曾俊杰，陶富民，韩宗伟，张孝顺，刘恩鹏

（1.东北大学冶金学院；2.沈阳群贺新能源科技有限公司）

0 引言

中国油田所产原油多数为高含蜡原油，蜡含量多为15%～37%，有的甚至高达40%以上［1］。若直接进行管道输送，易造成凝管事故，因此必须将原油加热到一定温度后才能进行长距离的管道输送。目前，油田的原油加热多采用水套炉和电加热器等方式。其中，水套炉普遍存在排烟温度过高、过剩空气系数较大等问题［2］，导致加热效率低；而电加热器一般与太阳集热系统配合使用，以达到节能降耗的作用［3-4］，但其运行系统复杂，不适用于太阳能不充足的地区。随着近年臭氧层破坏和温室效应的加剧，人们对环境的可持续发展越来越重视［5］，寻找一种节能、环保、可推广普及的原油加热技术，显得极为重要。

近年来，空气源热泵的应用逐渐增多，其中江苏油田对空气源热泵在节能降耗方面的应用做出积极尝试，并率先提出和尝试复叠式空气源热泵在加热原油上的应用［6-7］；长庆油田则将太阳能-空气源热泵复合加热技术用于实际应用中［8］，为该地区推广热泵技术用于原油输送提供参考。但目前以传统制冷工质 R22（二氟一氯甲烷）、R410A（50%二氟甲烷和50%五氟乙烷组成）或R417（四氟乙烷、五氟乙烷和丁烷组成）来制热的空气源热泵普遍存在加热温度受限、低温环境效率低等问题［9-10］。而同条件下CO2空气源热泵采用超临界 CO2加热原油，加热温度可达90 ℃，受环境温度影响相对有限，同时由于CO2单位容积制冷量大、换热效果好，低温下运行也更加稳定高效。……