油田加热炉燃烧及监控系统的应用研究
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完成单位:中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司
登记编号:-
登记年份:2021
发布时间:2021-06-25
龙 尧、莫日根、王杰敏、黄冠儒、申旭阳、郑 弋、关 夏、柳 理
1、系统组成
①基于组态工控机的数据采集技术
通过组态的工控机进行现场监控,将加热炉的运行参数采集到远程的数据库,针对加热炉数据的管理,需要实现动、静态数据的有效录入和存储,实现台账信息的分级查询和统计,实现运转状态信息的有效监控和维护。
②基于SOA的三层架构技术
基于对业务现状和系统需求的分析,设计了系统的整体功能架构。系统共分三层,应用层、服务层和数据层。应用层主要包括数据管理、数据应用和系统管理三大功能模块;服务层主要包括数据存取服务、固定报表服务和系统管理服务;数据层主要包括加热炉的动、静态业务数据和系统管理数据。
③基于OPC的组态软件数据共享技术
解决系统研发过程中站内组态软件的数据回传问题。为了满足各采油厂自动化信息系统项目等等其它系统项目建设的需要,提供所需的各项油气生产数据信息,实现生产自动化数据采集、管网监控等功能,解决分散子系统间的数据共享,各子系统需要统一协调相应控制指令。
2、先进性
本项目根据油气装备运行方式智慧化、能源利用高效化、装备信息数字化的需求开展此研究。研究基于Q∕SY 1836-2015 加热炉燃油(气)燃烧器及安全联锁保护装置检测规范及GB∕T36699-2018 锅炉用液体和气体燃料燃烧器技术条件标准要求,对油田加热炉运行过程各参数进行全方位监测监控,实现对介质进出流量、压力、炉膛液位、炉膛温度、炉膛压力、排烟温度、过剩空气系数、NOx浓度、SO2浓度、烟尘等信息的采集,建立一套油田加热炉燃烧及监控系统,通过数据采集模块将现场加热炉的动、静态数据的有效录入和存储,实现台账信息的分级查询和统计,实现运转状态信息的有效监控和维护,从而为实现加热炉自动效能调节、自动安全联控提供强大的信息技术支持。
3、创新性
①实现油田加热炉异常工况模型识别
开发参数越限声光报警功能,当出现诸如进出炉压力过高、过低、燃油温度超高、两管程偏流超限等不安全因素时,显示画面中该参数的显示颜色便会发生变化,同时上位机会发出语音提示,以提醒值班人员采取相应措施,保证系统的安全稳定。
②实现加热炉节能潜力分析
通过监测加热炉运行参数实时进行过剩空气系数计算、排烟温度趋势、炉体外表面温度趋势,并综合计算加热炉热效率。通过热效率影响因素分析,得出影响加热炉热效率的的和主要环节,总结影响油田加热炉节能潜力的主要问题,并提出优化措施建议。
4、可推广性
该系统实现对运行加热炉参数的在线监测,可以帮助岗位值班人员实时监视加热炉运行状态,合理调节运行参数,为员工调节燃烧器的运行提功了有力依据,确保加热炉在高效区长期稳定运行,大大节约了能源消耗,具有重大的社会和经济效益。目前系统运行良好,具备规模化推广应用条件。
5、经济社会效益
目前该项目在华北油田公司第三采油厂王四联安装部署,将加热炉采集的数据同步传输相关管理部门,管理部门实时掌握设备运行状态,科学、合理调节设备运行参数,达到安全、环保、经济运行的目标。共计减少加热炉维修费用、节省燃料费用等相关费用共计2399万元。
6、推动行业进步
本项目研究油田加热炉运行过程各参数进行全方位监测监控,实现对介质进出流量、压力、炉膛液位、炉膛温度、炉膛压力、排烟温度、过剩空气系数、NOx浓度、SO2浓度、烟尘等信息的采集,根据采集到的数据自动控制加热炉燃烧器运行状态,可广泛应用于油田供热系统,推动油气装备运行方式向智慧化、能源利用高效化、装备信息数字化迈进。