于顯永

[摘 要]油田注蒸汽鍋爐是稠油熱采的關鍵設備，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，其測試結果的不準確也不穩(wěn)定不確定，導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量的不穩(wěn)定。

[關鍵詞]油田用注蒸汽鍋爐 干度 應用與分析

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測試儀器，其主要技術指標如下：

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除養(yǎng)，我們在測試試驗是應在鍋爐進水除養(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、試驗結果分析

1、人工化學測試受人為因素影響，測試結果誤差較大

人工化學方法測試受化學試劑的配制質量、操作工人的責任心、技術水平和熟練程度、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

儀器測試的結果相對穩(wěn)定，重復性誤差小，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、結論

1、人工化學測試誤差較大，操作復雜、運行成本高

人工化學的影響因素主要有化學試劑的配制質量、操作工人的責任心、操作工人的技術水平和熟練程度、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，測試結果比較穩(wěn)定

儀器測試的結果相對穩(wěn)定，重復性誤差小，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，使干度化驗結果難以確定。干度測試儀器不受水質顏色的影響，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)測技術較人工化學化驗具有明顯優(yōu)勢，可以推廣應用。