浅析自动控制系统在油田热注锅炉上的应用

【摘 要】 热注锅炉是油田开采生产中热力采油工艺中的一个重要设备，对于油田开采生产发展有着较为突出的作用和影响。近年来，随着自动化技术的发展以及在实际中的推广应用，传统的手动控制系统在油田热注锅炉开采应用中，已经逐渐不能够满足油田开采生产的需求，自动控制系统在油田热注锅炉开采生产中的应用越来越普遍，成为油田开采与生产领域研究和关注的重点。本文将在对于油田热注锅炉中自动控制系统及其控制思路分析基础上，对其在热注锅炉中的具体应用进行分析论述。

【关键词】 油田开采 热注锅炉 热力采油工艺 自动化 控制系统 思路 应用分析

随着自动化系统与控制技术的不断发展，其在油田开采生产中的应用实现也越来越广泛和普遍。热注锅炉作为油田开采中热力采油工艺中的重要设备，尤其是在油田稠油开采应用中比较普遍。通常情况下，在油田稠油资源的热力开采中，主要是借助蒸汽吞吐作用实现稠油资源的开采和生产，而热注锅炉是实现蒸汽吞吐的重要设备，在实际开采生产中，通过热注锅炉的高温以及高压作用产生湿蒸汽值并注入到开采油层中，通过对于开采油层稠油粘度的降低处理，实现油气资源的开采，同时提升油田稠油的开采生产率。传统的稠油资源开采生产中，主要是通过手动方式控制热注锅炉的开采生产运行指标，以实现稠油资源的开采生产，这种控制方式在热注锅炉运行控制中不仅容易产生相应的测量误差，并且容易受到控制人员技术水平的影响，对于热注锅炉所在系统的安全稳定以及经济生产运行有着较大的不利作用和影响，在这种情况下，促进了自动控制系统在油田热注锅炉生产中的应用实现，对于保证热注锅炉系统安全稳定生产运行以及促进稠油开采生产发展等，都有着积极的作用和意义。

1 油田热注锅炉自动控制系统及其控制思路分析

1.1 油田热注锅炉的自动控制思路

针对油田稠油开采中传统手动控制局限作用和影响，为了保证油田热注锅炉系统的安全稳定与经济性生产运行，提高油田稠油开采生产效率，进行油田热注锅炉自动控制系统的设计应用具有非常突出的必要性。结合油田稠油资源开采生产中，热力采油工艺中热注锅炉的生产开采运行控制需求，对其运行控制进行自动化设计，就是要通过在热注锅炉中进行传感器设备的设置，对其生产运行中的温度以及压力、流量等指数变化进行监测控制，在将监测数据传递到控制结构，对于监测数据进行分析处理的情况下，实现对于热注锅炉开关设备的运行调节，以完成热注锅炉运行的自动控制，并在热注锅炉运行出现故障与异常的情况下，及时进行报警处理，以保证热注锅炉的安全稳定和经济运行。

1.2 油田热注锅炉自动控制系统分析

结合上述对于油田热注锅炉的自动化控制思路，在实现油田热注锅炉运行的自动控制中，主要是借助计算机网络的可编程控制程序，通过对于热注锅炉运行参数的采集处理，以实现对其运行的自动化控制，因此，对于油田热注锅炉的自动控制系统来讲，可编程控制器是整个控制系统的设计重点。通常情况下，油田热注锅炉自动控制系统的可编程控制器是一种以PLC控制作为核心的控制装置，在实际控制应用中具有较好的控制性能和优势，在油田开采生产控制中的应用比较广泛。比如，某油田在进行热注锅炉自动控制系统改造设计中，就通过在热注锅炉中使用强制循环单管直流工作运行与控制方式，在热注锅炉工作运行中，通过柱塞泵对于经过水流的加压与余热吸收处理，在水流温度升高后输入到热注锅炉的加热管中，同时通过热注锅炉加热管对于燃烧室中的高温火焰以及烟气辐射热进行吸收，并转化成为高温蒸汽经热注锅炉的蒸汽管道进行输出，以保证油田稠油开采中热力采油工艺各油井的油气开采生产实现。

在整个油田热注锅炉自动控制系统中，热注锅炉在生产运行过程中，经过风道将空气引入到热注锅炉的鼓风机结构部分，并在鼓风机对于引入空气的升压作用后，传送到空气预热器结构装置中，并经空气预热器装置加热成为热空气送进热注锅炉的炉膛部分；另一方面，在热注锅炉生产运行中，将天然气燃料通过管道送入到热注锅炉的喷燃器结构部分，在与喷燃器中的预热空气进行混合后，送入到锅炉燃烧室进行燃烧，燃烧作用下产生的高温火焰以及烟气则在进行水冷壁管中水的加热后，经过空气预热器进行其中的水和空气加热，以实现热注锅炉运行所需能量以及参数的提供满足，保证稠油开采生产。

此外，在实现热注锅炉的自动控制设计中，还结合热注锅炉仪表供风系统的运行控制技术和原理，在对于热注锅炉空压机运行进行改造设计的情况下，实现根据热注锅炉储气罐压力变化实现空压机的自动运行控制，以对于热注锅炉工作运行中的电能损耗和空压机磨损问题进行避免和解决，提高热注锅炉生产运行的经济效益。

2 自动控制系统在油田热注锅炉中的应用分析

结合上述油田热注锅炉自动控制系统的控制思路与原理，应用自动控制系统主要是对于油田热注锅炉燃烧运行中所产生的热量进行控制，以满足锅炉的蒸汽负荷与运行需求，实现对于热注锅炉安全稳定以及经济生产运行的保障。因此，自动控制系统在热注锅炉运行控制中，主要是进行热注锅炉蒸汽母管的压力稳定和控制、进行锅炉燃烧状态与经济性的控制和进行锅炉炉膛负压的控制。首先，在进行热注锅炉蒸汽母管压力控制中，如果蒸汽母管压力出现变化，就预示着热注锅炉的蒸汽生产量和热注锅炉本身负荷所需要消耗的蒸汽量之间不平衡，因此，为保证热注锅炉安全稳定生产运行，就需要对于热注锅炉蒸汽母管压力进行控制，保证其在一定的范围之内。其次，进行热注锅炉燃烧状态与经济性、热注锅炉炉膛负压的控制，也是其运行中的重要控制任务，对于热注锅炉安全稳定运行有着极大的作用和影响。

3 结语

总之，自动控制系统在油田热注锅炉中的应用实现，对于保证油田热注锅炉系统的安全稳定生产运行，提高油田稠油开采生产率等，都有积极作用和意义，具有较为突出的研究作用和价值。

参考文献：

[1]吴丽萍，吴胜凯，姜传方.热力采油湿蒸汽发生器自动控制系统改造及拓展前景[J].油气田地面工程，2010（10）.

[2]任旭虎，郭曙光.油田热采锅炉燃烧监测控制系统的研制与应用[J].仪表技术与传感器，2002（8）.

[3]姜建明.关于换热站自动控制与调节方法初探[J].城市建设理论研究（电子版），2013（19）.