關(guān)于油田注汽鍋爐干度控制系統(tǒng)的研究

董家耀

摘 要：油田注汽鍋爐成為油田熱采稠油生產(chǎn)的重要設(shè)施。此設(shè)施透過(guò)對(duì)軟化水進(jìn)行加壓升溫，令其蒸發(fā)為飽和的溫蒸汽，再通過(guò)人工方式輸送到井下油層，為熱采稠油的生產(chǎn)給予了加熱需求的能量。注汽鍋爐蒸汽干度是干飽與蒸汽在溫飽與蒸汽內(nèi)占有的質(zhì)量比例，對(duì)于生產(chǎn)作業(yè)而言，干度值應(yīng)當(dāng)保持在較為穩(wěn)定的范圍，太高則會(huì)造成爐管溫度過(guò)高而最終損壞，過(guò)低則會(huì)造成過(guò)多的油層積水，因此，干度值成為稠油熱采工作的決定性標(biāo)準(zhǔn)，也成為對(duì)注汽鍋爐穩(wěn)定安全工作造成影響的重要參數(shù)。

關(guān)鍵詞：油田；注汽鍋爐；干度控制；系統(tǒng)

引 言：注汽鍋爐通過(guò)特殊的優(yōu)點(diǎn)獲得了大量的使用，把良好的自動(dòng)化控制技術(shù)使用在注汽鍋爐的蒸汽干度控制中，不但可以提升蒸汽品質(zhì)，還可以提升油層吸熱的效率。對(duì)于油田油氣鍋爐控制系統(tǒng)而言，蒸汽干度控制技術(shù)成為效率最高的技術(shù)，此技術(shù)能力的程度對(duì)油田注氣鍋爐的工作性能的影響十分直接。因?yàn)椴煌潭戎斜挥吞餆岵缮鷳B(tài)環(huán)境所束縛，因此，需要油田注氣鍋爐中的濕飽和蒸汽在出口點(diǎn)中，真實(shí)干度需把控在70%至80%區(qū)間，假如過(guò)高或過(guò)低均無(wú)法滿足生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)所需。

一、蒸汽干度控制系統(tǒng)中的技術(shù)難點(diǎn)

1、蒸汽干度監(jiān)測(cè)

蒸汽干度不可透過(guò)儀器直接獲得，是間接檢測(cè)的參數(shù)。檢測(cè)蒸汽干度會(huì)被諸多因素所干擾，與諸多注汽鍋爐工作參數(shù)具有繁瑣、客觀的影響，因此在蒸汽干度數(shù)據(jù)的正確度測(cè)量方面較難符合良好的成效。傳統(tǒng)注汽鍋爐蒸汽干度的檢測(cè)方法源于人工化驗(yàn)法，這一方式不但會(huì)造成諸多誤差、滯后性嚴(yán)重、人員工作量較大、強(qiáng)度較高，并且較難保障獲得的蒸汽干度處于高值范疇中。當(dāng)前，在技術(shù)的提高及方法的創(chuàng)新下，有些新的蒸汽干度檢測(cè)技術(shù)使用在注汽鍋爐作業(yè)中，而且獲得了良好的成效。主要的監(jiān)測(cè)方式則為濕蒸汽雙向流蒸汽干度測(cè)量方式及電導(dǎo)率分析方式。

油田注汽鍋爐屬于單管直流的方式，不會(huì)構(gòu)成汽包，也不會(huì)造成任何污染。假如不核算溶解于蒸汽內(nèi)的鹽分與爐管內(nèi)部中積壓的鹽分，則在一段時(shí)間里，水和鍋爐水內(nèi)含有的鹽分總量相同。對(duì)于溶液而言，電導(dǎo)率和具有的陽(yáng)離子數(shù)構(gòu)成正比，這一監(jiān)測(cè)方式僅需設(shè)置兩個(gè)電導(dǎo)率傳感器與搭配一個(gè)電導(dǎo)率分析設(shè)備，設(shè)置簡(jiǎn)便，大量使用在油田中。

2、蒸汽干度目標(biāo)的滯后性

油田注汽鍋爐屬于單管受熱，當(dāng)水泵加壓時(shí)，軟化水應(yīng)當(dāng)先后通過(guò)不同流段，因此令鍋爐管線的長(zhǎng)度大多超出700m，流體介質(zhì)需要滯留較長(zhǎng)的時(shí)間，并且因?yàn)樽⑵仩t屬于典型的通過(guò)燃燒給予運(yùn)轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)，從而在工作中會(huì)造成顯著的時(shí)間滯后性以及慣性。以此令鍋爐給水或燃料流量造成變化較久后，鍋爐輸出的蒸汽干度值才可以給予反應(yīng)，并且檢驗(yàn)蒸汽干度不可直接進(jìn)行，在檢驗(yàn)到蒸汽干度出現(xiàn)變化時(shí)，已經(jīng)與實(shí)際變化具有了一些時(shí)間。因此，注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)通常會(huì)超過(guò)10分鐘[1]。

二、油田注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)

（一）系統(tǒng)變量與硬件構(gòu)成

1、系統(tǒng)檢測(cè)鍋爐原系統(tǒng)狀態(tài)，包含了給水流量、蒸汽壓力、蒸汽溫度乃至火量等眾多運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)乃至啟動(dòng)、報(bào)警、停止的狀態(tài)量，從而保障蒸汽干度的核算具有良好的參考根據(jù)。

2、對(duì)于計(jì)算控制環(huán)節(jié)，需運(yùn)用slc500編程控制器，其具有良好的浮點(diǎn)運(yùn)算作用，有利于實(shí)踐操控，作業(yè)穩(wěn)定性良好等特點(diǎn)。

3、換熱器大多選擇不銹鋼釬焊構(gòu)造，其效率較好、體積不大，具有較強(qiáng)的抗腐蝕性。

4、換向閥通過(guò)三通旋轉(zhuǎn)法構(gòu)造，規(guī)避由于水垢而形成的影響，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)為系統(tǒng)的自動(dòng)控制給予了較大的有利條件。

（二）系統(tǒng)原理與編程思想

1、在換向閥給予掌控時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)檢測(cè)注汽鍋爐打開(kāi)開(kāi)始計(jì)時(shí)到建立實(shí)質(zhì)時(shí)間傳輸信號(hào)令電動(dòng)閥轉(zhuǎn)變，此環(huán)節(jié)會(huì)在兩至三個(gè)星期結(jié)束，假如時(shí)間較短則會(huì)加大系統(tǒng)動(dòng)作的次數(shù)，以此減少使用時(shí)間，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則會(huì)領(lǐng)換熱器具有嚴(yán)重的結(jié)垢狀況令反清洗的難度提高。因此，需對(duì)進(jìn)水和爐水?dāng)?shù)據(jù)給予更換，以此判定在反清洗當(dāng)中依然能夠順利實(shí)施測(cè)量控制工作。

2、若想良好解決爐水和進(jìn)水的時(shí)間滯后現(xiàn)象，則應(yīng)當(dāng)給予加數(shù)據(jù)拖延處理，而且，透過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方法，完成進(jìn)水電導(dǎo)數(shù)據(jù)的正確延時(shí)，以此對(duì)同一時(shí)間段的進(jìn)水與爐水電導(dǎo)率給予對(duì)比，從而可以確保干度核算的正確性。

3、需要在開(kāi)爐前期及注汽鍋爐沒(méi)有穩(wěn)定前將干度顯示給予屏蔽，謹(jǐn)防發(fā)生誤導(dǎo)狀況，系統(tǒng)性的檢驗(yàn)注汽鍋爐出口蒸汽溫度與壓力，假如真實(shí)溫度已經(jīng)到了相對(duì)壓力中的飽和溫度，則可以降低20至30度，系統(tǒng)展現(xiàn)無(wú)差別，并且對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)給予細(xì)致記錄，在注汽鍋爐不再運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)依舊需要將干度顯示給予屏蔽。

4、傳感器具備多報(bào)警能力、強(qiáng)抗干擾功能以及工作穩(wěn)定等眾多良好的特點(diǎn)。

（三）系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

正確有效的透過(guò)進(jìn)水和爐水互換良好解決了結(jié)垢、老化等現(xiàn)象，及時(shí)了解產(chǎn)生問(wèn)題的根本原因，完成了系統(tǒng)的優(yōu)化配置，更加容易倒空。通過(guò)換熱設(shè)備對(duì)各種溫度的注汽鍋爐進(jìn)水以及爐水造成的電導(dǎo)率測(cè)量誤差狀況良好的處理，注汽鍋爐進(jìn)水與爐水在換熱設(shè)備中給予對(duì)流熱互換，從而確保電導(dǎo)率測(cè)量點(diǎn)內(nèi)的爐水及進(jìn)水相互間的溫度差異較小，謹(jǐn)防由于溫度差別較大而引發(fā)的影響。通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)前期的電動(dòng)閥門(mén)，互換進(jìn)水和爐水，透過(guò)溶解于清理系統(tǒng)當(dāng)中的結(jié)垢，加速系統(tǒng)完成自動(dòng)清潔的目的。系統(tǒng)內(nèi)的主要控制器需要通過(guò)良好的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品作為主要選擇，人機(jī)交互應(yīng)當(dāng)通過(guò)工業(yè)級(jí)10″彩色液晶觸摸屏作為首要選擇，不但具備良好的性能，并且結(jié)構(gòu)設(shè)備正確，具有顯著的溫度特點(diǎn)，不論環(huán)境如何惡劣也可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)包含了干度報(bào)警作用、溫度報(bào)警作用以及流量報(bào)警作用[2]。

結(jié)束語(yǔ)：總而言之，油田注汽鍋爐的控制體系大多通過(guò)蒸汽壓力與蒸汽干度兩方面構(gòu)成，只有兩者科學(xué)融合，并適時(shí)地融合我國(guó)石油開(kāi)采的狀態(tài)，透過(guò)對(duì)給水流量、蒸汽壓力乃至天然氣流量及時(shí)正確地給予把控，有效使用控制方式，保障系統(tǒng)總體的穩(wěn)定性，才能夠顯著減少源自各個(gè)層面的影響對(duì)蒸汽干度帶來(lái)的干擾，提升了我國(guó)在油田注汽鍋爐在蒸汽干度方面的靈活性以及精準(zhǔn)度，以此完成高度自動(dòng)化，最大化地展現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，具有良好的效果，從而也加快我國(guó)在石油開(kāi)采方面的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]于亞明.油田注氣鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)解決方案[J].中國(guó)儀器儀表.2013.（05）：53-55.

[2]牛占濤.淺談?dòng)吞镒⑵啥瓤刂葡到y(tǒng)[J].化工管理.2013.（12）：163.endprint