油田注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)解決方案

楊斌 余將靜 戴文慶（新疆油田公司重油開發(fā)公司 新疆 克拉瑪依 834000）

王平（新疆油田公司石西油田作業(yè)區(qū)石西集中處理站 新疆 克拉瑪依 834000）

一、分析注汽鍋爐蒸汽干度測試的現(xiàn)狀

從現(xiàn)狀看，在我國有三種干度測試方法，第一種是利用電導(dǎo)率測量的方法，簡單地說就是去測量爐水電導(dǎo)率和注汽鍋爐進(jìn)水電導(dǎo)率。運用注汽鍋爐蒸汽干度測試這種方法在不標(biāo)定的情況下就可以實現(xiàn)在線的檢測。因為它是根據(jù)調(diào)到率的不同來計算電阻率，并且不需要對承壓部件進(jìn)行改動。第二種是運用標(biāo)準(zhǔn)的孔板去測量差壓。它是根據(jù)以往總結(jié)出來的經(jīng)驗的公式去進(jìn)一步的判斷出蒸汽的干度。但是由于這個方法的出發(fā)點是流動的模型理論，而且在測量的過程中需要大量的設(shè)備費用。因此在一定程度上它還是存在一些漏洞。第三個是通過蒸汽焓不變的原理去測量干度。它的局限性在于它只能在蒸汽壓力在2M Pa以下和蒸汽干度大于95的情況下采用。

以上三種方法中第一種方法最實用，但是還存在著一些弊端。例如：運用電導(dǎo)率的測量計算干度的系統(tǒng)中，對于一些剛安裝的儀器運行的穩(wěn)定性不是那么的精準(zhǔn)，并且在長期的運用傳感器過程中，它會不斷的出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，這會直接影響到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而且對傳感器的清潔需要時間這樣就在一定程度上影響著使用。還有一個問題是電導(dǎo)率在測量過程中的誤差，因為電導(dǎo)率會隨著測量介質(zhì)溫度的變化發(fā)生一定的變化，給水溫度和爐水溫度的不同導(dǎo)致的誤差降低了電導(dǎo)率測量的精準(zhǔn)度。另外一個是因為摸索不定的氣候和進(jìn)水水源的不穩(wěn)定導(dǎo)致進(jìn)水電導(dǎo)的不穩(wěn)定性。

了解了以上的幾個問題后，為了研制出高標(biāo)準(zhǔn)，高精度的在線干度測試儀，本論文設(shè)計出油田注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)。

二、油田注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)

1.注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)具備的設(shè)備

（1）控制系統(tǒng)中的傳感器具有抗干擾性能強，工作起來相當(dāng)穩(wěn)定還具備多種報警功能等優(yōu)點。

（2）注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)中使用的換熱器為不銹鋼材料，這樣可以保證其效率高，體積小還有抗腐等多方面的優(yōu)點，在一定程度上帶來了巨大的效益。

（3）為了能夠更精準(zhǔn)，對于計算的控制部分使用了可編程控制器，它源于著名公司的sle500。這個設(shè)備具備著操作簡單易懂，運算能力超強并且它的工作穩(wěn)定性強等好處。

（4）觸摸屏采用的是Rockwell公司的PanelView Plus.這種先進(jìn)的設(shè)備可以適應(yīng)現(xiàn)場的各種不好的工作環(huán)境并且可以獨立完成顯示記錄。

（5）這種方案它具備四種運行數(shù)據(jù)的工作狀態(tài)分別是給水流量、蒸汽的溫度、蒸汽的壓力、火量。利用停止，啟動報警等狀態(tài)量可以提供大量的參考數(shù)據(jù)。

2.關(guān)于油田注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)的運作原理

（1）在初期，換向干度顯示會屏蔽。因為在換向閥的初期管道里及換熱器中爐水與進(jìn)水的混合在一定程度上影響檢測的精準(zhǔn)性。在以往大量的調(diào)試經(jīng)驗中它只花費屏蔽顯示時間是10到15分鐘。但是注汽鍋爐一般運作的時間不會過于頻繁，所以可以利用啟爐的同時去切換換向閥以便減少屏蔽的顯示時間。

（2）干度測試系統(tǒng)流程主要包括五個，電導(dǎo)傳感器、人機界面的組成、換熱裝置、電動閥及電導(dǎo)控制器。利用這五個去計算爐水和進(jìn)水的電導(dǎo)率然后進(jìn)一步的去計算它的干度值。這種方法完全不用標(biāo)定裝置便可以單獨實現(xiàn)在線測量。

（2）在換向閥的控制過程中要把注汽鍋爐啟動開始的時間到發(fā)出信號驅(qū)動電動閥換向所設(shè)定的時間控制在兩到三周的時間。如果太長它會使換熱器運用中結(jié)垢過多以至于清洗不利。如果太短的話它的操作過程就會過于冗長從而直接影響到設(shè)備的使用壽命。因此可以在程序中去設(shè)定爐水與進(jìn)水的數(shù)據(jù)更換，使得在短時間內(nèi)仍可以正常的操作。

（3）在干度閉環(huán)控制的參考范圍內(nèi)，在熱采工藝和注汽鍋爐這兩個特定條件下，可以使用調(diào)整較小的范圍方式來達(dá)到微調(diào)效果。而且在達(dá)到穩(wěn)定的需要條件下它可以適當(dāng)?shù)娜パ娱L時間常數(shù)。如果超出調(diào)整后的數(shù)據(jù)可以利用聲光進(jìn)行報警，依次做好記錄。

（4）對于進(jìn)水與爐水在時間上滯后的問題可以考慮在程序上去加數(shù)據(jù)來拖后時間有利于使干度的計算變得更加的精準(zhǔn)。它就是利用數(shù)據(jù)堆積的方法來延長進(jìn)水的電導(dǎo)數(shù)據(jù)，來達(dá)到在同時間爐水和進(jìn)水的電導(dǎo)率的比較。

3.分析油田注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)的效果

第一在操作的過程中會產(chǎn)生大量的結(jié)垢，它通過不斷的去溶解并及時的沖洗達(dá)到系統(tǒng)構(gòu)件的清潔。并且通過調(diào)整系統(tǒng)前端的電動閥門的方式來達(dá)到爐水與進(jìn)水之間的互換效果。

第二由于爐水與進(jìn)水之間會有老化和結(jié)垢等問題，這種方案可以使?fàn)t水與進(jìn)水之間巧妙的交換，然后不斷的探索出問題的關(guān)鍵所在。結(jié)合相應(yīng)的一些硬件來合理的優(yōu)化系統(tǒng)的配置。這種簡單方式有利于操作人員的使用。

第三是運用換熱裝置去調(diào)整注汽鍋爐的爐水與進(jìn)水的溫度差所造成的電導(dǎo)率的測量偏差。在換熱裝置情況下，注汽鍋爐的爐水與進(jìn)水運用對流換熱。

第四是利用先進(jìn)穩(wěn)定的操作系統(tǒng)和控制技術(shù)、優(yōu)秀的工業(yè)級產(chǎn)品，使得在操作過程中性能強結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，以至于在非常惡劣的環(huán)境下也能夠工作。并且油田注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)具有多方面的聲光報警的功能，給復(fù)雜的操作簡單化。

結(jié)語

在遼河油田錦州采油廠成功的運用油田注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)這種方案。運用這個方案后一年之內(nèi)暫未出現(xiàn)因探頭的污染使監(jiān)測精度下降。并且在運用過程中它的測量誤差有所減少，大大降低了現(xiàn)場監(jiān)測的勞動。油田注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)給社會帶來了很大的影響。

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

[2]牛占濤.淺談油田注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)[J].化工管理,2013,12:163.

[3]董微微.油田注汽鍋爐蒸汽干度控制器研究[D].沈陽工業(yè)大學(xué),2010.