于顯永

[摘 要]油田注蒸汽鍋爐是稠油熱采的關(guān)鍵設(shè)備，注蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽的干度值的高低對降低油層稠油粘度，提高油井產(chǎn)量，降低能源消耗等起著關(guān)鍵作用。因此，油田生產(chǎn)過程中對蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽嚴格控制其干度，目前對鍋爐蒸汽干度值的測量一直采用人工定時化驗，化驗的方法是通過化學(xué)滴定法化驗鍋爐進水和冷凝水的耗酸值，從而計算蒸汽干度。由于人工測量受多種因素的影響，其測試結(jié)果的不準確也不穩(wěn)定不確定，導(dǎo)致鍋爐蒸汽干度的管理非常粗放，并由此產(chǎn)生能源的浪費和注汽質(zhì)量的不穩(wěn)定。

[關(guān)鍵詞]油田用注蒸汽鍋爐 干度 應(yīng)用與分析

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）08-0080-01

一、工作原理

油田用濕蒸汽發(fā)生器干度自動檢測技術(shù)是通過測量鍋爐進水和鍋爐蒸汽中分離出來未汽化水的鈉離子濃度，根據(jù)鍋爐進出水鈉離子總量不變，從而可計算出蒸汽的干度。具體方案是設(shè)計一臺全集電路式高阻抗毫伏計（以下稱電計）和鈉功能電極的組合，當鈉功能電極浸入被測溶液時，與甘汞電極產(chǎn)生一定電位，此電位決定于鈉離子的活度并符合能斯特方程，此電位輸入到電計時，即可計算出鈉離子濃度。依據(jù)的計算公式X=（b-a）/b*100%，即可計算出鍋爐蒸汽出口處的蒸汽干度（其中X是鍋爐蒸汽出口處的蒸汽干度，a為鍋爐進水的鈉離子濃度，b為鍋爐出口處未汽化的水的離子濃度）。數(shù)據(jù)處理的結(jié)果直接顯現(xiàn)在液晶顯示器LCD上。

二、試驗測試方法及儀器

針對智能蒸汽干度測試儀的性能，我們采用現(xiàn)場采樣，化驗室測試和儀器測試對比試驗。實驗室及儀器每樣測兩組以上試數(shù)據(jù)。

我們采用的是油田用濕蒸汽發(fā)生器干度自動檢測技術(shù)測試儀器，其主要技術(shù)指標如下：

測量范圍：干度：0～100%；離子濃度：0.2ug/l～2300mg/l；

離子電位：-1000～+1000mV形音：溫度：10～60℃

精 度：干度：0.01 %；離子濃度：0.1ug/l；離子電位：0.1mV；

溫度：0.1℃

電 源：220V 50Hz

三、現(xiàn)場試驗

考慮智能蒸汽干度測試儀測試的是水樣中的鈉離子濃度，現(xiàn)場實際中我們采取的是化學(xué)滴定測試的是氫氧根離子，實際生產(chǎn)過程中我們注汽鍋爐因采用了亞硫酸鈉化學(xué)除養(yǎng)，我們在測試試驗是應(yīng)在鍋爐進水除養(yǎng)工藝后取水樣，作為鍋爐進口水樣，鍋爐出口取鍋爐出口冷凝水。每臺鍋爐取鍋爐進口、出口水樣各一份，取樣容器為清洗后的空純凈水水瓶，每樣取300～500ml，密封后帶回化驗室進行測試。

化驗測試嚴格執(zhí)行超作規(guī)程。

儀器測試。先連接好儀器，接通儀器電源，輸入測試樣品編號。用測試水樣清洗取樣水杯，取鍋爐進口（除養(yǎng)后）水樣半杯，將儀器的測試傳感器放入測試水樣中，浸沒1～2cm，靜止1～2分鐘，測試水樣中鈉離子濃度（mg/l），待儀器顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，存儲數(shù)據(jù)。重復(fù)以上步驟測試鍋爐出口冷凝水樣中鈉離子濃度（mg/l）儀器顯示出口冷凝水樣中鈉離子濃度的同時計算并顯示鍋爐干度（%）。存儲數(shù)據(jù)。重新進行下組測試。

四、試驗結(jié)果分析

1、人工化學(xué)測試受人為因素影響，測試結(jié)果誤差較大

人工化學(xué)方法測試受化學(xué)試劑的配制質(zhì)量、操作工人的責(zé)任心、技術(shù)水平和熟練程度、操作工人的色彩分辨能力等因素影響。17個水樣化驗室人工化驗測試干度平均偏差1.41%，站上和化驗室人工測試平均偏差2.9%，特別是用聯(lián)合站污水的鍋爐，人工測試偏差更大，最大達到了12.79%。

2、儀器測試結(jié)果比較穩(wěn)定，總體與人工測試對比誤差較小

儀器測試的結(jié)果相對穩(wěn)定，重復(fù)性誤差小，測試17個水樣42組數(shù)據(jù)干度平均偏差0.45%， 最大偏差為1.0%；14個清水樣干度平均偏差為0.47%，3個污水樣干度平均偏差0.425%；與化驗室人工化驗的14個清水樣數(shù)據(jù)對比，差值都在兩個點以下，能夠滿足蒸汽干度測試的要求。

五、存在問題

1、測試儀器采用220V交流電源，現(xiàn)場使用不太方便。

2、儀器測試也需人工取樣，須進步完善。如實施在線監(jiān)測。

六、結(jié)論

1、人工化學(xué)測試誤差較大，操作復(fù)雜、運行成本高

人工化學(xué)的影響因素主要有化學(xué)試劑的配制質(zhì)量、操作工人的責(zé)任心、操作工人的技術(shù)水平和熟練程度、操作工人的色彩分辨能力等。測試誤差較大，特別是污水樣誤差更大。清水化驗一個樣品耗酸10～20ml，污水化驗一個樣品耗酸20～30ml。

2、儀器操作方便，測試結(jié)果比較穩(wěn)定

儀器測試的結(jié)果相對穩(wěn)定，重復(fù)性誤差小，儀器操作方便。

3、測試儀器解決了人工化驗鍋爐使用污水干度化驗問題

當鍋爐使用污水，由于污水顏色較深，在化驗干度時，化驗人員很難辨清顏色變化，使干度化驗結(jié)果難以確定。干度測試儀器不受水質(zhì)顏色的影響，從而可以精確測試使用污水的蒸汽的干度。

總之，干度自動監(jiān)測技術(shù)較人工化學(xué)化驗具有明顯優(yōu)勢，可以推廣應(yīng)用。