下载文档原格式
影响注汽干度的可控因素研究发表时间：2014-12-02T10:04:20.670Z 来源：《价值工程》2014年第7月上旬供稿作者：林惠春[导读] 它将增压后的软化水加热蒸发成饱和湿蒸汽，然后将其强制送入地下油层，为稠油热采提供热源。
On Controllable Factors Influencing the Dryness of Steam林惠春LIN Hui-chun（辽河油田锦州采油厂，凌海121209）（Jinzhou Oil Production Plant of Liaohe Oilfield，Linghai 121209，China）摘要院根据能量守恒定律，蒸汽干度受锅炉热效率、燃料消耗量、锅炉给水量等多种因素影响。
现场注汽锅炉实际运行中，其中有些因素是可控的，而有些因素则不可控。
针对可控因素，采用降低注汽锅炉排烟温度、控制过剩空气系数、提高注汽锅炉给水温度、调节锅炉供水量、燃料供应量等方法，可以有效控制或提高蒸汽干度。
Abstract: According to the law of conservation of energy, the dryness of steam is influenced by the thermal efficiency of boiler, fuelconsumption, boiler feed water and so on. In the actual operation of steam injection boiler field, some of these factors can be controlled, andothers are not controllable. The controllable factors can be controlled through the methods of reducing the temperature of exhaust gas ofsteam boiler, controlling excess air coefficient, increasing the water temperature, regulating the water supply and fuel supply of steam boiler,then the dryness of steam could be efficiently controlled and promoted.关键词院油田；注汽干度；控制方法；研究Key words: oil field；dryness of steam；control method；research中图分类号院TE357 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）19-0032-020 引言注汽锅炉是油田稠油热采的关键设备。
油田注汽蒸汽干度计量技术分析关键词：饱和湿蒸汽；两相流；双差压；双涡街注蒸汽热采是稠油开发和油田中后期开发中普遍应用的助采方式，在辽河油田就存在蒸汽吞吐、SAGD、蒸汽驱多种蒸汽助采开发方式。
注汽井注入蒸汽的流量和干度直接影响油井的采出率和油汽比，对单井注入蒸汽的流量和干度进行比较准确地测量和控制，有助于实现蒸汽的精细管理，在保证助采效果的下减少能源浪费，提高热采效率。
湿蒸汽是一种两相流，而且蒸汽状态随温度、压力的变化而变化，流量和干度的测量存在较大的技术困难。
目前，国内外研究的饱和湿蒸汽测量方法主要有：汽水分离法、双差压法、单孔板噪音法、双涡街传感器测量、单涡街测量法、涡街+V锥流量计阀法、等。
由于湿蒸汽为两相流，而且状态不稳定，目前湿蒸汽干度和流量测量没有统一的、普遍认可和广泛适用的技术手段，每种技术手段都有其局限性和优缺点。
辽河油田稠油开采中，蒸汽助采是最重要的手段，经过理论分析和实际应用对比，出各种蒸汽计量技术的特点和适用范围。
1技术比选1.1双差压法测量技术双差压法测量技术原理是将一标准孔板与一经典文丘里管串联于湿蒸汽管道中，根据质量守恒定律，流经两流量计的质量流量相同，忽略沿程热量损失及压力损失，湿蒸汽无相变，则流经两流量计的湿蒸汽干度也相同。
两种差压测量元件的流量计算公式不同，从而计算出蒸汽流量和干度。
两质量流量方程中只有质量流量qm与干度x两个未知数，联立以上方程求解，即可得出x值。
将得出的干度值x代入质量流量方程求出瞬时质量流量，再对时间积分得出累积质量流量、载热量。
标准孔板与经典文丘里管组合的双差压法饱和湿蒸汽干度测量方法详细计算公式如下：以上计算公式仅为简易、理论公式，经过理论计算与大量实验数据拟合得到比较准确的计算模型。
1.2单孔板噪音法测量技术单孔板噪音法测量原理是：饱和湿蒸汽的两相流流过孔板时，孔板对液相产生阻滞和脉冲喷放，孔板前后压差会产生一定的脉动“噪音”，噪音强度、频率与饱和湿蒸汽的流量、干度密切相关，通过大量实验建立不同干度下孔板噪音频率的数据模型。
关于蒸汽锅炉汽包水位控制的建议参考文本In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of EachLink To Achieve Risk Control And Planning某某管理中心XX年XX月关于蒸汽锅炉汽包水位控制的建议参考文本使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。
1997-12-16，1台SG-1025/18.3锅炉发生了缺水干锅，汽包低水位保护拒动，导致水冷壁大面积变形、多处爆管的事故。
此后，国家电力公司颁布的《防止电力生产重大事故的25项重点要求》列出了防止锅炉缺、满水事故的要求，又编写了辅导教材。
《电力安全技术》杂志相继发表了一些与之相关的文章，其中《汽包全充水启动》一文提出全充水启动以解决启动中汽包温差控制的建议，部分内容涉及对《电站锅炉监察规程》的理解与执行。
笔者对锅炉汽包水位控制的建议如下。
1 水位控制的意义蒸汽锅炉水位是锅炉运行控制的重要参数之一，稳定工况下，撇开假水位因素，汽包水位的升降标志锅炉给水(包括减温水)流量与蒸汽流量的平衡状况，给水流量偏大则水位升高，反之亦然。
广义的水位控制可以包括直流炉中间点温度的控制以及超临界、超超临界锅炉相变点位置的控制，因为它们都标志着对给水与蒸汽流量平衡的控制，决定着省煤器、蒸发受热面(或高比热区)和过热器的分界线，只是直流炉不存在假水位问题，而以其界面的变动显示其动态不平衡。
2019年10月试论油田注汽锅炉的干度控制自动化技术仙依然·阿不都克依木（中国石油天然气股份有限公司新疆油田公司风城油田作业区一号供汽联合站，新疆克拉玛依834000）摘要：利用注汽锅炉向井内注入一定干度蒸汽的方式，有助于促进油田稠油开采的效率提升，油田注汽锅炉干度自动化控制是促进锅炉供热效果提升的重要手段。
文章主要围绕油田注汽锅炉干度控制自动化技术展开探讨，其中，针对相关的控制参数及难点等也进行了简要分析，以期为相关研究提供一些参考。
关键词：油田注汽锅炉；干度控制；自动化技术油田稠油热采，主要是以湿度蒸汽为供热源，蒸汽干度作为可直接影响油田注汽锅炉运行安全的关键参数，针对其开展有效的自动化控制操作十分重要。
现如今应用较为广泛的蒸汽干度控制方法多为常规控制，极易受到人为因素的影响，导致油田注汽锅炉运行安全性以及稠油热采效果大幅度降低的可能性相对较高。
基于此，针对油田注汽锅炉蒸汽干度开展深入的自动化控制研究至关重要。
1油田注热锅炉控制参数油田注热锅炉主要应用于油田稠油热采作业，由于稠油的原油粘度会受到温度的影响，在稠油开采过程中，随着稠油的向上流动，其周围低温会处于不断上升的状态，而其原油粘度以及流动阻力也会随之而不断上升，再加上稠油本身含有大量的胶质物与沥青，因此选择开采设备时，必须要对设备性能进行严格把控，否则即便注热锅炉的相关参数得到了有效控制，稠油的采收率指标也很难达到要求。
同时，在注热锅炉的运行过程中，为降低稠油的粘度与流动阻力，还需对锅炉的蒸汽干度以及燃烧效率进行严格控制，其中蒸汽干度与锅炉的高压热源有关，蒸汽干度越高，锅炉向油层中注入的湿饱和蒸汽就会拥有更高的深度，对稠油流动性与渗透性的改善效果也会更好；而燃烧效率则是与高温蒸汽热源有关，燃烧效率蒸汽热源的温度就会越高，这样在稠油与水进行加热时，二者间的密度差会变得更大，最终取得更好的重力泄油效果，这些对于稠油采收率的提升都是非常有利的。
油田用注蒸汽锅炉干度自动检测技术应用与分析作者：于显永来源：《中国科技博览》2016年第08期[摘要]油田注蒸汽锅炉是稠油热采的关键设备，注蒸汽锅炉产生的蒸汽的干度值的高低对降低油层稠油粘度，提高油井产量，降低能源消耗等起着关键作用。
因此，油田生产过程中对蒸汽锅炉产生的蒸汽严格控制其干度，目前对锅炉蒸汽干度值的测量一直采用人工定时化验，化验的方法是通过化学滴定法化验锅炉进水和冷凝水的耗酸值，从而计算蒸汽干度。
由于人工测量受多种因素的影响，其测试结果的不准确也不稳定不确定，导致锅炉蒸汽干度的管理非常粗放，并由此产生能源的浪费和注汽质量的不稳定。
[关键词]油田用注蒸汽锅炉干度应用与分析中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）08-0080-01一、工作原理油田用湿蒸汽发生器干度自动检测技术是通过测量锅炉进水和锅炉蒸汽中分离出来未汽化水的钠离子浓度，根据锅炉进出水钠离子总量不变，从而可计算出蒸汽的干度。
具体方案是设计一台全集电路式高阻抗毫伏计（以下称电计）和钠功能电极的组合，当钠功能电极浸入被测溶液时，与甘汞电极产生一定电位，此电位决定于钠离子的活度并符合能斯特方程，此电位输入到电计时，即可计算出钠离子浓度。
依据的计算公式X=（b-a）/b*100%，即可计算出锅炉蒸汽出口处的蒸汽干度（其中X是锅炉蒸汽出口处的蒸汽干度，a为锅炉进水的钠离子浓度，b为锅炉出口处未汽化的水的离子浓度）。
数据处理的结果直接显现在液晶显示器LCD上。
二、试验测试方法及仪器针对智能蒸汽干度测试仪的性能，我们采用现场采样，化验室测试和仪器测试对比试验。
实验室及仪器每样测两组以上试数据。
我们采用的是油田用湿蒸汽发生器干度自动检测技术测试仪器，其主要技术指标如下：测量范围：干度：0～100%；离子浓度：0.2ug/l～2300mg/l；离子电位：-1000～+1000mV形音：温度：10～60℃精度：干度：0.01 %；离子浓度：0.1ug/l；离子电位：0.1mV；温度：0.1℃电源：220V 50Hz三、现场试验考虑智能蒸汽干度测试仪测试的是水样中的钠离子浓度，现场实际中我们采取的是化学滴定测试的是氢氧根离子，实际生产过程中我们注汽锅炉因采用了亚硫酸钠化学除养，我们在测试试验是应在锅炉进水除养工艺后取水样，作为锅炉进口水样，锅炉出口取锅炉出口冷凝水。
油田注汽锅炉蒸汽干度控制方法研究作者：高阳来源：《商品与质量·学术观察》2013年第11期摘要：本文为了提高油田稠油热采操作过程中，注汽锅炉的供热效果，研究了一种能够对油田注汽锅炉蒸汽干度指标进行高质量控制的方法。
在对蒸汽干度控制重要性进行简要分析的同时，研究了现阶段各类控制方法存在的问题，提出了一种结合模糊控制技术、预测控制技术的综合性控制方案，并就该注汽锅炉蒸汽干度数值的影响因素，以及控制方法的操作要点展开了深入研究与分析，希望能够引起各方特别关注与重视。
关键词：油田注汽锅炉蒸汽干度控制方法分析在现阶段的技术条件支持下，油田稠油热采作业实施过程当中所涉及到的最关键性设备之一就在于注汽锅炉。
注汽锅炉最主要的工作要点在于：将在增压处理基础之上所形成的软化水，通过加热蒸发的反应方式，使其能够蒸发形成具有显著饱和性特征的湿度蒸汽。
并将这部分湿度蒸汽强制性的传输至地下油层当中，而这部分湿度蒸汽也正是油田稠油热采作业得以顺利开展的供热源所在。
因此，如何在各种不同的运行工况下，始终将油田注汽锅炉的蒸汽干度控制在该限值当中，已成为相关工作人员重点关注的问题之一，本文即对其做详细分析与说明。
1、油田注汽锅炉蒸汽干度控制的重要性分析正如上文中所提到的：油田注汽锅炉所对应的蒸汽干度控制标准以80%为宜。
相关实践研究结果表明：若油田注汽锅炉所对应的蒸汽干度>80%，则可能导致锅炉运行状态下，大量的钙离子、镁离子在锅炉炉管内部发生沉积反应，导致注汽锅炉在长期性的运行状态下出现炉管过热、或者是外观发生损坏等方面的问题；若油田注汽锅炉所对应的蒸汽干度更加关键的一点在于：考虑到油田稠油热采作业中所应用的主汽锅炉为基于单管、直流的运行模式，炉管总体长度达到了700m以上，导致炉管内部所对应的介质具有极长的流动距离。
换而言之：在整个油田注汽锅炉的操作运行过程当中，蒸汽干度的控制对象表现出了比较明显的时滞性特征，且会对干度控制质量产生影响的因素众多。
( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改油田注汽锅炉蒸汽干度控制方法研究(最新版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes油田注汽锅炉蒸汽干度控制方法研究(最新版)注汽锅炉是用于在稠油开采过程中向稠油层注入高压蒸汽的注蒸汽稠油热采的关键设备，而蒸汽干度是检测油田注汽锅炉的重要指标，直接影响稠油热采的效果。
注汽锅炉的蒸汽干度控制影响因素中最主要的就是人为因素，对油田注汽锅炉的运行产生不利影响，同时，直接影响了稠油热采的效果。
因此，对油田注汽锅炉蒸汽干度控制方法研究正向着自动化控制的方向迈进。
本文简单介绍了油田注汽锅炉蒸汽干度控制的现状，重点分析了注汽锅炉蒸汽干度控制的重要指标，提出了干度控制的方法，即模糊控制方法和预测控制方法。
我国社会经济发展越来越快，对石油资源的依赖程度也越来越高。
我国大部分地区勘明的石油资源为高粘度重质石油，也叫做稠油，顾名思义，稠油的粘度和密度都很高，这就给石油开采技术提出了更高的要求。
因此，为提高油田稠油开采能力，必须采用注汽锅炉往井下注入适当干度蒸气的方法，这样能够使油层加热，原油受热膨胀，粘度就会降低，大大提高了稠油的开采能力，往井下注入的蒸汽必须是温饱和蒸汽，不能是过热的蒸汽，采用蒸汽干度来检测蒸汽状态。
蒸汽干度指的是单位质量湿蒸汽中含有的饱和蒸汽的质量。
只有提高蒸汽干度的控制，才能保证注汽锅炉的蒸汽质量。
油田注汽锅炉蒸汽干度控制系统现状传统的油田注汽锅炉控制系统采用的是仪表监控和手动控制的方式，控制效率低，能源浪费严重，稠油开采效率较低。
油田注汽锅炉蒸汽干度控制方法研究参考文本
In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each
Link To Achieve Risk Control And Planning
某某管理中心
XX年XX月
油田注汽锅炉蒸汽干度控制方法研究参
考文本
使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。
注汽锅炉是用于在稠油开采过程中向稠油层注入高压
蒸汽的注蒸汽稠油热采的关键设备，而蒸汽干度是检测油
田注汽锅炉的重要指标，直接影响稠油热采的效果。
注汽
锅炉的蒸汽干度控制影响因素中最主要的就是人为因素，
对油田注汽锅炉的运行产生不利影响，同时，直接影响了
稠油热采的效果。
因此，对油田注汽锅炉蒸汽干度控制方
法研究正向着自动化控制的方向迈进。
本文简单介绍了油
田注汽锅炉蒸汽干度控制的现状，重点分析了注汽锅炉蒸
汽干度控制的重要指标，提出了干度控制的方法，即模糊
控制方法和预测控制方法。
我国社会经济发展越来越快，对石油资源的依赖程度
也越来越高。
我国大部分地区勘明的石油资源为高粘度重质石油，也叫做稠油，顾名思义，稠油的粘度和密度都很高，这就给石油开采技术提出了更高的要求。
因此，为提高油田稠油开采能力，必须采用注汽锅炉往井下注入适当干度蒸气的方法，这样能够使油层加热，原油受热膨胀，粘度就会降低，大大提高了稠油的开采能力，往井下注入的蒸汽必须是温饱和蒸汽，不能是过热的蒸汽，采用蒸汽干度来检测蒸汽状态。
蒸汽干度指的是单位质量湿蒸汽中含有的饱和蒸汽的质量。
只有提高蒸汽干度的控制，才能保证注汽锅炉的蒸汽质量。
油田注汽锅炉蒸汽干度控制系统现状
传统的油田注汽锅炉控制系统采用的是仪表监控和手动控制的方式，控制效率低，能源浪费严重，稠油开采效率较低。
国内外加快了对油田注汽锅炉控制方法的研究，目前主要有：串级PID控制方法、模糊-PID双模控制方
法、多变量预测控制方法等几种控制方法。
串联PID控制方法是将蒸汽干度作为主被控变量，水流量为副被控流量，给水流量作为控制变量，组成串级控制。
采用PID最优控制算法调整给水流量，主回路控制器自动控制蒸汽干度的控制方法。
模糊-PID双模控制器，是将模糊控制模块与PID控制模块相结合，对系统进行调节和控制。
多变量预测控制方法通过两输入-两输出的预测控制器，对蒸汽干度进行控制。
蒸汽干度概述
油田注汽锅炉控制系统中最重要最关键的部分是蒸汽干度控制系统，油田热采生产工艺要求蒸汽干度控制在75%-80%之间，若蒸汽干度过低，将无法满足注井的热量要求；若蒸汽干度太大，将导致蒸汽中的杂质附着在锅炉壁上，造成锅炉结垢，锅炉的效率随之降低，并且锅炉的安全运行受到不利影响。
蒸汽干度指的是单位时间内在固定蒸汽压力和固定蒸汽温度下蒸汽占总量的百分数。
蒸汽干度直接关系到注汽锅炉的运行参数，且蒸汽干度的检测产生的噪音很大，结果的准确度低。
传统的蒸汽干度检测方法有人工检测法和湿蒸汽双相流蒸汽干度检测法，人工检测法，通过人工进行蒸汽干度的检测工作，这种方法主观因素大，误差大，工作强度大，工作效率较低。
蒸汽干度检测方法还有一种叫做湿蒸汽双相流蒸汽干度检测法，这种方法在蒸汽锅炉的输出端加设孔板，差压变送器检测蒸汽流经孔板时的湿度和蒸汽压力的差压信号。
蒸汽干度的影响因素很多，要实现对蒸汽干度的控制，必须掌握影响蒸汽干度的主要因素。
给水流量、天然气流量、蒸汽压力、锅炉热效率、饱和水焓、汽化潜热、给水焓和天然气低位发热量等都关系到注汽锅炉的蒸汽干度。
锅炉热效率、饱和水焓、汽化潜热、给水焓和天然气
低位发热量这几项因素的波动不会引起蒸汽干度的剧烈变化，因此，要实现蒸汽干度的控制，需要关注给水流量、天然气流量和蒸汽压力的变化，因为它们会使蒸汽干度出现时滞特性。
而在蒸汽压力稳定时，蒸汽干度只受给水流量和天然气流量的影响。
基于模糊预测控制的蒸汽干度控制方法
要实现对油田注汽锅炉的有效控制，必须保证蒸汽压力和蒸汽干度的稳定，一方面用蒸汽压力的参数调节给水流量，另一方面用蒸汽干度的参数调节天然气流量，两者共同构成蒸汽干度的控制系统，实现油田注汽锅炉蒸汽干度自动化控制。
3.1.蒸汽压力的控制
油田注汽锅炉的重要参数之一就是蒸汽压力，在往井下注入蒸汽时，对蒸汽压力的要求不是特别的高，可以允许的可波动范围较大，另外调节给水流量实现对蒸汽压力
的控制，这一控制过程的时滞时间较小，因此影响蒸汽压力的因素较少，我们可以采用单回路的蒸汽压力模糊控制器，控制给水流量，就能够实现蒸汽压力控制，我们将蒸汽压力误差及其变化率来调节给水流量，模糊控制器的输入语言变量为蒸汽压力误差及变化率，模糊控制器的输出语言变量采用变频器频率增量。
3.2.模糊前馈-反馈控制
由蒸汽干度的影响因素可知，给水流量、天然气流量为主要影响因素，因此，我们将蒸汽干度作为主被控变量, 天然气流量为副被控变量，形成串级控制回路，在串级控制回路中我们采用模糊预测控制器来实现对串级回路的控制。
蒸汽干度控制系统包括以下几个部分：非线性跟踪-微分器、前馈模糊控制器、模糊预测控制器、乘法计算器等组成，采用模糊控制方法能够在注汽锅炉运行参数发生波动时稳定蒸汽压力，我们将给水流量及其变化率作为前馈
控制量，与串级回路构成前馈-反馈控制系统。
通过给水流量的控制量与回路控制量相乘，来实现对给水流量的自动监控，另外，在模糊预测控制系统中加入非线性跟踪-微分器来增强系统的抗干扰能力，蒸汽干度控制系统的最终控制量是由前馈模糊控制器输出量与模糊预测控制器输出量通过乘法计算器进行乘积后的值来确定的。
通过以上分析和研究，基于模糊预测控制的蒸汽干度控制方法，是通过模糊前馈-后馈控制系统实现的，该系统在预测控制原理和模糊控制原理的基础上形成的，将前馈模糊控制器、模糊预测控制器、非线性跟踪-微分器、计算器等部分组成，该控制方法同构对给水流量、天然气流量、蒸汽压力的有效控制，实现了蒸汽干度的有效控制，能够大大降低噪声的干扰，具备较强的抗干扰能力，实现了油田注汽锅炉蒸汽干度的自动化控制。
请在此位置输入品牌名/标语/slogan
Please Enter The Brand Name / Slogan / Slogan In This Position, Such As Foonsion。
