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湿饱和蒸汽流量计分配计量效益分析方案技术

时间:2017/10/12来源:未知


摘 要:蒸汽双相流量行蒸汽量存在的零点漂移,造成地面蒸汽量差大等,根据当流体在通V流装置会造成局部收,在收,流速增加,静力降低,因此,在V前后将生一定的力差,通量力差达到量流量的目的。研究表明技原理、相关完全能完全足生需要,湿和蒸汽分配量首次采用V流量作流元件,解决了蒸汽两相流量。湿和蒸汽分配量提高了湿蒸汽量流量及干度在精度。

  蒸汽吞吐、蒸汽驱及SAGD是油田稠油开采的主导工艺技术,我国各油田生产统计情况表明,目前的热注蒸汽锅炉出口蒸汽干度一般控制在0.75左右,根据理论分析和现场取样测试结果表明,从热注蒸汽锅炉输送到井口的蒸汽干度仅为0.55~0.65左右,有些井的蒸汽干度0.45左右,严重影响了蒸汽吞吐和蒸汽驱的效果和热采稠油的经济性。蒸汽干度是稠油热采工艺注蒸汽管道设计中一个重要参数,干度较低时,会影响稠油区块开发效果,导致产能降低。为提高热采稠油的效益,必须对蒸汽干度递减率的变化规律研究,对井口蒸汽干度等参数进行在线计量。由于井口注汽管线提供的高温高压湿蒸汽是一种两相流体,给高温高压湿饱和蒸汽计量带来很大困难。热力采油工艺中蒸汽吞吐和蒸汽驱的效果与高压饱和湿蒸汽的载热能力有关,同时高压饱和湿蒸汽的载热能力又与湿蒸汽质量流量和干度有关,只有同时测得这两个值才能得到准确的确定注入油层的热量。
  某些稠油油田采用蒸汽双相流量计进行蒸汽计量,一次仪表采用差压孔板。这种仪表容易产生零点漂移,造成地面蒸汽计量误差大,且仪器容易损坏,调试、维修工作量大,现在大部分蒸汽双相流量计已停用。目前,热力采油高压饱和湿蒸汽无计量环节,造成蒸汽分配不均,达不到注入要求和注汽效
果,影响了注汽控制和效果评价,进而影响稠油生产。
图1	撬装式蒸汽分配计量装置
  高温高压饱和蒸汽在输汽管线中流动时,不断地同周围环境之间进行热量交换交换,分支管路在分流主管线流体,蒸汽在管线内的流量、压力、热焓等参数均不断变化,这些参数的变化也使得高温高压饱和蒸汽管路内各处的蒸汽干度不同,因此,热采井口处蒸汽压力和蒸汽干度以及蒸汽体积流量也不相同。
图2装置的分配器、阀组和仪表
  本项目通过进一步试验,完善蒸汽分配计量装置的安装工艺及可靠性和灵活性。***终在试验中完

成蒸汽分配计量的应用效果和大批量推广的工 有的补偿、修正、运算、存储、输出等功能。它可以是
艺方法。 盘装式、挂装式或者是卡装式的。其中流量转换器
1装置的组成与工作原理 是专门用来与计算机系统匹配使用的。
一分三撬装式蒸汽分配计量装置如图1所示, 1.2数据信号的传送和转换主要由数据传送模块、
其技术组成如下。 ADAM 数据模块、/转换模块以及 ,安装在
  AD PLC
1.1现场仪表主要由双节流检测段、阀组、冷凝罐、 装置的控制柜内。装置的控制柜如图3所示。
取样器、差压变送器和智能专用二次表组成(见图 1.3算法器和人机界面如图4图和5所示,主要由
、)。其中专用的二次表,它具备测量蒸汽介质所 算法器、工控机、触摸屏、通讯模块和系统组态App。
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图3	装置控制柜

图3 装置控制柜
 图	4	装置的工控机和触摸屏	图	5	装置人机界面

装置的工控机和触摸屏 装置人机界面
1.4系统组成如图6所示(包括工艺流程图)。段的测量仪表产生的后V锥差压P、前V锥差压将蒸汽分配计量装置的管线连接卡箍与井口蒸、蒸汽压力、蒸汽温度的标准信号,这些信汽管线良好连接。装置运行后,双V锥组合体检测号经过转换模块后,以数字量的形式进入湿蒸汽计量算法控制器。在湿蒸汽计量算法控制器内利用两个不同结构V锥串联其体积流量相等原理直接计算求解蒸汽干度。同时,还用于计算得到湿蒸汽的体积流量、质量流量,湿蒸汽的焓值、密度等参数;湿蒸汽干度算法控制器与触摸屏利用RS232通讯接口进行数据交换,通过人机界面实现装置的湿蒸汽干度和各分支管线质量流量在线实时显示。
图6	蒸汽分配计量装置组成示意图
图6 蒸汽分配计量装置组成示意图
2、现场应用情况:
  试验时间为2013年10月至2013年12月10日。试验地点为:特油企业采油作业一区139#平台杜84-245、杜84-252。试验过程分三个阶段:
 
2.1、各工况数据采集段:
  调节试验锅炉的排量及干度,总排量调节范围:10th~18t各分支排量调节范围4th~7t流量相对误差小于±4%;干度调节范围:0.65~0.95,干度相对误差小于±3%。在此阶段中试验所需注汽锅炉运行工况见表1。该阶段所需时间为10天左右。
 
2.2、数据行分析理:
 修正优化蒸汽分配计量算法模型,然后重复阶段试验操作,以验证整体装置的计量精度。该阶段所需时间为15天左右。
 
2.3、数据,使用效果明:
 测试一:考察测试流量与锅炉给水流量之间的偏差。
表1 测试流量与锅炉给水量之间偏差情况统计表
 
序号 锅炉排量监控测量蒸汽量质量流量相对误差
(/) (/) ()
 
  th th
15 14.4
14.2 14 1.41
13.2 13.7 3.79
12.2 12.6 3.28
 
根据表1数据显示,锅炉正常运行过程中,流量偏差小于4.0%,完全满足生产需要。
 
测试二:考察测试干度与化验干度的偏差。
 
表2 测试干度与化验干度的偏差情况统计表
 
序号 计量撬监控干度 化验干度 干度相对误差
() () ()
 
 
76.40 78.67 2.27
74.00 75.38 1.38
74.20 74.94 0.74
73.00 70.22 -2.78
72.30 69.65 -2.65
72.80 70.26 -2.54
根据表2数据显示,锅炉正常运行过程中,干度偏差小于4.0%,完全满足生产需要。
3 创新点
 
汽水两相流一分三注计量技术首次采用V锥流量计作为节流元件,提高了湿蒸汽质量流量及干度在线检测精度。完善体积变化式蒸汽干度检测方法的基础上,改进了遗传算法优化与BP神经网络蒸汽干度的算法模型;优化内部空间结构,缩小了装置整体体积,降低整体工程造价。

4、效益分析:
 撬装式蒸汽分配计量装置采用的V锥组合体对饱和蒸汽的体积流量的测量更为准确,V锥在高温高压蒸汽流体介质中耐磨损能力强,这样即可以避免因一次元件本身测量精度不高而造成的整体测量精度差,也可避免因一次元件耐磨而造成的整体测量精度的稳定性;新组合体测量方法的数据传数方式和装置的结构更优化紧凑,更适合远距离和多分支管线安装。
 
5、结论:
湿饱和蒸汽分配计量技术取得了成功,通过现场试验证明所确定的计量方式、结构设计、关键设备能够有效解决蒸汽驱两相流蒸汽计量分配难题;湿饱和蒸汽分配计量技术对质量流量与在线干度计量精度计量4%,成功实现了等干度在线计量;湿饱和蒸汽分配计量技术不仅成功解决了等干度分配计量难题,而且为相关领域提供了技术借鉴。

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