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)施透過對軟化水進行加壓升溫，令其蒸發(fā)為飽和的溫蒸汽，再通過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，太高則會造成爐管溫度過高而最終損壞，過低則會造成過多的油層積水，因此，干度值成為稠油熱采工作的決定性標準，也成為對注汽鍋爐穩(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：注汽鍋爐通過特殊的優(yōu)點獲得了大量的使用，把良好的自動化控制技術(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)能力的程度對油田注氣鍋爐的工作性能的影響十分直接。因為不同程度中被油田熱采生態(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中，真實干度需把控在70%至80%區(qū)間，假如過高或過低均無法滿足生產(chǎn)工藝標準所需。

一、蒸汽干度控制系統(tǒng)中的技術(shù)難點

1、蒸汽干度監(jiān)測

蒸汽干度不可透過儀器直接獲得，是間接檢測的參數(shù)。檢測蒸汽干度會被諸多因素所干擾，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方法源于人工化驗法，這一方式不但會造成諸多誤差、滯后性嚴重、人員工作量較大、強度較高，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)測方式則為濕蒸汽雙向流蒸汽干度測量方式及電導(dǎo)率分析方式。

油田注汽鍋爐屬于單管直流的方式，不會構(gòu)成汽包，也不會造成任何污染。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，則在一段時間里，水和鍋爐水內(nèi)含有的鹽分總量相同。對于溶液而言，電導(dǎo)率和具有的陽離子數(shù)構(gòu)成正比，這一監(jiān)測方式僅需設(shè)置兩個電導(dǎo)率傳感器與搭配一個電導(dǎo)率分析設(shè)備，設(shè)置簡便，大量使用在油田中。

2、蒸汽干度目標的滯后性

油田注汽鍋爐屬于單管受熱，當(dāng)水泵加壓時，軟化水應(yīng)當(dāng)先后通過不同流段，因此令鍋爐管線的長度大多超出700m，流體介質(zhì)需要滯留較長的時間，并且因為注汽鍋爐屬于典型的通過燃燒給予運轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)，從而在工作中會造成顯著的時間滯后性以及慣性。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)，并且檢驗蒸汽干度不可直接進行，在檢驗到蒸汽干度出現(xiàn)變化時，已經(jīng)與實際變化具有了一些時間。因此，注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)通常會超過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轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)乃至啟動、報警、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、對于計算控制環(huán)節(jié)，需運用slc500編程控制器，其具有良好的浮點運算作用，有利于實踐操控，作業(yè)穩(wěn)定性良好等特點。

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，具有較強的抗腐蝕性。

4、換向閥通過三通旋轉(zhuǎn)法構(gòu)造，規(guī)避由于水垢而形成的影響，電動驅(qū)動為系統(tǒng)的自動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，通過系統(tǒng)檢測注汽鍋爐打開開始計時到建立實質(zhì)時間傳輸信號令電動閥轉(zhuǎn)變，此環(huán)節(jié)會在兩至三個星期結(jié)束，假如時間較短則會加大系統(tǒng)動作的次數(shù)，以此減少使用時間，時間過長則會領(lǐng)換熱器具有嚴重的結(jié)垢狀況令反清洗的難度提高。因此，需對進水和爐水?dāng)?shù)據(jù)給予更換，以此判定在反清洗當(dāng)中依然能夠順利實施測量控制工作。

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

3、需要在開爐前期及注汽鍋爐沒有穩(wěn)定前將干度顯示給予屏蔽，謹防發(fā)生誤導(dǎo)狀況，系統(tǒng)性的檢驗注汽鍋爐出口蒸汽溫度與壓力，假如真實溫度已經(jīng)到了相對壓力中的飽和溫度，則可以降低20至30度，系統(tǒng)展現(xiàn)無差別，并且對運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)給予細致記錄，在注汽鍋爐不再運轉(zhuǎn)時依舊需要將干度顯示給予屏蔽。

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

（三）系統(tǒng)優(yōu)勢

正確有效的透過進水和爐水互換良好解決了結(jié)垢、老化等現(xiàn)象，及時了解產(chǎn)生問題的根本原因，完成了系統(tǒng)的優(yōu)化配置，更加容易倒空。通過換熱設(shè)備對各種溫度的注汽鍋爐進水以及爐水造成的電導(dǎo)率測量誤差狀況良好的處理，注汽鍋爐進水與爐水在換熱設(shè)備中給予對流熱互換，從而確保電導(dǎo)率測量點內(nèi)的爐水及進水相互間的溫度差異較小，謹防由于溫度差別較大而引發(fā)的影響。通過調(diào)整系統(tǒng)前期的電動閥門，互換進水和爐水，透過溶解于清理系統(tǒng)當(dāng)中的結(jié)垢，加速系統(tǒng)完成自動清潔的目的。系統(tǒng)內(nèi)的主要控制器需要通過良好的工業(yè)級產(chǎn)品作為主要選擇，人機交互應(yīng)當(dāng)通過工業(yè)級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，不論環(huán)境如何惡劣也可以正常運轉(zhuǎn)。注汽鍋爐蒸汽干度控制系統(tǒng)包含了干度報警作用、溫度報警作用以及流量報警作用[2]。

結(jié)束語：總而言之，油田注汽鍋爐的控制體系大多通過蒸汽壓力與蒸汽干度兩方面構(gòu)成，只有兩者科學(xué)融合，并適時地融合我國石油開采的狀態(tài)，透過對給水流量、蒸汽壓力乃至天然氣流量及時正確地給予把控，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層面的影響對蒸汽干度帶來的干擾，提升了我國在油田注汽鍋爐在蒸汽干度方面的靈活性以及精準度，以此完成高度自動化，最大化地展現(xiàn)出經(jīng)濟效益與社會效益，具有良好的效果，從而也加快我國在石油開采方面的發(fā)展。

參考文獻：

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

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