燃煤油田蒸汽锅炉控制系统的研究与实施

论文摘要

蒸汽驱动采油是指重油开采时向重油层注入适当干度的高压蒸汽进行原油采集。以往生产高压蒸汽的注汽锅炉都是以原油或天然气为燃料,在我国实施“以煤代油”计划后,各油田开发了不同的燃煤注汽锅炉以降低燃料成本。由于燃烧方式的改变,在锅炉控制上出现了许多技术难题。本文以辽河油田某注汽站的燃煤注汽锅炉为背景,在提高自动化水平上进行了深入研究。本论文在系统阐述注汽锅炉工艺流程的基础上,对注汽锅炉控制系统的控制要求进行分析,提出了注汽锅炉控制系统目前存在的控制难点。由于蒸汽干度和蒸汽压力是注汽锅炉运行的重要参数和性能指标,也是制约锅炉安全、节能运行的控制瓶颈,因此本文针对燃煤注汽锅炉控制中的诸多不确定因素,依据所采集的实时数据,对蒸汽压力、风煤随动控制环节进行了模糊控制器设计。对蒸汽干度控制提出了恒压力控制策略。在蒸汽干度控制策略实施过程中,采用热平衡测量法和电导率测量蒸汽干度。在分析影响蒸汽干度的主要因素基础上,采用了工程实用的前馈一反馈控制复合控制技术,确保了蒸汽干度控制的精度和稳定性。此外,构建了控制系统的硬件并编制了部分监控软件。本文设计的注汽锅炉控制系统已经在辽河油田某注汽锅炉上得到成功应用,该系统能较大程度的提高蒸汽质量,降低注汽锅炉的运行能耗,具有较好的控制性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 注汽锅炉控制系统的研究现状
• 1.2.1 国外注汽锅炉控制系统的研究现状
• 1.2.2 国内注汽锅炉控制系统的现状
• 1.3 模糊控制及其在燃煤锅炉控制系统的应用概况
• 1.4 课题研究的目的、意义及内容
• 1.4.1 课题研究的目的和意义
• 1.4.2 课题研究的主要内容
• 1.5 小结
• 第二章 注汽锅炉及其控制系统
• 2.1 蒸汽驱采油简介
• 2.2 燃煤注汽锅炉总体结构组成
• 2.3 注汽锅炉控制系统分析与参数分析
• 2.3.1 注汽锅炉时序控制系统
• 2.3.2 注汽锅炉运行参数控制系统
• 2.3.3 影响蒸汽压力与干度的因素
• 2.3.4 煤粉燃烧特性分析
• 2.4 蒸汽干度控制系统分析
• 2.4.1 蒸汽干度检测
• 2.4.2 干度对象大时滞特征
• 2.5 燃煤注汽锅炉控制要求
• 2.6 小结
• 第三章 模糊控制器
• 3.1 模糊控制的发展简述
• 3.2 控制器结构
• 3.3 模糊 PI控制器与常规 PI控制器比较
• 3.4 离散论域模糊控制器工作原理及设计方法
• 3.5 连续论域模糊控制器设计方法简介
• 3.6 常用模糊控制器结构
• 3.7 影响模糊控制器控制性能的主要因素
• 3.8 小结
• 第四章 基于模糊控制的检测控制系统
• 4.1 蒸汽干度的测量
• 4.2 蒸汽干度控制
• 4.2.1 模糊控制器的设计
• 4.2.2 蒸汽干度模糊控制器的设计
• 4.3 其他参数的控制
• 4.3.1 炉膛负压控制
• 4.3.2 蒸汽流量控制
• 4.3.3 锅炉经济燃烧控制
• 4.3.4 蒸汽压力控制
• 4.3.5 安全检测报警
• 4.4 小结
• 第五章 软件开发及工程应用
• 5.1 燃煤注汽锅炉控制系统的结构
• 5.2 系统控制软件设计
• 5.3 系统监控软件设计
• 5.4 现场运行实记与运行结果分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结
• 6.1 总结
• 6.2 经济效益与社会效益分析
• 致谢
• 参考文献
• 附录