蒸汽计量技术在锅炉中的作用

采油工业中用到的蒸汽在实际的计量过程中存在一定的困难，主要在于蒸汽的流量与其干度、压力、温度等条件关系，不同条件下，流量的计量会产生较大的误差，另一方面，即使在测量技术得到突破的情况，测量仪表相对复杂、价格昂贵、体积庞大等因素也会制约其在实际生产中的推广应用，难以取代目前的测量方法—测蒸汽量转化为测水量。所以，我们认为：蒸汽计量技术的研究方向是一方面结合科研院所进行理论方面的研究，另一方面是推进蒸汽计量仪表的小型化和廉价化。并且重点应为后者。

1.干度测量的理论研究

热平衡法测量注汽井井口蒸汽干度差压式孔板测量蒸汽干度的方法是测量锅炉出口蒸汽干度的可靠和低成本的手段。在国外注汽锅炉上已广泛采用，在国内也正在推广应用。从锅炉至注汽井一般几百至几千米的注汽管线。在锅炉出口蒸汽干度已知的条件下，用热平衡方法测注汽井井口的蒸汽干度是最经济有效的方法。特油公司所开采的稠油油藏深度大多在数百米以至千米以上。采油用的注入蒸汽压力在5.0-20.0MPa，蒸汽的干度在40％-90％之间，属于高压、高含汽率的汽-水两相流。虽然在对两相流研究的科学文献中，属于这一范围的文献较为缺乏，但理论分析表明，高压和较高含汽率的汽水两相注要比低压、低含汽率的汽水两相流更易测量。

2.计量的自动化控制方面的研究与应用

在国内目前还没有成型的且比较简单有效的对蒸汽流量进行测量的装置，而主要是对蒸汽干度的测量方面的应用。在特油公司大三站8#炉得以实现。其工作原理如下：（1）锅炉干度控制的实现在锅炉给水汇管、锅炉出口分别安装电导率仪，采集给水、炉水的电率，给水电导率和炉水电导率以4-20mA直流电流信号进入PLC的输入模块，经过PLC内部运算模块计算出蒸汽的干度（X=（b-a）ⅹ100%,其中X为蒸汽干度，a为给水电导率、b为炉水电导率）。此计算出的干度值进入静校正模块，与标准的化学测试法测得的蒸汽干度值校正，校正后的干度值作为干度测量值（过程值）。从微机终端设定的蒸汽干度作为给定值。PLC将测量值和给定值进行运算，经PLC的输出模块输出调节信号，在火量相对稳定的情况下，对水量进行适当调节，控制柱塞泵变频器来调节柱塞泵的排量，以达到恒干度闭环控制的目的。当调节水量无法满足控制需要量，即水量在最大或最小长时间运行，再调节火量进行控制。即为主调水、副调火的自动控制模式。当锅炉在点炉或运行过程中，通过PLC软件控制主燃阀的打开与关闭。当主燃阀打开时，累积锅炉产汽量，关闭时停止累积产汽量。（2）干度自控系统的功能蒸汽干度的设定值、干度上限报警值、干度下限报警值的设定和修改都是在微机终端上完成的，但进行这些操作必需输入正确的口令才能进行。当干度自动控制系统有故障时，可在微机终端上手动设定干度值，即设定柱塞泵变器的频率，此项控制为开环控制，不能自动调节蒸汽干度，需人为干预来调节柱塞泵的排量，从而使蒸汽干度控制在合理的范围内。燃料压力基本稳定后，30分钟（时间可调）内达到设定值（一般为80%），控制精度为1%。蒸汽干度高报警信号为超限停炉信号，蒸汽干度低报警信号不作为超限停炉信号。但有声、光报警提示。锅炉控制柜、微机终端、上位机都同时以声、光方式报警。通过操作微机终端、上位可消除声音报警，光报警不能人为消除，只有报警故障消除后才能自动复位。结论锅炉的点炉、运行及停炉由PLC实行全过程自动控制，无需人工手动／自动切换。目前该技术的应用比较稳定，运行良好，节省了人力、物力。蒸汽计量技术科技含量高，国内外没有现成的经验，我们将继续探索蒸汽计量技术的理论研究，使蒸汽计量技术在生产中得到广泛的应用。

作者：左万戬单位：中油辽河油田公司特种油开发公司