关于油田注汽锅炉干度控制系统的研究

董家耀

摘 要：油田注汽锅炉成为油田热采稠油生产的重要设施。此设施透过对软化水进行加压升温，令其蒸发为饱和的温蒸汽，再通过人工方式输送到井下油层，为热采稠油的生产给予了加热需求的能量。注汽锅炉蒸汽干度是干饱与蒸汽在温饱与蒸汽内占有的质量比例，对于生产作业而言，干度值应当保持在较为稳定的范围，太高则会造成炉管温度过高而最终损坏，过低则会造成过多的油层积水，因此，干度值成为稠油热采工作的决定性标准，也成为对注汽锅炉稳定安全工作造成影响的重要参数。

关键词：油田；注汽锅炉；干度控制；系统

引 言：注汽锅炉通过特殊的优点获得了大量的使用，把良好的自动化控制技术使用在注汽锅炉的蒸汽干度控制中，不但可以提升蒸汽品质，还可以提升油层吸热的效率。对于油田油气锅炉控制系统而言，蒸汽干度控制技术成为效率最高的技术，此技术能力的程度对油田注气锅炉的工作性能的影响十分直接。因为不同程度中被油田热采生态环境所束缚，因此，需要油田注气锅炉中的湿饱和蒸汽在出口点中，真实干度需把控在70%至80%区间，假如过高或过低均无法满足生产工艺标准所需。

一、蒸汽干度控制系统中的技术难点

1、蒸汽干度监测

蒸汽干度不可透過仪器直接获得，是间接检测的参数。检测蒸汽干度会被诸多因素所干扰，与诸多注汽锅炉工作参数具有繁琐、客观的影响，因此在蒸汽干度数据的正确度测量方面较难符合良好的成效。传统注汽锅炉蒸汽干度的检测方法源于人工化验法，这一方式不但会造成诸多误差、滞后性严重、人员工作量较大、强度较高，并且较难保障获得的蒸汽干度处于高值范畴中。当前，在技术的提高及方法的创新下，有些新的蒸汽干度检测技术使用在注汽锅炉作业中，而且获得了良好的成效。主要的监测方式则为湿蒸汽双向流蒸汽干度测量方式及电导率分析方式。

油田注汽锅炉属于单管直流的方式，不会构成汽包，也不会造成任何污染。假如不核算溶解于蒸汽内的盐分与炉管内部中积压的盐分，则在一段时间里，水和锅炉水内含有的盐分总量相同。对于溶液而言，电导率和具有的阳离子数构成正比，这一监测方式仅需设置两个电导率传感器与搭配一个电导率分析设备，设置简便，大量使用在油田中。

2、蒸汽干度目标的滞后性

油田注汽锅炉属于单管受热，当水泵加压时，软化水应当先后通过不同流段，因此令锅炉管线的长度大多超出700m，流体介质需要滞留较长的时间，并且因为注汽锅炉属于典型的通过燃烧给予运转的工作状态，从而在工作中会造成显著的时间滞后性以及惯性。以此令锅炉给水或燃料流量造成变化较久后，锅炉输出的蒸汽干度值才可以给予反应，并且检验蒸汽干度不可直接进行，在检验到蒸汽干度出现变化时，已经与实际变化具有了一些时间。因此，注汽锅炉蒸汽干度控制系统通常会超过10分钟[1]。

二、油田注汽锅炉蒸汽干度控制系统

（一）系统变量与硬件构成

1、系统检测锅炉原系统状态，包含了给水流量、蒸汽压力、蒸汽温度乃至火量等众多运转数据乃至启动、报警、停止的状态量，从而保障蒸汽干度的核算具有良好的参考根据。

2、对于计算控制环节，需运用slc500编程控制器，其具有良好的浮点运算作用，有利于实践操控，作业稳定性良好等特点。

3、换热器大多选择不锈钢钎焊构造，其效率较好、体积不大，具有较强的抗腐蚀性。

4、换向阀通过三通旋转法构造，规避由于水垢而形成的影响，电动驱动为系统的自动控制给予了较大的有利条件。

（二）系统原理与编程思想

1、在换向阀给予掌控时，通过系统检测注汽锅炉打开开始计时到建立实质时间传输信号令电动阀转变，此环节会在两至三个星期结束，假如时间较短则会加大系统动作的次数，以此减少使用时间，时间过长则会领换热器具有严重的结垢状况令反清洗的难度提高。因此，需对进水和炉水数据给予更换，以此判定在反清洗当中依然能够顺利实施测量控制工作。

2、若想良好解决炉水和进水的时间滞后现象，则应当给予加数据拖延处理，而且，透过数据存储的方法，完成进水电导数据的正确延时，以此对同一时间段的进水与炉水电导率给予对比，从而可以确保干度核算的正确性。

3、需要在开炉前期及注汽锅炉没有稳定前将干度显示给予屏蔽，谨防发生误导状况，系统性的检验注汽锅炉出口蒸汽温度与压力，假如真实温度已经到了相对压力中的饱和温度，则可以降低20至30度，系统展现无差别，并且对运转数据给予细致记录，在注汽锅炉不再运转时依旧需要将干度显示给予屏蔽。

4、传感器具备多报警能力、强抗干扰功能以及工作稳定等众多良好的特点。

（三）系统优势

正确有效的透过进水和炉水互换良好解决了结垢、老化等现象，及时了解产生问题的根本原因，完成了系统的优化配置，更加容易倒空。通过换热设备对各种温度的注汽锅炉进水以及炉水造成的电导率测量误差状况良好的处理，注汽锅炉进水与炉水在换热设备中给予对流热互换，从而确保电导率测量点内的炉水及进水相互间的温度差异较小，谨防由于温度差别较大而引发的影响。通过调整系统前期的电动阀门，互换进水和炉水，透过溶解于清理系统当中的结垢，加速系统完成自动清洁的目的。系统内的主要控制器需要通过良好的工业级产品作为主要选择，人机交互应当通过工业级10″彩色液晶触摸屏作为首要选择，不但具备良好的性能，并且结构设备正确，具有显著的温度特点，不论环境如何恶劣也可以正常运转。注汽锅炉蒸汽干度控制系统包含了干度报警作用、温度报警作用以及流量报警作用[2]。

结束语：总而言之，油田注汽锅炉的控制体系大多通过蒸汽压力与蒸汽干度两方面构成，只有两者科学融合，并适时地融合我国石油开采的状态，透过对给水流量、蒸汽压力乃至天然气流量及时正确地给予把控，有效使用控制方式，保障系统总体的稳定性，才能够显著减少源自各个层面的影响对蒸汽干度带来的干扰，提升了我国在油田注汽锅炉在蒸汽干度方面的灵活性以及精准度，以此完成高度自动化，最大化地展现出经济效益与社会效益，具有良好的效果，从而也加快我国在石油开采方面的发展。

参考文献：

[1]于亚明.油田注气锅炉蒸汽干度控制系统解决方案[J].中国仪器仪表.2013.（05）：53-55.

[2]牛占涛.浅谈油田注汽干度控制系统[J].化工管理.2013.（12）：163.endprint