[实用新型]一种在线测量湿蒸汽干度的设备

说明书

技术领域

本实用新型属于石油开采设备领域，尤其涉及一种在线测量湿蒸汽干度的设备。

背景技术

湿蒸汽发生器运行中，其出口湿蒸汽干度是最为关键的参数。湿蒸汽干度是计算注入地层热量必不可少的参数，是预防爆管的重要检测量。但是大多数油田普遍采用的湿蒸汽干度检测方法是手工化学滴定分析法，该方法不能实现湿蒸汽干度的在线、实时检测，也就是说不能及时的掌握和发现湿蒸汽发生器的运行或故障状态。干度的在线检测和控制具有以下几方面的优点：

(1)通过在线检测湿蒸汽干度，可以大大减少操作工人的劳动强度，并节省采用化学滴定法时所消耗的材料费用以及分离取样用的大量湿蒸汽。

(2)蒸汽干度值的准确检测和可靠控制还可以提高干度运行值幅度，降低回注水水质指标要求，进而达到节省水处理费用，减少废水排量，降低能量消耗的目的。例如在把相同热量注入到油层内的前提下，若将湿蒸汽干度值由70%提高至80%，就可以减少系统给水流量，现场实验以及理论计算，能节省5%的用水量。由于注入地层水量的减少，从油层排出70℃-90℃采油伴生水的量也在减少，即相当于把节省的5%的20℃回注水加热到70℃-90℃伴生水所需的热量也节省了，有效地提高了能源利用率。若检测和监控同时运行，还可以减少燃油量的消耗，节能效果也十分明显。

(3)该装置还可以对爆管事故进行预警，将爆管事故处理在事故发生之前，降低运行过程中的事故率，确保湿蒸汽发生器安全运行。

湿蒸汽发生器干度在线检测的应用是企业更高要求管理以及企业节能、减排的需要。水蒸汽作为一种重要的能源物质被广泛地使用，由于水蒸汽绝大多数是由于燃烧不可再生的一次能源如煤、油、天然气等燃料而得到的，水蒸汽又是稠油开采成本的主要构成。企业要加强管理，节约能耗，全面降低生产运行成本，提高产品竞争力，对湿蒸汽的精确计量提出越来越高的要求。

应用热力学有关的理论来测量湿蒸汽干度，这种方法的实施都要对湿蒸汽部分取样，只要取样时能满足动力学条件，就可以把取样蒸汽引向测量段，并进行测量，取样蒸汽的干度就是管线中蒸汽的干度。

采用“测量段”最大的缺点是要把原管道截去一段，再把测量段焊接上，由于该管道是通入高温、高压的湿蒸汽，对焊接工艺的要求十分高，同时给施工带来诸多不便，施工周期加长。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种不用把原管道截去一段，对原始流动状况干扰小的在线测量湿蒸汽干度的设备。

本实用新型是这样实现的，一种在线测量湿蒸汽干度的设备，包括水箱、与水箱下端出水口竖直管连接的水泵、与水泵出口连接的插接管，其中，插接管与竖直管成30°倾斜。

进一步地，在插接管上从上至下依次设置第一热电耦、第一压力变送器、套设在插接管上的第一电磁流量计以及电磁逆止阀，第一热电耦、第一压力变送器以及第一电磁流量计的输出端连接一数据采集模块。

进一步地，该设备还包括有按照蒸汽流向，安装于蒸汽管道上分别置于插接管上游和下游的第二热电耦和第三热电偶、以及安装于蒸汽管道置于插接管下游的第二压力变送器、和套设在蒸汽管道上的第二电磁流量计，第二热电耦、第三热电偶、第二压力变送器、和第二电磁流量计分别与数据采集模块的输入端连接。

混合法在线测量的原理就是在湿蒸汽管道的某一点加入适量的未饱和水，使之与管道中的湿蒸汽充分地混合，在这一区段管道中形成混合后的湿蒸汽，由于此区段的长度比较短，一般在500mm以内，故这里可假设湿蒸汽在这区段与外界系统没有热交换，那么混合前与混合后两状态就应遵守质量和能量守恒的定律，据此即可推导出被测湿蒸汽的干度。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型在线测量湿蒸汽干度的设备具有测量原理简单，不用把原管道截去一段，对原始流动状况干扰小，（即受待测蒸汽参数影响小），干度测量范围宽的特点，并能在高温高压的管道上实现精度较高的测量。

本实用新型由于还具有设备简单，方便灵活的特点可用于输汽管道中关键点和油田注汽井处的湿蒸汽干度测量。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的设备结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。