热力注汽锅炉干度控制系统的应用.pdf

信息化技术与控制 燕力洼汔锅炉千度控制系统的应用 戴劲松1，马俊梅2，李建强3 (1．ABB中国有限公司，北京100016；2．包钢职工大学，内蒙古包头014010；3．俄华通仪器仪表有限公司，北京100089) [摘要]热力注汽锅炉是稠原油生产过程中重要的生产设备，其输出的饱和蒸汽维持一定的干度对满足石油开采的 要求非常重要。实际在原来锅炉生产过程中，蒸汽干度的测量和控制都由操作工来手工完成。文章介绍在利用原有设 备尽量减少新增设备的情况下，对现有锅炉进行改造，实现蒸汽干度自动控制的应用。 Mode [关键词]注汽锅炉；蒸汽干度；控制；PLC；Trace 1问题的提出 备生产的，其基本工艺结构大致相同。锅炉燃料有重 油田稠油开采过程中，需要直流锅炉生产出高温 油、乳化油、渣油、天然气，它们燃烧时所需助燃空 高压蒸汽注入含油地层对其进行加热，油层稠油遇热 气量是不同的，按理连杆机构应随燃料种类的不同而 流动性增加，一定时间后由抽油机抽取。工艺要求这 有所调整，但是现场机械连杆机构几乎不进行调整， 种蒸汽要有一定的干度一般情况下为70％至75％，显然这种燃烧配风方法实际上是一种比较粗放的 而且要求锅炉在干度稳定的情况下进行生产。然而， 方式。 现场操作工人稳定锅炉蒸汽干度比较困难，原因 为了稳定锅炉燃烧，在燃料管道上设有人工调节 如下： 阀门，调节进入燃烧器燃料的压力(尤其是当燃料是 (1)蒸汽干度的测量需要人工进行化验，方法是 天然气时，调节此阀门更为重要)。但是，上述阀门 取锅炉给水和蒸汽汽水分离后的水样各10ml或的存在，造成了调节火量阀门时进入燃料量没有显著 20ml，然后加入化学试剂用稀硫酸对水样进行酸碱的变化，而进入的助燃空气的变化比较明显，这造成 中和滴定。记下两个滴定所用耗酸量，最后计算出干 锅炉烟气的变化较大。如当开大火量阀门时，燃料量 度。整个过程大概用时15min左右。这样测量干度的没有明显增加，进气量却增加了，造成烟温升高，蒸 方法一是滞后时间较长，二是测量结果易受操作精细 汽干度下降。另一方面，锅炉的烟气温度为考核锅炉 程度、操作熟练程度等人为因素的影响。这样人工反 经济燃烧的一项重要指标。当燃料为天然气时，规定 复调整燃料、锅炉给水量(锅炉排量)，一般操作人 烟气温度200℃；当燃料为重油、乳化油等时，规 员难以使锅炉在干度稳定的状态下运行。 定烟气的温度300℃，否则操作人员会因烟温高热 (2)蒸汽干度易受蒸汽压力、锅炉燃烧等工况的 损失大受到处罚。所以，锅炉运行时烟气温度必须得 变化而发生变化。注汽锅炉的蒸汽出口直接与注气井 到控制。为此，操作工不得不调整燃料管线上的阀 相连，而注气井的压力有很大的随机性且随注汽过程 门，以避免增加火量阀门时造成进气量增加导致烟温 而发生变化，导致注汽锅炉产生的蒸汽压力的变化。 增加。然而，操作工人无法准确定量地调整操作燃料 由于蒸汽为饱和蒸汽，它的压力的变化会引起温度的 管线上的阀门，只能凭经验进行操作，这样操作盲目 变化。同样，锅炉的燃烧状况也影响锅炉输出蒸汽的 性较大。 温度。蒸汽温度对蒸汽干度的影响较大，为稳定蒸汽 (4)锅炉燃料的过程参数变化大。如：当燃料为 干度，操作工人既要调节锅炉的火阀、燃料油的温 天然气时，由于气体的来源取自采油井的伴生天然气 度、雾化压力(燃料为油时)和管道球阀(燃料为天 然气时)稳定锅炉燃烧，同时不停地测量蒸汽的干 内)的波动幅度较大，这必然造成锅炉燃烧的不稳 度，为调节锅炉的燃烧提供依据。 定，