油田注汽锅炉蒸汽干度控制系统解决方案

2022-09-10

一、分析注汽锅炉蒸汽干度测试的现状

从现状看, 在我国有三种干度测试方法, 第一种是利用电导率测量的方法, 简单地说就是去测量炉水电导率和注汽锅炉进水电导率。运用注汽锅炉蒸汽干度测试这种方法在不标定的情况下就可以实现在线的检测。因为它是根据调到率的不同来计算电阻率, 并且不需要对承压部件进行改动。第二种是运用标准的孔板去测量差压。它是根据以往总结出来的经验的公式去进一步的判断出蒸汽的干度。但是由于这个方法的出发点是流动的模型理论, 而且在测量的过程中需要大量的设备费用。因此在一定程度上它还是存在一些漏洞。第三个是通过蒸汽焓不变的原理去测量干度。它的局限性在于它只能在蒸汽压力在2MPa以下和蒸汽干度大于95的情况下采用。

以上三种方法中第一种方法最实用, 但是还存在着一些弊端。例如:运用电导率的测量计算干度的系统中, 对于一些刚安装的仪器运行的稳定性不是那么的精准, 并且在长期的运用传感器过程中, 它会不断的出现结垢现象, 这会直接影响到数据的准确性。而且对传感器的清洁需要时间这样就在一定程度上影响着使用。还有一个问题是电导率在测量过程中的误差, 因为电导率会随着测量介质温度的变化发生一定的变化, 给水温度和炉水温度的不同导致的误差降低了电导率测量的精准度。另外一个是因为摸索不定的气候和进水水源的不稳定导致进水电导的不稳定性。

了解了以上的几个问题后, 为了研制出高标准, 高精度的在线干度测试仪, 本论文设计出油田注汽锅炉蒸汽干度控制系统。

二、油田注汽锅炉蒸汽干度控制系统

1. 注汽锅炉蒸汽干度控制系统具备的设备

(1) 控制系统中的传感器具有抗干扰性能强, 工作起来相当稳定还具备多种报警功能等优点。

(2) 注汽锅炉蒸汽干度控制系统中使用的换热器为不锈钢材料, 这样可以保证其效率高, 体积小还有抗腐等多方面的优点, 在一定程度上带来了巨大的效益。

(3) 为了能够更精准, 对于计算的控制部分使用了可编程控制器, 它源于著名公司的sle500。这个设备具备着操作简单易懂, 运算能力超强并且它的工作稳定性强等好处。

(4) 触摸屏采用的是Rockwell公司的Panel View Plus.这种先进的设备可以适应现场的各种不好的工作环境并且可以独立完成显示记录。

(5) 这种方案它具备四种运行数据的工作状态分别是给水流量、蒸汽的温度、蒸汽的压力、火量。利用停止, 启动报警等状态量可以提供大量的参考数据。

2. 关于油田注汽锅炉蒸汽干度控制系统的运作原理

(1) 在初期, 换向干度显示会屏蔽。因为在换向阀的初期管道里及换热器中炉水与进水的混合在一定程度上影响检测的精准性。在以往大量的调试经验中它只花费屏蔽显示时间是10到15分钟。但是注汽锅炉一般运作的时间不会过于频繁, 所以可以利用启炉的同时去切换换向阀以便减少屏蔽的显示时间。

(2) 干度测试系统流程主要包括五个, 电导传感器、人机界面的组成、换热装置、电动阀及电导控制器。利用这五个去计算炉水和进水的电导率然后进一步的去计算它的干度值。这种方法完全不用标定装置便可以单独实现在线测量。

(2) 在换向阀的控制过程中要把注汽锅炉启动开始的时间到发出信号驱动电动阀换向所设定的时间控制在两到三周的时间。如果太长它会使换热器运用中结垢过多以至于清洗不利。如果太短的话它的操作过程就会过于冗长从而直接影响到设备的使用寿命。因此可以在程序中去设定炉水与进水的数据更换, 使得在短时间内仍可以正常的操作。

(3) 在干度闭环控制的参考范围内, 在热采工艺和注汽锅炉这两个特定条件下, 可以使用调整较小的范围方式来达到微调效果。而且在达到稳定的需要条件下它可以适当的去延长时间常数。如果超出调整后的数据可以利用声光进行报警, 依次做好记录。

(4) 对于进水与炉水在时间上滞后的问题可以考虑在程序上去加数据来拖后时间有利于使干度的计算变得更加的精准。它就是利用数据堆积的方法来延长进水的电导数据, 来达到在同时间炉水和进水的电导率的比较。

3. 分析油田注汽锅炉蒸汽干度控制系统的效果

第一在操作的过程中会产生大量的结垢, 它通过不断的去溶解并及时的冲洗达到系统构件的清洁。并且通过调整系统前端的电动阀门的方式来达到炉水与进水之间的互换效果。

第二由于炉水与进水之间会有老化和结垢等问题, 这种方案可以使炉水与进水之间巧妙的交换, 然后不断的探索出问题的关键所在。结合相应的一些硬件来合理的优化系统的配置。这种简单方式有利于操作人员的使用。

第三是运用换热装置去调整注汽锅炉的炉水与进水的温度差所造成的电导率的测量偏差。在换热装置情况下, 注汽锅炉的炉水与进水运用对流换热。

第四是利用先进稳定的操作系统和控制技术、优秀的工业级产品, 使得在操作过程中性能强结构稳定, 以至于在非常恶劣的环境下也能够工作。并且油田注汽锅炉蒸汽干度控制系统具有多方面的声光报警的功能, 给复杂的操作简单化。

结语

在辽河油田锦州采油厂成功的运用油田注汽锅炉蒸汽干度控制系统这种方案。运用这个方案后一年之内暂未出现因探头的污染使监测精度下降。并且在运用过程中它的测量误差有所减少, 大大降低了现场监测的劳动。油田注汽锅炉蒸汽干度控制系统给社会带来了很大的影响。

摘要：通过对现行的关于汽水两相流干度的各种计量方法的研究, 在考虑到注汽锅炉的一些工艺特点的情况下不断的反复实验。最终采取两种方式测量, 一是PID最优控制算法, 二是电导率测量。在不断地摸索并结合自动化控制技术等一系列方法后, 最后成功的研究出注汽锅炉蒸汽干度控制系统的解决方案。它运用了炉水电导率的数据然后通过调整火量的大小从而进一步的实现蒸汽干度的自动调节控制。油田注汽锅炉蒸汽干度控制系统的实施可以给社会带来良好的反应。

关键词：注汽锅炉,PID最优控制,解决方案,电导率的数据,自动调节控制