[发明专利]体积变化式油田注汽锅炉湿蒸汽干度检测方法及检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及直流注汽锅炉技术及相关设备，特别提供了一种油田注汽锅炉湿蒸汽干度检测方法及检测装置。

背景技术

蒸汽是重要的二次能源，被广泛应用于工业生产和人们的日常生活。要想进一步提高能源管理水平，必须要对湿蒸汽干度等参数进行准确的检测。

湿蒸汽干度是水蒸汽的重要品质参数，湿蒸汽中的干饱和蒸汽质量与湿蒸汽总质量的比定义为湿蒸汽的干度。在许多工业生产中都迫切需要实时测量与控制该参数。例如，在蒸汽轮机的末端几级叶片，蒸汽干度对汽轮机的叶片寿命和汽轮机效率影响很大；在化工、食品加工、制药等工业中的许多场合，湿蒸汽干度也需要实时检测与控制；在石油开采过程的热力采油中，向油层注入的高温湿蒸汽的干度对采油的经济性有着重要的影响。但是，国内外现在还没有针对湿蒸汽干度的，具有实时测量、准确度高、寿命长、造价低、性能可靠的工程测量仪器，所以对湿蒸汽干度测量技术以及测量仪器的研究与研制有着现实的意义。

需要强调的是，蒸汽吞吐和蒸汽驱是稠油开采的主导工艺技术，湿蒸汽干度是注汽工艺的主要参数，提高井底湿蒸汽干度是提高热力采油经济效益的核心问题。通常认为，注入井中的蒸汽干度愈高，能量利用率愈高，热力采油的经济性愈好。

现有的湿蒸汽干度的测量方法中，有的根据能量守恒原理进行凝结式湿蒸汽干度的测量，有的采用化学滴定(碱浓度)法。在传统的注汽锅炉技术中，注汽锅炉湿蒸汽干度检测通常采用较长时间间隔(通常为每小时一次)的专门检测方式，其普遍存在着检测方法过于繁琐，检测周期长，不易实现自动控制，检测效果难以保证等缺点。

人们渴望获得一种技术效果更好的油田注汽锅炉湿蒸汽干度检测方法及检测装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种油田注汽锅炉湿蒸汽干度检测方法以及对应的检测装置。

根据热力学原理，注汽锅炉出口处的湿蒸汽的体积流量与入口处锅炉给水的体积流量两者的差值为水经过注汽锅炉后的体积变化，两者差值与蒸汽的干度成正比，既两者的差值越大其出口处的蒸汽干度越大，差值越小蒸汽干度越小，经过推导可以得到用于计算油田注汽锅炉的蒸汽干度关系式

本发明的油田注汽锅炉湿蒸汽干度检测方法，其特征在于：首先通过检测或/和计算获得湿蒸汽的体积流量、注汽锅炉给水的体积流量，根据锅炉给水在锅炉内的体积变化计算获得注汽锅炉湿蒸汽干度数值；

本发明最根本的要求是依据上述数学模型应用于工程实际，具体解决人们渴望解决的复杂技术问题。至于上述数学模型的具体应用方法和工程上的具体实现方式，根据情况可以适当变换。其中的优选内容说明如下：

所述的注汽注汽锅炉湿蒸汽干度检测方法，其特征在于：所述的注汽锅炉湿蒸汽干度检测方法具体是采用锅炉给水的体积变化进行注汽锅炉湿蒸汽干度检测：

首先对注汽锅炉湿蒸汽体积流量、蒸汽压力、蒸汽温度，注汽锅炉给水体积流量、压力、温度的测量，然后根据湿蒸汽体积流量相对于锅炉给水体积流量的变化(既体积变化)与蒸汽干度成正比的关系，计算得到注汽锅炉湿蒸汽干度值X。

所述的油田注汽锅炉湿蒸汽干度检测方法优选内容具体是：首先分别对注汽锅炉入口和注汽锅炉出口处的下述参数进行测量：湿蒸汽体积流量或质量流量、蒸汽压力、蒸汽温度，锅炉给水体积流量或质量流量、温度、压力；然后据此计算得到注汽锅炉给水的体积变化，进而计算得到注汽锅炉的湿蒸汽干度值X：其中分别是湿蒸汽的体积流量、入口处水的汽体积流量，为对应压力和温度下的饱和汽、饱和液的体积流量。

本发明还同时提供了一种油田注汽锅炉湿蒸汽干度检测装置，其特征在于：所述的油田注汽锅炉湿蒸汽干度检测装置具体包含有以下组成部分：数据检测模块1、数据处理模块2、数据显示模块3，所述的数据处理模块2分别连接着数据检测模块1和数据显示模块3；

其中：数据检测模块1用于检测以下参数值之一或其组合：注汽锅炉湿蒸汽体积流量或质量流量、压力、温度，锅炉给水体积流量或质量流量、温度、压力。

数据处理模块2用于根据数据检测模块1检测得到的参数值计算算锅炉干度值X；

数据显示模块3用于将数据处理模块2所计算得到的注汽锅炉湿蒸汽干度值X或/和数据检测模块1所检测出来的参数值或/和湿蒸汽的其他物性参数显示出来。

所述油田注汽锅炉湿蒸汽干度检测装置中，数据检测模块1内所使用的具体测量装置包含有以下几种之一或其组合：压力传感器、温度传感器、体积流量发生器、质量流量发生器。