田的采油、集输等过程中至少有20%的能耗用于原油加热与处理，传统技术使用燃烧煤、油、天然气和电加热方法来实现原油加热，造成大量的能源消耗和严重的环境污染问题。在减少油m开采能耗方面能够采取的一个有效措施是利用替代能源。如果用风能转化成电能来加热原油，可

5、为油田节省大量的天然气并减少环境污染。风能属于可再生能源。它不会因其本身的转化和人类的利用而减少，它是一种取之不尽用之不竭的清洁无污染的可再生新能源•开发利用风力资源是改变我国能源结构的需要，是保护地球环境的需要，更是我国市场经济迅速发展对能源供应的需要。1.2风能的利用与前景风是最常见的自然现象之一，是太阳对地球表面不均衡加热而引起的“空气流动”，流动空气具有的动能称之为风能。据世界气象组织（WMO）和中国气象局气象科学研究院分析，地球上可利用的风能资源为200亿千瓦。中国陆地10米高度层可利用的风能为2.53亿千瓦，海上可利用

6、的风能是陆地上的3倍，50米高度层可利用的风能是10米高度层的2倍，风能资源非常丰富。风能是一种技术比较成熟、很有开发利用前景的可再牛能源之一。风能的利用方式不仅有风力发电、风力提水，而且还有风力致热、风帆助航等。因此，开发利用风能对世界各国科技工作者具有极强的魅力，从而唤起了世界众多的科学家致力于风能利用方面的研究。1.2.1风力发电基本知识121.1风能的计算公式空气运动具有动能。风能是指风所具有的动能。如果风力发电机叶轮的断面积为A,则当风速为V的风流经叶轮时，单位时间风传递给叶轮的风能为单位质量流量m二pArP二*P"（1

7、.2）在实际中，Pw=^CrWepAV3（1.3）式中化…■每秒流过风力发电机断而而积的风能，即风能功率，w；…■叶轮的风能利用系数；心•…齿轮箱和传动系统的机械效率，一般为0.8-0.95,直驱式风力发电机为1.0；IV…发动机效率，一般为0.7-0.98；p••空气密度，kg/m2；A・…风力发电机叶轮旋转一周所扫过的面积，加彳；V-—风速，m/s；风力机从自然风屮所能索取的能量是有限的，其功率损失部分可以解释为留在尾流中的旋转动能。能量的转换将导致功率的下降，它随所釆用的风力机和发电机的型式而异。1.2.1.2有效风能、风能

8、密度风的犬小常用风的速度来测量，风速是单位吋间内空气水平方向上移动的距离。对于风能的转换装置而言，可利用的风能是在“启动风速”到“停机风速”之间的风速段，这个范围的风速即“有效风能”。一般说来，3级风就有利用的价值。但从经济合理的角度出发，风速人于