油田热注锅炉新式自动化控制问题研究

摘 要：热注锅炉是我国稠油生产过程中不可或缺的重要设备之一。本文对设计新式自动化控制的热注锅炉及其设计中存在的问题进行了相应的论述。

关键词：油田开采；热注锅炉；热力采油工艺；自动化控制系统

中图分类号：TP273 文献标识码：A

近年来，随着电子技术、计算机技术的不断发展，传统的老式热注锅炉因为人力投入过多，后期也不便于升级，所以新式的以计算机控制为核心的新型热注锅炉在石油工业中的应用也显得更加的迫切和重要。

原油主要是借助于蒸汽的作业来实现稠油的开采和生产，其实现的主要设备也就是热注锅炉，其通过热注锅炉产生高温高压的蒸汽，将高压蒸汽注入原油池中后，蒸汽和产生的热水可降低原油的粘度并使其流入原油池中，随后被泵抽到地面。在传统的控制方法中，因为开启设备都是靠人为的操作来完成，所以人为的因素非常大，造成系统的输出不稳定，蒸汽的压力和温度不能很好的稳定在一定的范围之内，从而造成不能很好地完成生产。而通过依靠强大计算机和一系列的传感器组成的新式热注锅炉，仅仅依靠电力就能很好的完成整个工作，系统的压力和温度传感器的高精度和计算机控制系统的快速性，能更加敏捷，可靠，高效的完成传统作业热注锅炉设备依靠高级技术工人才能完成。

1 油田热注锅炉控制系统的设计要求

在实际的热注锅炉系统控制过程中，为保证油田热注锅炉系统的安全和可靠性运作，提高系统的经济性，作为设计部门，首先要根据当地油田的工艺，结合当地需求，针对性的进行系统自动化控制系统的设计，通过对热注锅炉运行过程中出现的各种需要进行检测的参数配置相应的传感器，一般有压力、流量、温度传感器，把现场采集的数据传递到控制机构，再对采集到的数据进行分析处理以后，就可以控制相应的阀门动作，从而控制系统的运行状态。在实际的控制系统的设计中，尤其要考虑系统可能出现的故障，及其相应的报警、自诊断、联动系统。另外，还要充分考虑系统的可维护性、可靠性、可操控性、简易性以及系统信息的备份和恢复，为后期的系统稳定运行奠定基础，为后期的方便维护和保养打好基础，从而最大程度的保证热注锅炉的稳定可靠运行，节约人力，财力，为石油企业带来良好的经济效益。

2 热注锅炉的控制难点

高压蒸汽是由特制的蒸汽锅炉产生的，然而监测和控制蒸汽的质量指标—蒸汽干度显得非常有难度，因为适合提取原油的最佳蒸汽干度是72%，如果高于72%则会造成能源的浪费；如果低于72%则蒸汽的温度不够，不足以化解原油。在以往蒸汽干度的测量是通过人工化验锅炉进水和冷凝水的耗酸值然后查表得到，但是由于人为的因素过大，管理的不到位，往往造成测量的数据随机性很大，系统的输出指标有较大的波动，造成燃料的浪费，蒸汽输出质量也不能很好的保证。一般在自动控制的热注锅炉中，可以采用相应的算法，通过自动控制系统的蒸汽压力、温度、干度和给水流量等参数，采用现代的多变量控制系统，自动调整空气和燃料的比例，提高燃料的燃烧效率，从而节能，节约人力、资源和资金。

3 典型热注锅炉自动控制系统的构成

一般的热注锅炉自动控制系统如图1所示，控制方式一般都是计算机监控系统完成整个系统的自动化操作，PLC+可编程终端-触摸屏+工控机系统构成整个自动控制系统。其中，溫度传感器负责采集蒸汽的温度，压力传感器能及时的监测系统的压力状态，PLC通过对采集进来的信号进行处理，根据蒸汽压力、温度等参数的匹配，就能自动的控制流量调节阀等部件的动作，从而闭环的调节蒸汽的温度、压力等参数，实现系统的自动控制，在可编程终端上，能显示系统的当前状态，电子化仪表，在现场也可以布局现场的压力温度计，方便对现场的了解，其中通过PLC和工业控制计算机和PLC的实时通信，操作人员就可以对热注锅炉进行远程操作，实时的对需要采集的信号进行记录，凭借强大的计算机软件的支持，系统的自动化运行，系统可以进行远程操作，对需要的数据也可以通过打印机打印出来，以备后查。

通过对自动控制的油田热注锅炉控制系统的典型剖析，可以看出，自动控制系统技术含量高，操作简单。能实现蒸汽干度的测量与显示，能动态的自动的进行火量调节、水量调节、送风量调节等参数。通过对各个变量的优化和合理调整，即方便了操作，又最大程度的利用了电能，使得油田热注锅炉能平稳、安全的运行。

结语

热注锅炉是油田开采生产中热力采油工艺中的一个重要设备，对于油田开采生产发展有着较为突出的作用和影响。自动控制的热注锅炉的投入使用，可以有效的保证油田的有效开采。随着电子技术的发展，其带来的智能化，自动化，更加可靠的操作，更加便捷的控制，更加少的人力和资源的有效利用，正在逐渐改变着传统的原油开采设备体系，随着自动控制系统在油田热注锅炉开采生产中的应用越来越普遍，今后的原油开采将变得更加有效和迅速。

参考文献

[1]吴丽萍，吴胜凯，姜传方.热力采油湿蒸汽发生器自动控制系统改造及拓展前景[J].油气田地面工程，2010（10）.

[2]吴伟东，郑风才.注汽锅炉PLC控制系统常见环境故障及对策[A].2000年晋冀鲁豫鄂蒙六省区机械工程学会学术研讨会论文集（河南分册）[C]，2000.

[3]黄盛.油田热采注汽锅炉燃用稠油的节能技术改造研究[D].大连理工大学，2002.

[4]蓝彬.蒸温高预报警系统在注汽锅炉上的应用[J].中国高新技术企业，2011（21）.

推荐访问:油田 锅炉 自动化控制 研究