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摘 要：注汽锅炉的使用对油田开发有着重要的意义，为了加强开发的效果，可运用自控系统来实现自动调节，使其具有更好的作用。通过对注汽锅炉自控系统的特点功能的阐述，结合注汽锅炉燃烧自动系统工作原理分析注汽锅炉自动控系统的应用情况及应用效益，明确注汽锅炉燃烧自控系统的应用的实际情况及效果，为相应的作业提供参考的依据。
关键词：注汽锅炉;燃烧自控;应用
分类号：TK223.7
引言
在稠油油田开发中，注汽锅炉的使用发挥出了有效的作用，能够使地下油藏能量水平提升，使开采的效果加强。当前注汽锅炉的使用中，部分需要以人工定时化验蒸汽干度来进行调节，效果受到了影响，通过对筑起锅炉的合理使用，可保证最终的产量。注汽锅炉燃烧自控系统的应用可实现自动化运行及调节，减少了人工操作，具有較大的优势，因此，应对注汽锅炉燃烧自控系统的使用进行分析。
一、注汽锅炉自控系统的特点功能
注汽锅炉自动系统在运行过程中可检测蒸汽的干度，对风量进行调节，保持蒸汽的干度，自动分析烟气并且配风，使燃烧处于最佳状态中。系统以烟气分析为基础，可实现自动控制的功能，使用变频器及模糊控制技术，确保充分燃烧的条件下，降低过剩空气并且减少热损失。在应用中具有以下功能，第一是连续自动测量蒸汽干度，对火量控制进行调节。第二是自动进行烟气的分析，同时能够使鼓风机的风量得到有效的调节，使燃烧能够获得支持。第三是对燃料压力进行控制，使锅炉的使用更加稳定。第四是对锅炉供水流量进行自动控制，具有水火追踪功能。第五是燃油过程中自动控制蒸汽雾化压力。第六是控制燃油温度。第七是显示相关参数，对参数的情况进行记录，并且将测量参数校准。
二、注汽锅炉燃烧自动系统工作原理
1.检测器工作原理
检测器中有氧化锆传感器、加热器、热电偶，其中氧化锆传感器属于一种固体电解质，可在氧化锆材料中添加一定的氧化钇之后，经过高温烧结产生，性状为圆筒形，内外涂制铂电极，能够在600℃以上的环境下发挥作用，能够进行导电。可在管内外通入氧浓度不同的气体，会产生相应的反应，当浓度不同的情况下，会形成相应的浓度差电势。一般氧化锆工作温度为650-750℃，管周围使用电炉丝进行缠绕可形成加热器，之后可通电加热，将温度控制好，计算得到氧浓度差电势，为了有效测量出氧化锆工作过程中的温度及烟气温度，可使用有效的热电偶，使用计算机得到相应的数值。
2.控制器工作原理
控制器输出信号可传递给变频器，实现对风量的调节，在运行过程中，控制器有着正反作用，周期及步距可任意进行调节，并且切换手动及自动模式，在使用的时候具有便捷的特点。手动控制模式是结合显示的烟气氧浓度的偏差对控制器输出信号进行调节，可使变频器按照设置的步距来控制电机的转速，实现对风量的调节。在烟气的氧浓度与标准数值接近的时候可使用自动控制模式，将最佳的烟气氧浓度作为参考，与实际的数值进行比较，结合偏差及变化的情况，再经过模型处理，提供相应的控制信号，以调节风量，使燃烧的过程中能够温度持续，并且降低能耗，提升运行的效率。
3.执行器工作原理
变频器是静止的频率变换器，将配电网的 50Hz的恒定频率变为能够调频的交流电，实现电源的供应。变频器具有保护的作用，能源消耗少，并且自动地实现节能，还可减小噪声，在使用中使用装备了PID 调节功能，可在现场进行使用。现场变频器频率在0-50 Hz范围之内可调节，鼓风机的转速为0-1 750r/min，能够与控制器提供的信号对应起来。当信号超出了正常范围的时候，变频器会提升频率，使电机的运行速度加快，能够锅炉的运行获得相应的条件。当在运行过程中控制器产生故障的时候，变频器会输出最高频率，进而使电机的运行速度提升，加强运行效果。
三、注汽锅炉自动控系统的应用情况
在实际开采作业中使用注汽锅炉自控系统，使用热效率测试仪器对锅炉的参数进行测试及比较，结合相应结果分析来看，安装了自控系统之后，锅炉的热效率得到了一定的提升。通过对两个锅炉的安装施工之后，两个锅炉的热效率都有所提高，之间存在的差异不显著。参考目前的最佳燃烧标准，烟气温度小于250℃，烟气氧浓度2%-4%，CO2浓度9.0%-12.5%。经过对锅炉运行过程中的参数的测量，并且将其与相应的标准比较比较，可了解锅炉的燃烧情况。通过对安装了自控系统的锅炉进行分析之后，确定其达到了最佳燃烧工况。
四、应用效益
通过对锅炉的天然气消耗量的数值的分析，以吨蒸汽吸收有效能相等的原则进行比较，在安装了自控系统之后锅炉消耗的天然气减少。通过对变频调速的节能原理的分析，对节省的电能进行计算，可结合电机的额定转速、安装变频器之后的电机转速、电机额定轴功率、安装变频器之后的电机轴功率来计算，得到安装之后的电机转速数值，再结合电机的额定转速计算得到节电率。经过对锅炉的实际运行情况及电机的转速的计算机分析，可得到相应的节电率。在安装了自控系统之后，可在每小时节约部分电量。因此燃料量及用电量都实现了节约化的使用目标，在实际运行中减少了能耗的同时，保证了锅炉运行的性能及开采的效果。经过对锅炉的使用情况的分析，锅炉在安装之前的注汽量为89697.1t，注汽时间为4643.4h，安装之后节约了天然气269000m3，节约了电量69651kW·h。结合天然气每立方米的价格以及电费的价格，计算得到节约的成本为17.2万元，同时安装系统花费的成本为11万元，能够节约6.2万元，实现了相应的效益目标。
五、结论
在目前的油田开发作业中，使用注汽锅炉的时候，为了达到更好的效果，可运用自控系统，在检测器、控制器、执行器的支持下实现对锅炉运行过程的自动化调节，使用该系统可加强运行的稳定性，并且实现节能的目标。通过对注汽锅炉自控系统的应用的情况分析，可了解自控系统的作用，因此，应合理进行自控系统的应用，为油田的开发提供良好的条件，进而使开发效率提升。
参考文献：
[1]侯学玲.锅炉燃烧自控系统[J].天津科技，2006（04）：45-46.
[2]杨国亮，吴长贵.锅炉燃烧自控系统的研究[J].电子制作，2014（21）：222.
[3]刘伟东.自动控制技术在热力注汽锅炉中的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2015（03）：198-199.
[4]姜德富.注汽锅炉燃烧自控系统的应用[J].化工自动化及仪表，2019，46（12）：1035-1037.
作者简介：于江锋（1983—）男，民族：汉，籍贯：山东东营，本科毕业于中国石油大学大学（华东），职称：中级工程师，研究方向：热力采油注汽，现从事稠油热采注汽系统。
关键词：注汽锅炉;燃烧自控;应用
分类号：TK223.7
引言
在稠油油田开发中，注汽锅炉的使用发挥出了有效的作用，能够使地下油藏能量水平提升，使开采的效果加强。当前注汽锅炉的使用中，部分需要以人工定时化验蒸汽干度来进行调节，效果受到了影响，通过对筑起锅炉的合理使用，可保证最终的产量。注汽锅炉燃烧自控系统的应用可实现自动化运行及调节，减少了人工操作，具有較大的优势，因此，应对注汽锅炉燃烧自控系统的使用进行分析。
一、注汽锅炉自控系统的特点功能
注汽锅炉自动系统在运行过程中可检测蒸汽的干度，对风量进行调节，保持蒸汽的干度，自动分析烟气并且配风，使燃烧处于最佳状态中。系统以烟气分析为基础，可实现自动控制的功能，使用变频器及模糊控制技术，确保充分燃烧的条件下，降低过剩空气并且减少热损失。在应用中具有以下功能，第一是连续自动测量蒸汽干度，对火量控制进行调节。第二是自动进行烟气的分析，同时能够使鼓风机的风量得到有效的调节，使燃烧能够获得支持。第三是对燃料压力进行控制，使锅炉的使用更加稳定。第四是对锅炉供水流量进行自动控制，具有水火追踪功能。第五是燃油过程中自动控制蒸汽雾化压力。第六是控制燃油温度。第七是显示相关参数，对参数的情况进行记录，并且将测量参数校准。
二、注汽锅炉燃烧自动系统工作原理
1.检测器工作原理
检测器中有氧化锆传感器、加热器、热电偶，其中氧化锆传感器属于一种固体电解质，可在氧化锆材料中添加一定的氧化钇之后，经过高温烧结产生，性状为圆筒形，内外涂制铂电极，能够在600℃以上的环境下发挥作用，能够进行导电。可在管内外通入氧浓度不同的气体，会产生相应的反应，当浓度不同的情况下，会形成相应的浓度差电势。一般氧化锆工作温度为650-750℃，管周围使用电炉丝进行缠绕可形成加热器，之后可通电加热，将温度控制好，计算得到氧浓度差电势，为了有效测量出氧化锆工作过程中的温度及烟气温度，可使用有效的热电偶，使用计算机得到相应的数值。
2.控制器工作原理
控制器输出信号可传递给变频器，实现对风量的调节，在运行过程中，控制器有着正反作用，周期及步距可任意进行调节，并且切换手动及自动模式，在使用的时候具有便捷的特点。手动控制模式是结合显示的烟气氧浓度的偏差对控制器输出信号进行调节，可使变频器按照设置的步距来控制电机的转速，实现对风量的调节。在烟气的氧浓度与标准数值接近的时候可使用自动控制模式，将最佳的烟气氧浓度作为参考，与实际的数值进行比较，结合偏差及变化的情况，再经过模型处理，提供相应的控制信号，以调节风量，使燃烧的过程中能够温度持续，并且降低能耗，提升运行的效率。
3.执行器工作原理
变频器是静止的频率变换器，将配电网的 50Hz的恒定频率变为能够调频的交流电，实现电源的供应。变频器具有保护的作用，能源消耗少，并且自动地实现节能，还可减小噪声，在使用中使用装备了PID 调节功能，可在现场进行使用。现场变频器频率在0-50 Hz范围之内可调节，鼓风机的转速为0-1 750r/min，能够与控制器提供的信号对应起来。当信号超出了正常范围的时候，变频器会提升频率，使电机的运行速度加快，能够锅炉的运行获得相应的条件。当在运行过程中控制器产生故障的时候，变频器会输出最高频率，进而使电机的运行速度提升，加强运行效果。
三、注汽锅炉自动控系统的应用情况
在实际开采作业中使用注汽锅炉自控系统，使用热效率测试仪器对锅炉的参数进行测试及比较，结合相应结果分析来看，安装了自控系统之后，锅炉的热效率得到了一定的提升。通过对两个锅炉的安装施工之后，两个锅炉的热效率都有所提高，之间存在的差异不显著。参考目前的最佳燃烧标准，烟气温度小于250℃，烟气氧浓度2%-4%，CO2浓度9.0%-12.5%。经过对锅炉运行过程中的参数的测量，并且将其与相应的标准比较比较，可了解锅炉的燃烧情况。通过对安装了自控系统的锅炉进行分析之后，确定其达到了最佳燃烧工况。
四、应用效益
通过对锅炉的天然气消耗量的数值的分析，以吨蒸汽吸收有效能相等的原则进行比较，在安装了自控系统之后锅炉消耗的天然气减少。通过对变频调速的节能原理的分析，对节省的电能进行计算，可结合电机的额定转速、安装变频器之后的电机转速、电机额定轴功率、安装变频器之后的电机轴功率来计算，得到安装之后的电机转速数值，再结合电机的额定转速计算得到节电率。经过对锅炉的实际运行情况及电机的转速的计算机分析，可得到相应的节电率。在安装了自控系统之后，可在每小时节约部分电量。因此燃料量及用电量都实现了节约化的使用目标，在实际运行中减少了能耗的同时，保证了锅炉运行的性能及开采的效果。经过对锅炉的使用情况的分析，锅炉在安装之前的注汽量为89697.1t，注汽时间为4643.4h，安装之后节约了天然气269000m3，节约了电量69651kW·h。结合天然气每立方米的价格以及电费的价格，计算得到节约的成本为17.2万元，同时安装系统花费的成本为11万元，能够节约6.2万元，实现了相应的效益目标。
五、结论
在目前的油田开发作业中，使用注汽锅炉的时候，为了达到更好的效果，可运用自控系统，在检测器、控制器、执行器的支持下实现对锅炉运行过程的自动化调节，使用该系统可加强运行的稳定性，并且实现节能的目标。通过对注汽锅炉自控系统的应用的情况分析，可了解自控系统的作用，因此，应合理进行自控系统的应用，为油田的开发提供良好的条件，进而使开发效率提升。
参考文献：
[1]侯学玲.锅炉燃烧自控系统[J].天津科技，2006（04）：45-46.
[2]杨国亮，吴长贵.锅炉燃烧自控系统的研究[J].电子制作，2014（21）：222.
[3]刘伟东.自动控制技术在热力注汽锅炉中的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2015（03）：198-199.
[4]姜德富.注汽锅炉燃烧自控系统的应用[J].化工自动化及仪表，2019，46（12）：1035-1037.
作者简介：于江锋（1983—）男，民族：汉，籍贯：山东东营，本科毕业于中国石油大学大学（华东），职称：中级工程师，研究方向：热力采油注汽，现从事稠油热采注汽系统。