注汽锅炉自动控制含氧量的应用

油田注汽锅炉水汽系统自动控制技术探究摘要：油田注汽锅炉是油田进行稠油开采的关键设备，其作用是将经过软化、除氧后的高压水加热，产生高温、高压蒸汽，注入油井，加热稠油，降低稠油黏度，提高稠油采收率。

油田注汽锅炉生产运行有比较完善的安全保障功能，但在长期的运行过程中发现油田注汽锅炉水汽系统自动控制存在安全隐患。

关键词：油田注汽锅炉；安全保障功能；水汽系统；自动控制油田注汽锅炉是油田热采稠油生产的核心设备。

该设备通过对软化水加压升温使其蒸发成饱和的湿蒸汽,再经人工输送至井下油层中,为热采稠油生产提供加热所需的能量。

注汽锅炉蒸汽干度指的是干饱和蒸汽在湿饱和蒸汽中所占的质量百分比,在生产作业过程中,干度值需要维持在一个稳定的值,过高将引起炉管温度过高而损坏,过低则会产生较多的油层积水。

干度值是决定稠油热采工作的关键指标,也是影响注汽锅炉稳定安全工作的关键参数。

1油田注汽锅炉介绍1.1油田注汽锅炉工艺流程介绍油田注汽锅炉包括水汽系统、燃烧系统。

水汽系统：经软化、除氧的水进入柱塞泵增压，进入换热器外管预热，进入对流段吸收热量，进入换热器内管换热，进入辐射段加热，进入汽水分离器分离为水和蒸汽，蒸汽进入过热段加热，在水汽掺混器水和蒸汽掺混降温，进入蒸汽出口管线。

燃烧系统：燃料经燃烧系统进入燃烧器，引燃后喷射至辐射段进行燃烧。

辐射段内的高温烟气与管圈辐射换热，进入对流段与四排光管对流换热后，进入过热段换热，进入对流段翅片管区换热，最后经烟囱排出。

1.2油田注汽锅炉自动控制系统介绍油田注汽锅炉自动控制系统包括触摸屏操作系统、PLC控制程序。

触摸屏操作系统：数据显示（显示锅炉仪表数据、设备运行状态、报警信息、巡检信息），调节控制（锅炉点停控制，水量调节，火量调节，液位调节），参数设置（设置锅炉报警一、二级限值），权限管理（设置登录权限，避免员工误操作）。

PLC控制程序外部组成：数字量输入（转换开关，报警开关，启停状态），模拟量输入（自动化仪表测量信号，模拟量报警设定值），数字量输出（电磁阀、电动阀、指示灯启停）。

自动控制技术在热力注汽锅炉中的应用随着我国社会水平的提升，经济步伐的推进，我国的油田事业也在这个过程中得到了较大程度的发展。

目前，油田在实际生产当中更多的应用注汽锅炉，其也由于所具有的高压、高温、安全性以及高效率特征成为了稠油开采中非常重要的一项注汽设备。

在本文中，将就自动控制技术在热力注汽锅炉中的应用进行一定的研究与分析。

标签：自动控制技术热力注汽锅炉应用1 概述热力采油是我国目前稠油开采过程中较为经济与成熟的一种方式，其通过油田注气锅炉以及注气站所产生的高温、高压蒸汽将其注入到油层之中，以此在使稠油粘度得到降低的同时使我们的稠油采收率得到提升。

而随着近年来我国稠油开展规模以及数量的增加，也使得我国原油的供热站数量已经不能够满足稠油开发的热采要求。

而对于所建设的注气站来说，其会由于其中所具有的锅炉都是以人工的方式进行监控的，如果锅炉在实际运行过程中出现了一定的问题故障，很难被现场操作人员在第一时间发现，仅仅在问题出现之后、报警停炉发生时才能够对这部分问题进行处理，大大影响了锅炉注汽质量以及运行时间。

同时，由于部分汽站中工作人员技术、数量的缺乏，也会使注气站在工作中往往存在较大的人员操作隐患。

近年来，我国的数据通讯技术以及网络技术都得到了较大程度的发展，在这种环境下，使用自动控制技术对注汽锅炉进行操作与监控已经成为了我们稠油充汽过程中的一项重要目标。

对此，就需要我们在对该种自动控制技术进行充分把握的基础上掌握其应用要点。

2 以往自控系统存在问题2.1 在以往自动系统中，油田注汽锅炉更多的是以较为常规的PLC模式进行控制，且能够对多个点实施监控工作。

但是，对于这种方式而言，其所具有的参数往往以较为分散的方式分布于监测点中，在工艺流程以及设备参数方面仅能够依靠人工的方式进行调查与分析，所具有的准确性也较低。

2.2 对于锅炉设备运行情况的监控与注汽数据的采集来说，也仅仅依靠现场操作人员的巡查完成。

且部分仪表设备如辐射段压力表、温度表等都被安装在锅炉上方，不仅所具有的高度非常难以进行检查，且安装位置处的温度也较高，不利于设备的长久运行。

锅炉烟气氧含量监测在锅炉装置稳定运行中的应用摘要：火力发电厂中锅炉操作运行的重要监控参数就是烟气中的氧含量，氧含量指标是反应锅炉运行状态的重要依据；将燃料和空气科学合理的比例进行配比，使锅炉始终处于最佳的工作状态，是提升炼化企业热电厂经济性、安全性的有效举措。

本文主要对锅炉烟气氧含量监测在锅炉装置平稳运行的作用进行探索和研究，保证锅炉装置的长周期运行。

关键词：锅炉烟气；氧含量；稳定运行；应用1 氧含量对脱硫脱硝的影响燃烧调整操作中适当降低锅炉氧含量能够降低锅炉燃烧过量空气系数，能够达到燃烧过程中空气的剩余量降低，在微度缺氧状态环境下进行燃烧，燃料里面的氮元素和空气接触面积降低，燃烧生成的氮氧化物量降低，这样就可以降低脱硝的成本，还能够减少受热面的腐蚀发生的概率。

低含氧量有利于减少氮氧化物生成，但过低的含氧量就能够导致锅炉的不完全燃烧现象产生，造成锅炉飞灰里面含碳量上升，不完全燃烧损失产生的损失增大，造成设备的单耗上升，含氧量严重不足的时候甚至能够对燃烧的稳定性产生破坏。

锅炉含氧量过低，还原性气体与硫化氢气体会在锅炉水冷壁附近生成，硫化氢气体对于水冷壁具有强烈的腐蚀性，硫化氢气体会把设备的三氧化二铁保护膜进行破坏，管壁直接遭受腐蚀。

灰分的熔融温度会大大下降，炉内结渣产生的概率增大。

所以说锅炉含氧量控制过低锅炉会有高温腐蚀与结渣的风险出现，对锅炉的安全运行影响较大。

锅炉的含氧量高，就能够让燃料与空气进行充分的接触和混合，不完全燃烧热产生的损失就会降低。

但是由于含氧量提高，烟气量也会随之升高，排烟热损失增大。

锅炉含氧量过大，还会导致锅炉风机的电单耗增加，烟气流量与流速都会上升，受热面的磨损加剧。

锅炉燃烧生成的氮氧化物总量也随氧量的增加而上升，锅炉高氧量运行不利于控制锅炉的氮氧化物。

所以说锅炉的含氧量控制对锅炉运行安全性与经济性影响都非常大。

2 确保氧含量监测的精确性监测氧气含量的重要手段是控制锅炉污染气体排放的，依据烟气污染成分生成机理我们可以看出，氧气是其重要的组成部分。

注汽锅炉干度自控系统的应用作者：李敏来源：《环球市场信息导报》2014年第05期稠油热采是辽河油田稠油开发的主要方式，保证注汽质量，保持注汽干度平稳是提高稠油采收率的关键因素。

注汽锅炉应用干度自控系统能够有效控制注汽干度，保证注汽质量。

一、背景蒸汽干度决定了同等条件下单井注汽周期产量及油汽比，更是确保注汽锅炉安全运行的重要指标。

但是传统锅炉控制方式无法实时保持注汽干度的稳定，原因是多方面的，一是热采锅炉老化，设备本身存在缺陷，二是油温、油压等变化，三是注汽锅炉为高温高压设备，员工每1小时巡检一次，无法做到时时调节。

所以就需要一种能够解决上述所面临问题的新型控制系统。

目前存在的干度自控实施方法·电导率电极：电导率电极测试的是锅炉入水和炉出口分离器分离出来的水的电导率，由于锅炉入水中HCO3-在炉管高温加热下会发生电离，因此测试的炉水电导率根本不是入水电导率的因浓缩后的电导率值，测量干度一定会偏高。

· PH值电极：水的PH值和碱度根本就是两个不同的概念，锅炉干度人工化验测试的入水和炉水的碱度，PH值测试的只是水中的酸碱度，因此不可能有理想的理论吻合。

·选择性电极：选择性电极目前一般采用Na+和CL-选择电极，理论上是可以实现干度测量的，但由于入水、炉水的温度差异以及选择电极本身属于试验室设备，根本无法在线长期测试。

·孔板和喷嘴差压法：孔板和喷嘴差压法是在锅炉出口安装差压式流量计测定湿饱和蒸汽的体积流量，利用密度计算公式反推干度值，需要在线于人工化验干度对比，计算误差系数加以修正，人为可以改变显示值（如停炉后干度显示任何值），绝对不能用此值来控制干度，事实上，此方法在多台注汽锅炉上都应用过，现场证明是失败的。

·弱中子源：利用弱中子放射性原理在穿透汽水混合物产生的衰减率不同而测试干度，实际运行中，管壁会有一定的药垢或轻微水垢，如连续测试，会有一定的误差产生，放射源在高温条件下的安全问题也值得重视。

浅谈注气锅炉原理与应用浅谈注气锅炉原理与应用摘要：针对油田注锅炉在实际施工中的运行情况，对注汽锅炉操作的原理及应用情况进行分析，并对注汽锅炉在实际操作中的问题进行分析，以及提出相应的预防措施。

关键词：注气锅炉原理应用前言随着我国的稠油资源的不断的发展，注汽锅炉就成为了我国油田开采稠油的必需的蒸汽发生设备了。

在注汽锅炉的实际运行过程中，我们要遵循相应的工作原理，而本就是对其原理进行分析，和对注汽锅炉在我国油田开采中的运用，以及在运用过程中会出现什么问题，并提出相应的防护措施，以保证注汽锅炉的正常运作及使用寿命。

一、注气锅炉1.注气锅炉的概述所谓的锅炉就是由锅和炉及相应的附件、仪表和附属设备组成的，它的分类有很多，从用途上我们可以分为动力、工业和生活用三类；从输出介质上我们可以分为蒸汽、热水和水汽两用三类；从燃料上可分为燃煤、燃气以及燃油三类；从压力上我们可以分为低压、中压和高压三种。

而我们在工业中用的最多就是注汽锅炉，它已经成为油田专用的强制循环、高压、直流、燃油燃气的工业蒸汽水管锅炉。

注汽锅炉又名湿蒸汽发生器，是油田开采稠油的专用注汽设备，它是利用所生产的高温高压湿蒸汽进行注入油井的，加热油层中的原油并降低稠油的粘度，使稠油的流动性增加，使稠油的采收率能够得到大幅度的提高。

湿蒸汽发生器它是卧式直流水管锅炉，辐射段通常是单路或者多路直管水平往复式布置的，对流段通常也是单路或多路直管往复错列排布的结构，且所产生的湿度都是大于百分之二十的湿饱和蒸汽或者是过饱和蒸汽的。

其液体燃料火室燃烧锅炉是利用燃料的热能，把一定量的水加热，使其成为相应的压力、温度和干度的湿饱和或过饱和蒸汽的机械性的设备。

注汽锅炉和其他的锅炉一样，包括锅和炉两大部分，然而这种锅炉却不同于电站及普通的锅炉，它没有汽包和联箱，而这里的锅它是指水汽系统的承压管子和管道及管件，至于炉是指燃烧燃料的场所，一般称之为炉膛。

2.注汽锅炉的结构及工作原理注汽锅炉的结构通常为三大段、三大系统、若干水器以及三大辅机这几块，其中三大段分别为辐射、对流和过渡；三大系统分别为水汽、燃烧和自控；若干小器分别为加热、分离和过滤；三大辅机是供水泵、燃烧器以及空压机等。