蒸汽計量技術(shù)在鍋爐中的作用
時間:2022-01-13 09:50:36
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采油工業(yè)中用到的蒸汽在實際的計量過程中存在一定的困難,主要在于蒸汽的流量與其干度、壓力、溫度等條件關(guān)系,不同條件下,流量的計量會產(chǎn)生較大的誤差,另一方面,即使在測量技術(shù)得到突破的情況,測量儀表相對復(fù)雜、價格昂貴、體積龐大等因素也會制約其在實際生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用,難以取代目前的測量方法—測蒸汽量轉(zhuǎn)化為測水量。所以,我們認(rèn)為:蒸汽計量技術(shù)的研究方向是一方面結(jié)合科研院所進(jìn)行理論方面的研究,另一方面是推進(jìn)蒸汽計量儀表的小型化和廉價化。并且重點應(yīng)為后者。
1.干度測量的理論研究
熱平衡法測量注汽井井口蒸汽干度差壓式孔板測量蒸汽干度的方法是測量鍋爐出口蒸汽干度的可靠和低成本的手段。在國外注汽鍋爐上已廣泛采用,在國內(nèi)也正在推廣應(yīng)用。從鍋爐至注汽井一般幾百至幾千米的注汽管線。在鍋爐出口蒸汽干度已知的條件下,用熱平衡方法測注汽井井口的蒸汽干度是最經(jīng)濟(jì)有效的方法。特油公司所開采的稠油油藏深度大多在數(shù)百米以至千米以上。采油用的注入蒸汽壓力在5.0-20.0MPa,蒸汽的干度在40%-90%之間,屬于高壓、高含汽率的汽-水兩相流。雖然在對兩相流研究的科學(xué)文獻(xiàn)中,屬于這一范圍的文獻(xiàn)較為缺乏,但理論分析表明,高壓和較高含汽率的汽水兩相注要比低壓、低含汽率的汽水兩相流更易測量。
2.計量的自動化控制方面的研究與應(yīng)用
在國內(nèi)目前還沒有成型的且比較簡單有效的對蒸汽流量進(jìn)行測量的裝置,而主要是對蒸汽干度的測量方面的應(yīng)用。在特油公司大三站8#爐得以實現(xiàn)。其工作原理如下:(1)鍋爐干度控制的實現(xiàn)在鍋爐給水匯管、鍋爐出口分別安裝電導(dǎo)率儀,采集給水、爐水的電率,給水電導(dǎo)率和爐水電導(dǎo)率以4-20mA直流電流信號進(jìn)入PLC的輸入模塊,經(jīng)過PLC內(nèi)部運算模塊計算出蒸汽的干度(X=(b-a)ⅹ100%,其中X為蒸汽干度,a為給水電導(dǎo)率、b為爐水電導(dǎo)率)。此計算出的干度值進(jìn)入靜校正模塊,與標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)測試法測得的蒸汽干度值校正,校正后的干度值作為干度測量值(過程值)。從微機(jī)終端設(shè)定的蒸汽干度作為給定值。PLC將測量值和給定值進(jìn)行運算,經(jīng)PLC的輸出模塊輸出調(diào)節(jié)信號,在火量相對穩(wěn)定的情況下,對水量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié),控制柱塞泵變頻器來調(diào)節(jié)柱塞泵的排量,以達(dá)到恒干度閉環(huán)控制的目的。當(dāng)調(diào)節(jié)水量無法滿足控制需要量,即水量在最大或最小長時間運行,再調(diào)節(jié)火量進(jìn)行控制。即為主調(diào)水、副調(diào)火的自動控制模式。當(dāng)鍋爐在點爐或運行過程中,通過PLC軟件控制主燃閥的打開與關(guān)閉。當(dāng)主燃閥打開時,累積鍋爐產(chǎn)汽量,關(guān)閉時停止累積產(chǎn)汽量。(2)干度自控系統(tǒng)的功能蒸汽干度的設(shè)定值、干度上限報警值、干度下限報警值的設(shè)定和修改都是在微機(jī)終端上完成的,但進(jìn)行這些操作必需輸入正確的口令才能進(jìn)行。當(dāng)干度自動控制系統(tǒng)有故障時,可在微機(jī)終端上手動設(shè)定干度值,即設(shè)定柱塞泵變器的頻率,此項控制為開環(huán)控制,不能自動調(diào)節(jié)蒸汽干度,需人為干預(yù)來調(diào)節(jié)柱塞泵的排量,從而使蒸汽干度控制在合理的范圍內(nèi)。燃料壓力基本穩(wěn)定后,30分鐘(時間可調(diào))內(nèi)達(dá)到設(shè)定值(一般為80%),控制精度為1%。蒸汽干度高報警信號為超限停爐信號,蒸汽干度低報警信號不作為超限停爐信號。但有聲、光報警提示。鍋爐控制柜、微機(jī)終端、上位機(jī)都同時以聲、光方式報警。通過操作微機(jī)終端、上位可消除聲音報警,光報警不能人為消除,只有報警故障消除后才能自動復(fù)位。結(jié)論鍋爐的點爐、運行及停爐由PLC實行全過程自動控制,無需人工手動/自動切換。目前該技術(shù)的應(yīng)用比較穩(wěn)定,運行良好,節(jié)省了人力、物力。蒸汽計量技術(shù)科技含量高,國內(nèi)外沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗,我們將繼續(xù)探索蒸汽計量技術(shù)的理論研究,使蒸汽計量技術(shù)在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。
作者:左萬戩單位:中油遼河油田公司特種油開發(fā)公司