一种油田注汽锅炉蒸汽干度测量方法及其系统技术方案

一种油田注汽锅炉蒸汽干度测量方法及其系统，所述测量方法交替采用流程一和流程二测量干度值；所述流程一为：由第一电导传感器（6）测量出电导率值a，测量结束后进行换向，由第一电导传感器（6）测量出电导率值b；由可编程控制器（8）计算干度值；所述流程二为：由第二电导传感器（7）测量电导率值c，测量结束后进行换向，由第二电导传感器（7）测量电导率值d；由可编程控制器（8）计算干度值；本发明专利技术特别提供的油田注汽锅炉蒸汽干度测量方法及其系统，提高了油田注汽锅炉蒸汽干度测量的准确性及稳定性，降低了使用成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锅炉干度测量装置的设计，特别提供了一种油田注汽锅炉蒸汽干度测量方法及其系统。
技术介绍
注汽锅炉作为油田开采中向油层注汽的蒸汽发生器，它将产生的蒸汽强制送入地下油层，为稠油热采提供热源，其燃烧运行品质和输出蒸汽质量与热注效果密切相关。干度指的是湿饱和蒸汽中所含干饱和蒸汽的质量百分比，它是注汽锅炉安全运行的重要参数，也是影响重油热采效果的重要指标。为保证设备运行的有效性、经济性和安全性，对锅炉运行的控制操作提出越来越高的要求。目前，国内干度计原理主要有三种，一是利用标准孔板测差压，根据经验公式演算出蒸汽干度，该方法的出发点是流动模型理论，其应用具有局限性，安装时需要改动高温高压部件，并且干度计的标定需要付出巨大的设备投资；二是利用蒸汽焓不变的原理设计出的干度计，该方法适应范围窄，只能在蒸汽干度≥0.95，蒸汽压力2MPa以下采用；三是电导率测量法，即测量注汽锅炉进水电导率、炉水电导率，根据电导率的不同计算电阻率；取样流程与原来化验法兼容,对原流程不做承压部件改动，该方法不需要标定，可实现在线监测并且容易产品化。但是，目前的测量方法存在测量误差大、稳定性低、成本高、使用时间短等缺陷。现有的电导率测量方法存在上述缺陷的原因包括：①、现行的电导率测量法由进水电导传感器和炉水电导传感器构成，直接安装在进水和炉水管道上，由于注汽锅炉进水温度、炉水温度不同易造成电导率测量误差；②由于进水水源不稳定及天气因素造成温度不稳定导致进水电导不稳定；③炉水温度受原注汽锅炉冷却系统影响较大，且由于大多注汽锅炉运行年限较长造成原冷却系统结垢等原因导致炉水温度不稳定而使炉水电导率产生偏差；④进水管、炉水管及电导率测量探头结垢影响测量误差；⑤、电导率测量法计算干度系统刚安装时运行稳定、准确，但随时间推移传感器出现结垢现象导致数据不准确，不得不对传感器清洗，增加了使用成本；⑥、两个电导率传感器功能固定结垢和老化系数不一致造成的误差；⑦、由温度、结垢、老化等误差叠加造成现行干度系统不能长期稳定工作，需要经常标定及维护 。在整个注汽过程中，稳定的高干度值不但可以提高原油产量和采收率，而且对油层具有很好的保护作用，有关专家指出蒸汽干度每提高1％可使稠油的采收率提高0.5～1%。实际应用表明，注汽锅炉出口的蒸汽干度稳定在80%最为理想，太高的干度值将导致大量的钙镁离子沉积在炉管中，引起炉管过热和损坏；干度过低将使油层积水过多，这些水在油层冷却后将吸收下一轮注人蒸汽的热量，导致增大注采比、缩短．采油周期、提高采油成本等一系列问题，由此可见蒸汽干度的恒定对系统的稳定、高产和节能具有很大的影响。针对现有技术中存在的油田注汽锅炉蒸汽干度测量的准确性及稳定性低，使用成本高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术存在的油田注汽锅炉蒸汽干度测量的准确性及稳定性低，使用成本高的问题，目前尚未提出有效的解决方案，为此，本专利技术的主要目的在于提供一种油田注汽锅炉蒸汽干度测量方法及其系统，以解决上述问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种油田注汽锅炉蒸汽干度测量方法，包括：交替采用流程一和流程二测量干度值；所述流程一为：打开设置在换热装置1的输入端（即第一输入端11、第二输入端12）的第一旋转换向电动阀2、第四旋转换向电动阀5，由设置在换热装置1第一输出端13的第一电导传感器6测量出电导率值a，测量结束后进行换向，关闭设置在换热装置1输入端（即第一输入端11、第二输入端12）的第一旋转换向电动阀2、第四旋转换向电动阀5， 打开设置在换热装置1输入端（即第一输入端11、第二输入端12）的第二旋转换向电动阀3、第三旋转换向电动阀4，当炉水由锅炉进水口流到换热装置1出口端后，由设置在换热装置1第一输出端13的第一电导传感器6测量出电导率值b；由可编程控制器8计算干度值；所述流程二为：由设置在换热装置1第二输出端14的第二电导传感器7测量电导率值c，测量结束后进行换向，关闭设置在换热装置1输入端（即第一输入端11、第二输入端12）的第二旋转换向电动阀3、第三旋转换向电动阀4，打开设置在换热装置1输入端（即第一输入端11、第二输入端12）的第一旋转换向电动阀2、第四旋转换向电动阀5，当炉水由锅炉进水口流到换热装置1出口端后，由设置在换热装置1第二输出端14的第二电导传感器7测量电导率值d；由可编程控制器8计算干度值。进一步地，所述可编程控制器8计算干度值的公式为:当电导率值a大于等于电导率值b时：干度值=|电导率值a-电导率值b|/电导率值a；当电导率值a小于电导率值b时：干度值=|电导率值a-电导率值b|/电导率值b；当电导率值c大于等于电导率值d时：干度值=|电导率值c-电导率值d|/电导率值c；当电导率值c小于电导率值d时：干度值=|电导率值c-电导率值d|/电导率值d。进一步地，采用流程一和流程二进行测量电导率时，所述可编程控制器8使电导率值a、电导率值c延时，使电导率值a和电导率值b、电导率值c和电导率值d为同时间段测量的电导率（即实现锅炉进水电导率与锅炉炉水电导率的同时间段测量）。进一步地，所述流程一与流程二的间隔时间为20～30分钟。进一步地，所述可编程控制器8计算得出的干度值超过预先设定的干度闭环控制调整范围时，与可编程控制器8连接的声光报警装置16发出警报，并由可编程控制器8记录；所述预先设定的干度闭环控制调整范围是-15%~15%。进一步地，所述可编程控制器8计算的干度值通过触摸屏15显示。进一步地，所述第一旋转换向电动阀2、第二旋转换向电动阀3、第三旋转换向电动阀4、第四旋转换向电动阀5通过电动驱动控制开关。为了实现上述目的，根据本专利技术的另一方面，提供了一种油田注汽锅炉蒸汽干度测量系统，包括换热装置1、第一旋转换向电动阀2、第二旋转换向电动阀3、第三旋转换向电动阀4、第四旋转换向电动阀5、第一电导传感器6、第二电导传感器7、可编程控制器8；其中，所述换热装置1的第一输入端11分别通过管道与锅炉进水管9、锅炉出水管10连接，所述第一旋转换向电动阀2设置在换热装置1第一输入端11与锅炉进水管9连接的管道上，所述第二旋转换向电动阀3设置在换热装置1第一输入端11与锅炉出水管10连接的管道上；所述换热装置1的第二输入端12分别通过管道与锅炉进水管9、锅炉出水管10连接，所述第三旋转换向电动阀4设置在换热装置1第二输入端12与锅炉进水管9连接的管道上，所述第四旋转换向电动阀5设置在换热装置1第二输入端12与锅炉出水管10连接的管道上；所述第一电导传感器6设置在与换热装置1第一输出端13连接的管道上；所述第二电导传感器7设置在与换热装置1第二输出端14连接的管道上；所述第一电导传感器6和第二电导传感器7的电流输出端均与可编程控制器8的信号输入端连接。进一步地，所述油田注汽锅炉蒸汽干度控制系统还包括触摸屏15，触摸屏15的输入端与可编程控制器8的输出端连接；所述第一电导传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油田注汽锅炉蒸汽干度测量方法，其特征在于：所述测量方法交替采用流程一和流程二测量干度值；所述流程一为：打开设置在换热装置（1）的输入端的第一旋转换向电动阀（2）、第四旋转换向电动阀（5），由设置在换热装置（1）第一输出端（13）的第一电导传感器（6）测量出电导率值a，测量结束后进行换向，关闭设置在换热装置（1）输入端的第一旋转换向电动阀（2）、第四旋转换向电动阀（5），?打开设置在换热装置（1）输入端的第二旋转换向电动阀（3）、第三旋转换向电动阀（4），当炉水由锅炉进水口流到换热装置（1）出口端后，由设置在换热装置（1）第一输出端（13）的第一电导传感器（6）测量出电导率值b；然后由可编程控制器（8）计算干度值；所述流程二为：由设置在换热装置（1）第二输出端（14）的第二电导传感器（7）测量电导率值c，测量结束后进行换向，关闭设置在换热装置（1）输入端的第二旋转换向电动阀（3）、第三旋转换向电动阀（4），打开设置在换热装置（1）输入端的第一旋转换向电动阀（2）、第四旋转换向电动阀（5），当炉水由锅炉进水口流到换热装置（1）出口端后，由设置在换热装置（1）第二输出端（14）的第二电导传感器（7）测量电导率值d；然后由可编程控制器（8）计算干度值。...

【技术特征摘要】
1.一种油田注汽锅炉蒸汽干度测量方法，其特征在于：
所述测量方法交替采用流程一和流程二测量干度值；
所述流程一为：打开设置在换热装置（1）的输入端的第一旋转换向电动阀（2）、第四旋转换向电动阀（5），由设置在换热装置（1）第一输出端（13）的第一电导传感器（6）测量出电导率值a，测量结束后进行换向，关闭设置在换热装置（1）输入端的第一旋转换向电动阀（2）、第四旋转换向电动阀（5）， 打开设置在换热装置（1）输入端的第二旋转换向电动阀（3）、第三旋转换向电动阀（4），当炉水由锅炉进水口流到换热装置（1）出口端后，由设置在换热装置（1）第一输出端（13）的第一电导传感器（6）测量出电导率值b；然后由可编程控制器（8）计算干度值；
所述流程二为：由设置在换热装置（1）第二输出端（14）的第二电导传感器（7）测量电导率值c，测量结束后进行换向，关闭设置在换热装置（1）输入端的第二旋转换向电动阀（3）、第三旋转换向电动阀（4），打开设置在换热装置（1）输入端的第一旋转换向电动阀（2）、第四旋转换向电动阀（5），当炉水由锅炉进水口流到换热装置（1）出口端后，由设置在换热装置（1）第二输出端（14）的第二电导传感器（7）测量电导率值d；然后由可编程控制器（8）计算干度值。
2.按照权利要求1所述油田注汽锅炉蒸汽干度测量方法，其特征在于：
所述可编程控制器（8）计算干度值的公式为:
当电导率值a大于等于电导率值b时：干度值=|电导率值a-电导率值b|/电导率值a；
当电导率值a小于电导率值b时：干度值=|电导率值a-电导率值b|/电导率值b；
当电导率值c大于等于电导率值d时：干度值=|电导率值c-电导率值d|/电导率值c；
当电导率值c小于电导率值d时：干度值=|电导率值c-电导率值d|/电导率值d。
3.按照权利要求1所述油田注汽锅炉蒸汽干度测量方法，其特征在于：采用流程一和流程二进行测量电导率时，所述可编程控制器（8）使电导率值a、电导率值c延时，使电导率值a和电导率值b、电导率值c和电导率值d为同时间段测量的电导率。
4.按照权利要求1所述油田注汽锅炉蒸汽干度测量方法，其特征在于：
所述流程一与流程二的间隔时间为20～30分钟。
5.按照权利要求1所述油田注汽锅炉蒸汽干度测量方法，其特征在于：
所述可编程控制器（8）计算得出的干度值超...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵庆成，宋辉，
申请(专利权)人：赵庆成，
类型：发明
国别省市：