[发明专利]一种中转站加热炉耗气量闭环调节方法和调节系统

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，尤其涉及一种中转站加热炉耗气量闭环调节方法。

背景技术

集输系统是油田主要能耗环节之一，集输系统能耗主要分为热能消耗和电能消耗，其中热能消耗占集输系统总能耗的3/4左右，加热炉为主要的热能消耗设备。中转站的加热炉主要是对进站原油进行加热，向原油提供热量主要用以克服原油沿埋地管道输送过程中向周围土壤散失的热量，从而保证原油输送温度不低于原油凝点，避免发生原油管道凝固。现有专利申请第200610069528.X号公开了一种油田采油过程中给油井设备加热用的加热炉，其特征在炉膛内的排炉上设置低温燃烧室和外侧的气化燃烧室，两个燃烧室之间设环形炉墙；在环形炉墙上均匀设有若干导气孔，环形炉墙的上、下端面上设环形集水箱，环形集水箱之间由镶嵌在环形炉墙内的若干对流束管连通；环形集水箱上进出水口位于炉体外；炉体上还设有分别与低温燃烧室和气化燃烧室相通的一次送风装置和二次送风装置。原油加热炉出口温度一般设置为恒定值，即原油进入加热炉进行换热后到达设定温度后流出加热炉输送至下一站。实际油田原油开采作业中，由于中转站所管辖单井日采油量不稳定，导致输送至中转站的原油量发生变化，使得中转站加热炉提供的热量产生变化，所以加热炉的出口温度应该有相应变化，使得加热炉处于高效运行中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种针对油田中转站加热炉耗气量闭环调节方法，该方法能识别出进站原油输量发生变化后，计算得出新的加热炉出口温度，通过电子式调节阀控制燃料输送量以此改变加热炉出口温度。

为解决上述技术问题，本发明就是提供一种针对油田中转站加热炉耗气量闭环调节系统，该调节系统包括测量模块、数据处理模块和调节模块。

进一步优选，所述调节系统仅由上述模块组成。

所述测量模块包括质量流量计和温度计。

进一步优选，所述测量模块仅由质量流量计和温度计构成。

进一步优选，所述温度计有两个，分别为一号温度计和二号温度计。

所述质量流量计安装于中转站原油进口处，主要用于实时测量进站原油平均流量；一号温度计埋于距地面1.5米处，用于测量埋地输油管道周围土壤温度；二号温度计布置于加热炉出口处管道中心处，用于测量经加热后外输原油的输出温度。

所述数据处理模块包括信号输入端口、信号输出端口及中央控制板。

进一步优选，所述数据处理模块由信号输入端口、信号输出端口及中央控制板组成。

所述质量流量计采集到的流量信号和温度计采集到的温度信号连接至中央控制板的信号输入端口，加热炉燃料气进口处电子式调节阀连接至中央控制板的信号输出端口。

调节模块由输入信号和电子式调节阀进行控制。

本发明还提供了一种采用上述调节系统进行油田中转站加热炉耗气量闭环调节方法，其包括：

第一步，采用调节系统的测量模块采集质量流量计信号、加热炉出口温度信号和埋地管道周围土壤温度信号；

第二步，根据采集到的流量计、温度值及输油管道设计尺寸参数，所述数据处理模块的中央控制板利用原油多相流沿程温降公式计算出原油出站后进入下一站场前的温降值；

所述多相流沿程温降公式如下：

T_Z＝T_O+(T_R-T_O)exp^-a×L

式中：a=KπDGc.]]>

其中：T_O——环境温度，K；

T_R——长为L的混输管道起点温度，K；

T_Z——长为L的混输管道终点点温度，K；

D——管道直径，m；

G——原油的质量流量，kg/s；

c——原油的比热容，J/(kg·℃)；

第三步，计算原油最低进站温度与原油沿程温降之和；

第四步，将第三步获得的温度值之和与加热炉出口温度进行比较；

第五步，根据比较结果将输出信号输送至电子式调节阀；