專利名稱：智能化注汽鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于油田開采稠油注汽鍋爐上的“智能化注汽鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)”，適用于引進(jìn)的、國產(chǎn)的注汽鍋爐，取代人工操作，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化控制與管理，提高注汽質(zhì)量與安全。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)各稠油油田使用的大量引進(jìn)國外的或國內(nèi)制造的注汽鍋爐，都是國外六十年代的技術(shù)，操作控制方式是人工手動(dòng)為主，蒸汽干度測(cè)量要人工取樣化驗(yàn)，火量也要人工手動(dòng)調(diào)節(jié)，很難保證注汽質(zhì)量；燃料與空氣的比例沒有檢測(cè)儀表，不可能達(dá)到最佳燃燒，熱效率低浪費(fèi)大，此種操作控制方式國外早已淘汰。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有注汽鍋爐操作控制的不足，提供一種“智能化注汽鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)”，用可編程控制器(PLC)與觸摸屏實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停、自動(dòng)測(cè)量與自動(dòng)控制注汽鍋爐的運(yùn)行參數(shù)，充分利用計(jì)算機(jī)的方便、快捷、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，加上自己研制的蒸汽干度測(cè)量與熱效率測(cè)量專用數(shù)學(xué)模型，構(gòu)成“智能化注汽鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)”，提高注汽鍋爐的運(yùn)行質(zhì)量，提高安全性，既能提高原油產(chǎn)量又能節(jié)省能源，實(shí)現(xiàn)注汽鍋爐高質(zhì)量安全運(yùn)行、最佳燃燒與節(jié)能的目的。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是在注汽鍋爐上安裝壓力變送器、流量變送器、差壓變送器、油壓變送器、霧化壓力變送器、干度測(cè)量噴嘴、煙氣分析檢測(cè)器、水流量調(diào)節(jié)變頻器、風(fēng)量調(diào)節(jié)變頻器、油泵變頻器，可編程控制器(PLC)，觸摸屏，在值班室設(shè)置一臺(tái)顯示器和打印機(jī)，用通信電纜與鍋爐可編程控制器連接，鍋爐運(yùn)行時(shí)各變送器產(chǎn)生的測(cè)量信號(hào)與可編程控制器連接，用蒸汽干度測(cè)量與熱效率測(cè)量專用數(shù)學(xué)模型處理后，送到觸摸屏、顯示器顯示，PLC產(chǎn)生的控制信號(hào)送到各變頻器、執(zhí)行器進(jìn)行自動(dòng)控制鍋爐啟停、自動(dòng)測(cè)量干度與熱效率，例如干度超出偏差范圍，會(huì)自動(dòng)增減火量，保持要求的干度；煙氣氧量超出偏差，會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)供風(fēng)量，保持最佳燃燒，并有參數(shù)記錄曲線，若有異常，參數(shù)超限會(huì)立即發(fā)出報(bào)警音響，可定時(shí)打印生產(chǎn)報(bào)表，達(dá)到穩(wěn)定干度及最佳燃燒的目的。
本實(shí)用新型的有益效果是在線自動(dòng)測(cè)量蒸汽干度與自動(dòng)調(diào)節(jié)火量，以保持要求的蒸汽干度，可提高原油產(chǎn)量；在線自動(dòng)進(jìn)行煙氣分析，根據(jù)煙氣含氧量及過?？諝饬縼碜詣?dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量，達(dá)到最佳燃燒與節(jié)能的目的，確保注汽質(zhì)量平穩(wěn)、大大提高了生產(chǎn)管理水平。


本說明書附圖是組成“智能化注汽鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)”的框圖，說明書附圖中1.注汽鍋爐，2.供水柱塞泵，3.燃油泵，4.鼓風(fēng)機(jī)，5.干度測(cè)量噴嘴，6.蒸汽壓力變送器，7.差壓變送器，8.水流量計(jì)，9.供水泵變頻器，10.PLC，11.觸摸屏，12.打印機(jī)，13.顯示器，14.蒸汽溫度變送器，15.火量調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，16.煙氣分析傳感器，17.煙溫?zé)犭娕迹?8.風(fēng)機(jī)變頻器，19.燃燒器，20.恒降壓器，21.霧化壓力調(diào)節(jié)伐，22.霧化壓力變送器，23.減壓伐，25.燃油壓力變送器，26.燃油泵變頻器，27.燃油溫度變送器，28.燃油溫度調(diào)節(jié)伐，30.燃油加熱器，32.燃油量控制伐，33.風(fēng)門擋板。圖中→向外表示檢測(cè)儀表信號(hào)送給PLC，→向內(nèi)表示PLC輸出控制信號(hào)送給執(zhí)行器。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合說明書附圖具體說明如下注汽鍋爐由爐體(1)、供水泵(2)、燃油泵(3)、鼓風(fēng)機(jī)(4)、燃燒器(19)、風(fēng)門檔板(33)、等主要部件組成，產(chǎn)生的飽和蒸汽注入油井中。一種“智能化注汽鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)”，它是以PLC(10)、觸摸屏(11)、打印機(jī)(12)、顯示器(13)為核心，與各種檢測(cè)儀表(6、7、8、14、16、17、22、25、27)及各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)(15、21、28、32)、變頻器(9、18、26)用屏蔽電纜相連接。實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)自動(dòng)測(cè)量蒸汽干度并自動(dòng)調(diào)節(jié)火量以保持生產(chǎn)要求的蒸汽干度，這一控制回路由蒸汽干度測(cè)量噴嘴(5)、壓力變送器(6)、差壓變送器(7)、水流量變送器(8)組成測(cè)量部分，其信號(hào)用屏蔽電纜與PLC(10)相連接，經(jīng)蒸汽干度測(cè)量數(shù)學(xué)模型計(jì)算處理，得出干度值送觸摸屏(11)顯示，經(jīng)控制算法得出火量控制信號(hào)用控制電纜與火量執(zhí)行器(15)相連接，自動(dòng)改變火量以達(dá)到保持要求的蒸汽干度。
本實(shí)用新型可在線連續(xù)自動(dòng)進(jìn)行煙氣分析，并自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量以保持最佳的燃料空氣比，這一控制回路由煙氣分析傳感器(16)、煙溫測(cè)量熱電偶(17)組成測(cè)量部分，其信號(hào)用屏蔽電纜與PLC(10)相連接，用在線測(cè)量熱效率數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，在觸摸屏(11)上可顯示出煙氣氧含量、二氧化碳含量、過?？諝庀禂?shù)、煙氣溫度、熱效率，同時(shí)給出風(fēng)量調(diào)節(jié)信號(hào)用屏蔽電纜與變頻器(18)相連接，自動(dòng)改變鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，即改變鍋爐的供風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)最佳的燃料空氣比，達(dá)到提高熱效率節(jié)省能源的目的。
本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量與控制鍋爐燃油霧化用的蒸汽壓力，這一控制回路由霧化蒸汽壓力變送器(22)取得霧化蒸汽壓力測(cè)量信號(hào)，用屏蔽電纜與PLC(10)相連接，其偏差經(jīng)控制算法處理后得出壓力調(diào)節(jié)信號(hào)用控制電纜與霧化壓力調(diào)節(jié)伐(21)相連接，使鍋爐出口的蒸汽壓力經(jīng)恒降壓器(20)降壓50％，再經(jīng)電動(dòng)調(diào)節(jié)伐(21)減壓到給定的壓力，最后經(jīng)自力式減壓伐(23)二次減壓后與燃燒器(19)相連接，進(jìn)行燃油霧化燃燒。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量與控制鍋爐供水流量，這一控制回路由供水流量變送器(8)取得水流量信號(hào)，用屏蔽電纜與PLC(10)相連接，其偏差經(jīng)控制算法處理后得出水流量調(diào)節(jié)信號(hào)用控制電纜與變頻器(9)相連接，改變供水柱塞泵轉(zhuǎn)速，即自動(dòng)調(diào)節(jié)鍋爐供水流量。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量與控制鍋爐燃油壓力，這一控制回路由燃油壓力變送器(25)取得燃油壓力信號(hào)，用屏蔽電纜與PLC(10)相連接，其偏差經(jīng)控制算法處理后得出燃油壓力調(diào)節(jié)信號(hào)用控制電纜與變頻器(26)相連接，改變?nèi)加捅棉D(zhuǎn)速，即自動(dòng)調(diào)節(jié)鍋爐燃油壓力，而燃油管線與燃燒器(19)相連接，滿足鍋爐燃燒的需要。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量與控制鍋爐燃油溫度，這一控制回路由燃油溫度變送器(27)取得燃油溫度信號(hào)，用屏蔽電纜與PLC(10)相連接，其偏差經(jīng)控制算法處理后得出燃油溫度調(diào)節(jié)信號(hào)用控制電纜與燃油溫度調(diào)節(jié)伐(28)相連接，自動(dòng)改變供給燃油加熱器(30)的蒸汽流量，以保持要求的燃油溫度。
權(quán)利要求一種用于油田開采稠油的“智能化注汽鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)”，它是由注汽鍋爐爐體、供水柱塞泵、燃油泵、鼓風(fēng)機(jī)、燃燒器、風(fēng)門檔板主要部件組成，以PLC、觸摸屏、顯示器、打印機(jī)為核心與蒸汽干度測(cè)量噴嘴總成、煙氣分析傳感器、壓力、流量、溫度檢測(cè)變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，其特征是蒸汽干度測(cè)量噴嘴總成安裝在鍋爐出口管線上，其上安裝有壓力變送器，差壓變送器，鍋爐入口水管線上安裝有水流量變送器，其差壓信號(hào)，壓力信號(hào)，水流量信號(hào)與PLC相連接，經(jīng)干度專用數(shù)學(xué)模型處理，在線測(cè)得蒸汽干度，PLC將蒸汽干度測(cè)量值與給定值進(jìn)行比較，經(jīng)PID運(yùn)算，輸出控制信號(hào)與火量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相連接，自動(dòng)調(diào)節(jié)火量保持干度穩(wěn)定；煙氣分析檢測(cè)器安裝在煙囪上，產(chǎn)生的氧電勢(shì)信號(hào)，煙溫信號(hào)與PLC相連接，經(jīng)熱效率數(shù)學(xué)模型處理，測(cè)得煙氣含氧量、過?？諝庀禂?shù)，PLC通過PID運(yùn)算，輸出控制信號(hào)與風(fēng)機(jī)變頻器相連接，自動(dòng)控制供風(fēng)量保持最高熱效率；在鍋爐上安裝有水流量變送器、霧化壓力變送器、燃油壓力變送器、燃油溫度變送器，其信號(hào)皆與PLC相連接，經(jīng)數(shù)學(xué)模型處理后，得出控制信號(hào)分別與供水柱塞泵變頻器、霧化壓力調(diào)節(jié)閥、燃油泵變頻器、燃油溫度調(diào)節(jié)伐相連接，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)供水流量，自動(dòng)調(diào)節(jié)霧化壓力，自動(dòng)調(diào)節(jié)燃油壓力，自動(dòng)調(diào)節(jié)燃油溫度，確保鍋爐平穩(wěn)運(yùn)行。
專利摘要一種“智能化注汽鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)”，它是由注汽鍋爐爐體(1)、供水柱塞泵(2)、燃油泵(3)、鼓風(fēng)機(jī)(4)、燃燒器(19)、風(fēng)門檔板(33)等主要部件組成，以PLC(10)、觸摸屏(11)、打印機(jī)(12)、顯示器(13)為核心，與安裝在鍋爐上的檢測(cè)儀表(6、7、8、14、16、17、22、25、27)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(15、21、28、32)、變頻器(9、18、26)用屏蔽電纜相連接，構(gòu)成“智能化注汽鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)點(diǎn)火運(yùn)行報(bào)警停爐全自動(dòng)控制，用蒸汽干度測(cè)量技術(shù)、熱效率計(jì)算數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)自動(dòng)測(cè)量蒸汽干度并自動(dòng)調(diào)節(jié)火量以保持生產(chǎn)要求的蒸汽干度；自動(dòng)進(jìn)行煙氣分析并自動(dòng)控制風(fēng)量達(dá)到最佳燃燒，自動(dòng)調(diào)節(jié)鍋爐供水流量，自動(dòng)調(diào)節(jié)霧化壓力，自動(dòng)調(diào)節(jié)燃油壓力，自動(dòng)調(diào)節(jié)燃油溫度。有24項(xiàng)異常報(bào)警，并自動(dòng)停爐。
文檔編號(hào)G05B19/048GK2906705SQ200620001120
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月16日
發(fā)明者宮卓立, 李如宏, 高波 申請(qǐng)人:宮卓立, 李如宏