1、1油田热注锅炉上自动控制系统的应用分析摘 要：伴随着我国开采稠油资源的工艺不断发展，热注锅炉的采油方法得到了更为广泛的应用，为了提高稠油开采的自动化程度以及工艺操作的安全性，需要引入更加先进的自动化控制技术，为此本文就针对油田热注锅炉上自动控制系统的应用进行分析。 关键词：深基坑 支护 技术 一、油田注热锅炉的特点 稠油是一种粘度较大、胶质以及沥青含量较高的原油资源，对开采设备的要求十分严格。现阶段通常是以热注锅炉的形式进行稠油开采，即以高压、高温的蒸汽为主要热源，依靠给油层注入湿饱和蒸汽改善稠油的渗透性以及流动性，并且与加热的稠油和水之间的密度差来实现重力泄油的过程。其中热注锅炉是主要的生产
2、设备，主要是由鼓风机、空气压缩机、电加热器、柱塞泵以及其它辅助性设备共同构成，其中影响稠油采收率的指标是热注锅炉的蒸汽干度以及燃烧效率，为了提升稠油的采收率以及施工操作的安全性，通过使用计算机以及自动化控制系统对热注锅炉的燃油温度、进水口以及出口蒸汽的各项参数进行运程控制，并且利用监控系统对热注锅炉的流量、温度、水量、压力以及干度进行实时监控，在提升稠油开采率的同时还能够有效的保证开采工作的安全性和稳定性。 二、油田注热锅炉自动控制系统的应用 2现阶段使用的油田热注锅炉的自动控制系统的基本结构包括电子 LED触摸屏、可编程控制器 PLC、变频器、发电机、检测元件、点火程序控制器以及其他辅助设备
3、，热注锅炉自动控制系统的结构如下图 1 所示。其中可编程控制器 PLC 是整个自动控制系统的核心，它是由摸仿原继电器的控制原理发展而来的。对于 PLC 控制系统的设计根据其控制结构以及使用环境的不同可以分为单机控制系统、集中控制系统、分布控制系统、远程控制系统以及就地控制系统。而且使用 PLC 控制系统还具有硬件系统可靠性高、稳定性好、故障率低以及维修量少等优点。 从热注锅炉自动控制系统的结构图中可以看出，整个系统是一个多输入、多输出的复杂控制过程，利用可编程控制器 PLC 可以控制热注锅炉的启动/停止、压力和温度。但是由于各项公益环节之间都是相互关联的，因此增加了系统调节的难度，所以为了确保
4、热注锅炉工作的稳定性以及安全性，专门为其设置了监控中心，对热注锅炉的流量、温度、水量、压力以及干度进行实时监控。以下就对热注锅炉自动控制系统的燃油温度控制、水量调节以及在线控制等环节进行详细分析： 1.燃油温度控制 热注锅炉的燃油温度控制主要是通过控制电动阀开度，调节高压、高温蒸汽的进出量，使燃油温度保持在设定的正常范围内。由于稠油生产过程中具有滞后大、扰动多等因素，因此基于设备的安全性以及可靠性通过可编程控制器 PLC 对燃油的温度进行有效控制。具体是通过热注锅炉上装置的温度传感器，将温度信号传输到可编程控制器 PLC，然后经过 A/D 转换后存入数据寄存器，此时系统可以利用现场采集的数据进
5、行3分析，按照正常设定的标准计算出控制量，并且将控制量传递给可编程控制器 PLC，再经由 A/D 转换成 420mA 的电流信号，调节电动阀的开度，从而实现了对燃油温度的有效控制。 2.水量调节 热注锅炉的水量调节同时是利用了可编程控制器 PLC 的控制原理，通过现场设置的流量计对热注锅炉内的水量进行实时检测，并且将信号直接传递给可编程控制器 PLC，然后经过 A/D 转换后存入数据寄存器，此时系统可以利用现场采集的数据进行分析，按照正常设定的标准计算出控制量，并且将控制量传递给可编程控制器 PLC，再经由 A/D 转换成420mA 的电流信号，调节变频输出，即调节水泵电机的转速控制水量。 3
6、.监控中心 监控中心主要包括电子 LED 触摸屏，监控系统以及报警系统等，它可以显示、管理、传送热注锅炉在生产过程中产生的流量、温度、水量、压力以及干度，系统通过出来的实时数据密切监视热注锅炉的运行状态，如果一旦发现某个测点的测量值偏离正常值到一定程度时就会发出警报，有效地避免了热注锅炉发生更为严重的险情，表 1 为热注锅炉数据采集与监视结果： 此外，为了保证油田热注锅炉自动控制系统安全、可靠的运行，监控系统将根据检测的参数进行故障诊断，一旦油田热注锅炉发生故障，监控系统将会及时在电子 LED 触摸屏上显示报警点并根据实际情况自动执行停炉程序。操作人员也可以根据显示的异常情况进行信息查询以便采
7、取及时有效地应急措施。监控系统的实时数据库可以提供报警历史记4录，并且可以对报警历史记录执行删除、下载以及打印等操作。 三、结束语 综上所述，油田热注锅炉是稠油开发的重要设备，而影响稠油采收率的关键质量指标是燃烧效率和蒸汽干度，为了能够进一步提升稠油采收率以及施工的安全性，可编程控制器 PLC 与热注锅炉结合的方式进行控制，不仅能够实现节能降耗的目的，而且通过自动控制系统设置的监控中心对热注锅进行实时监控，一旦在运行过程中出现故障，系统能够及时灵敏的产生声光报警并自动灭火停炉，提高了稠油生产的安全性以及稳定性。 参考文献 1印涛.风油调节系统和燃油加热系统的设计J.制造业自动化，2010 年 10 期. 2金志学.燃油雾化压力自动控制系统在注汽锅炉上的应用J.河南化工，2010 年 06 期. 3印涛；孙福东；杜晶春；姜军.11.2t/h 油田注汽锅炉自动调节系统的设计J.仪器仪表用户，2010 年 01 期. 4孙长江；李勇.锅炉蒸汽干度控制的新方法J.科技资讯，2007年 14 期. 5曾静.热采锅炉系统的模糊可靠性分析D.中国石油大学，2007年.
