注汽鍋爐干度控制系統(tǒng)的若干思考

何翔

摘 要：油氣鍋爐是生產(chǎn)油類產(chǎn)品的重要設(shè)備。該設(shè)備在實(shí)際的工作過程中，主要是增加軟化水的壓力來蒸發(fā)濕蒸汽。在此基礎(chǔ)上，使用人工傳輸使其進(jìn)入到井下，滿足生產(chǎn)熱采稠油需要的熱量。本文結(jié)合相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，首先闡述了蒸汽干度控制系統(tǒng)中的幾個(gè)技術(shù)難題，包括蒸汽干度檢測、蒸汽干度主體的時(shí)滯性。最后，對(duì)注汽鍋爐干度控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析。希望可以為注汽鍋爐設(shè)備的使用提供意見。

關(guān)鍵詞：注汽鍋爐；干度；控制系統(tǒng)；思考

在油田鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，經(jīng)常使用蒸汽干度控制技術(shù)。該技術(shù)的高低，在很大程度上影響著整個(gè)注汽鍋爐的工作性質(zhì)。然而，油田熱采通常受到生態(tài)條件的限制，往往不能達(dá)到工藝要求。在這種情況下，要求嚴(yán)格控制油田注汽鍋爐內(nèi)的濕飽度與蒸汽的出口位置的干度。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，一般以70%～80%為宜。不能太高，也不能太低，否則就會(huì)影響工藝的質(zhì)量和水平。下面，將主要就蒸汽干度控制系統(tǒng)中常見的技術(shù)難題進(jìn)行分析。

1 蒸汽干度控制系統(tǒng)中的技術(shù)難題

1.1 蒸汽干度檢測

一般情況下，采用間接的檢測方式來獲得精確的蒸汽干度。在檢測的過程中，要求設(shè)置好參數(shù)的范疇。然而，在檢測蒸汽干度時(shí)，由于干擾的因素比較多，得到的蒸汽干度數(shù)據(jù)往往還是存在差異的。在傳統(tǒng)的蒸汽干度檢測中，主要使用人工化驗(yàn)方法。該辦法在勞動(dòng)強(qiáng)度、誤差上都比較大，不能使蒸汽干度處于一定的高值范疇中。當(dāng)前，由于科技力量的推動(dòng)，從而誕生了新的蒸汽干度檢測技術(shù)。比如：電導(dǎo)率分析法、濕蒸汽雙相流蒸汽干度測量法等。應(yīng)用以上技術(shù)后，大大提高了檢測的效果。

1.2 蒸汽干度主體的時(shí)滯性

大部分油田注汽鍋爐采用單管受熱，并通過給軟化水增加壓力的辦法來實(shí)現(xiàn)水泵的增壓。通常情況下，包括預(yù)熱、對(duì)流、過渡，以及輻射等階段。由于程序比較多，從而增加了鍋爐管線的長度，大概在700m左右。這樣，就會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)長時(shí)間停留在鍋爐管線中。然而，鍋爐在運(yùn)行的過程中，依賴于燃燒。在這種情況下，就會(huì)導(dǎo)致時(shí)間的滯后性。如果燃料流量出現(xiàn)變化，或者鍋爐給水發(fā)生改變時(shí)，就會(huì)造成蒸汽干度值的改變。一般而言，在系統(tǒng)啟動(dòng)10min后，就會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象。

2 油田注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)變量及硬件組成

第一，系統(tǒng)在檢測鍋爐原系統(tǒng)狀態(tài)時(shí)，包括多個(gè)參數(shù)。具體為給水流量、火量、蒸汽壓力與溫度等數(shù)據(jù)。除此之外，還要對(duì)相關(guān)的狀態(tài)量進(jìn)行檢測。比如：啟動(dòng)、停止、報(bào)警等。只有全面檢測，才能保證蒸汽干度計(jì)算的準(zhǔn)確性，從而作為控制的有效依據(jù)。

第二，在控制階段中，使用能夠編程的控制器。該控制器由Rockwell公司生產(chǎn)。其特點(diǎn)為：操作簡單、方便、運(yùn)算能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好。

第三，在選擇換熱器時(shí)，材料宜為不銹鋼結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：占地面積小，效率高，抗腐蝕性強(qiáng)。

第四，在選擇換向閥時(shí)，推薦使用三通旋轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可以解決水垢造成的不良影響。除此之外，可以通過電動(dòng)驅(qū)動(dòng)，完成系統(tǒng)的自動(dòng)化操作與控制。

2.2 系統(tǒng)原理及編程思想

第一，實(shí)施換向閥控制。其控制時(shí)間點(diǎn)為：注汽鍋爐啟動(dòng)，系統(tǒng)檢測開始。當(dāng)輸出信號(hào)亮起后，電動(dòng)閥自動(dòng)換向。一般情況下，以上環(huán)節(jié)的時(shí)間在2-3個(gè)星期內(nèi)完成。如果時(shí)間過長，就會(huì)使換熱器內(nèi)滯留大量結(jié)垢，從而不容易清洗。反之，如果時(shí)間過短，就會(huì)使系統(tǒng)動(dòng)作次數(shù)增多，減少系統(tǒng)壽命。因此，定期對(duì)鍋爐數(shù)據(jù)以及進(jìn)水進(jìn)行更換，較好地清洗了鍋爐內(nèi)的結(jié)垢，保證了檢測控制工作的順利進(jìn)行。

第二，為了提高處理上述問題的效果可以采用數(shù)據(jù)延遲的辦法。除此之外，也可以采用數(shù)據(jù)堆棧的方式，合理地延遲進(jìn)水電導(dǎo)數(shù)據(jù)。然后，對(duì)相同時(shí)間段的爐水電導(dǎo)率與進(jìn)水進(jìn)行比較。這樣，就會(huì)使干度計(jì)算的數(shù)值更加準(zhǔn)確、可靠。

第三，在鍋爐啟動(dòng)初期，以及注汽鍋爐不穩(wěn)定的狀態(tài)下，很容易發(fā)生誤導(dǎo)的現(xiàn)象，從而造成不良的影響。為了避免此類事故的發(fā)生，要求對(duì)鍋爐口蒸汽的溫度、壓力進(jìn)行全面的檢測。當(dāng)溫度達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，應(yīng)該減少20°～30°。如果系統(tǒng)運(yùn)行正常，沒有發(fā)生其他異常情況時(shí)，就可以對(duì)運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄。除此之外，當(dāng)鍋爐停止工作時(shí)，同樣要求屏蔽干度顯示。

第四，采用美國生產(chǎn)的傳感器。該傳感器的特點(diǎn)是雙通道電導(dǎo)。其優(yōu)勢(shì)是：抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定。除此之外，還可以實(shí)現(xiàn)多功能報(bào)警。

2.3 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

采用進(jìn)水與爐水交換的辦法，有效地處理了系統(tǒng)中的結(jié)垢、老化等問題。同時(shí)，掌握了問題的原因，有助于及時(shí)采取相應(yīng)的辦法和措施，從而使系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)化升級(jí)。異常辦法不僅簡單，容易操作，而且具有科學(xué)、合理的性質(zhì)。另外，注汽鍋爐在進(jìn)水時(shí)，很容易導(dǎo)致電導(dǎo)率測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。針對(duì)該問題，可以采用換熱裝置來解決。具體原理為：使用換熱裝置后，促進(jìn)了注汽鍋爐進(jìn)水與爐水的熱流交換。這樣，可以使電導(dǎo)率測量點(diǎn)中的進(jìn)水、爐水溫度相對(duì)穩(wěn)定，防止了溫度差異太大產(chǎn)生的不良影響。另外，調(diào)節(jié)系統(tǒng)前端的電動(dòng)閥門在運(yùn)行的過程中，也可以實(shí)現(xiàn)爐水與進(jìn)水的互換。在此基礎(chǔ)上，加快污垢清理的速度。在選擇系統(tǒng)控制器時(shí)，建議使用質(zhì)量高的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。比如，在人機(jī)交互中，推薦使用工業(yè)10級(jí)產(chǎn)品，此類產(chǎn)品為彩色液晶觸摸屏。它的優(yōu)勢(shì)在于：性能強(qiáng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，溫度特性明顯。表現(xiàn)為：在任何惡劣的環(huán)境中，照樣可以運(yùn)行。可以看出，注汽鍋爐干度控制系統(tǒng)的功能非常強(qiáng)大，涵蓋了多種功能，包括干度報(bào)警、溫度報(bào)警、流量報(bào)警等功能。

3 結(jié)束語

從以上分析可以看出，油田注汽鍋爐干度控制系統(tǒng)的功能非常強(qiáng)大。正因?yàn)槿绱耍撓到y(tǒng)在未來的市場中，具有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＪ褂迷撓到y(tǒng)后，減少了探頭污染對(duì)檢測精度的影響，使檢測的誤差縮小到了2%以內(nèi)。因?yàn)闄z測精度得到了大大的提高，從而避免了化學(xué)藥劑的大量使用。這樣，也減少了污染的問題。除此之外，注汽鍋爐干度控制系統(tǒng)采用的方法完全符合現(xiàn)場操作的標(biāo)準(zhǔn)，提高了生產(chǎn)的效率，為企業(yè)創(chuàng)造了更多的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。因此，值得在市場上推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]楊斌.油田注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)解決方案[J].化工管理，2015，（3）：53-55.

（作者單位：渤海裝備遼河熱采機(jī)械公司）