蒸汽质量在线测量技术及其在注汽锅炉中的应用

　　1引言注汽锅炉属亚临介高温高压运转设备，以佳状态安全运行对生产与经济效益都是十分重要的，世界原油储量中相当一部分为稠油和高凝油，现蒸汽吞吐和蒸汽驱已成为稠油开采的重要措施，人们越来越认识到提高注汽质量不但可以提高原油产量和采收率，而且对油层具有很好的保护作用。注汽质量的保证在运行参数有复杂的内在联系，因此以往注汽锅炉的蒸汽干度的测量主要是人工化验法，这种方法误差大滞后、工人劳动强度高，不能保证注汽干度处于高值范围内，且起伏大、不稳定针对上述问题，采取测量相关辅助参数法，通过在注汽锅炉输出段加入孔板，测量注汽锅炉产生的湿饱和蒸汽两相流流经孔板时的差压信号这个相关参数，配合蒸汽压力、流量、温度等参数，经过大量：0=1.6-0.6（P/P）C湿饱和蒸汽以连续稳定的流动状态，流经管道孔板（或长径喷嘴）处时，由于受到孔板阻挡，造成了流束的局部收缩，而且在流束收缩至孔板内孔处，流体流速必定大根据伯努利方程式和位能、动能相互转换的原理可知，在流束收缩孔板内孔处的流体静压力低。

　　同理，在孔板出口端面处，由于流体流速比原来流速大大增加，因此，流体在该处的静压力也较原来的静压力为低故孔板入口侧的静压力P1比其出口侧的静压力P2大，即产生了压力差Ap（Ap=P1-P2）若流体是单一介质的理想流体（即无粘性，互不可压缩），则一定的压力、流量下AP恒为一定值注汽锅炉产生的是湿饱和蒸汽，这是蒸汽与水的两相流混合体，都是可压缩流体，两种介质的各种性能系数不相同，其不同压力下各自的密度、膨胀系数差距很大，因此，一定压力、流量下，湿饱和蒸汽中纯蒸汽含量的多少决定了压力差的大小。在实际中，我们给多台锅炉输出端安装了孔板及其它传感器，通过调整压力、流量等其它参变量，测试差压信号，并用化验法测出当时的蒸汽干度，积累了大量由图可以看出，压力、流量确定，则干度随差压的增加以一定函数关系增加；压力、差压一定，则干度随流量的增加以一定的函数关系减少孔板（或长径喷嘴）内径，D是蒸气出口管道内径；P是蒸气压力；PP是汽密度、水密度；AP是差压信号2.2蒸汽干度的智能测试控制干度控制系统在注汽锅炉出口处管道安装一只孔根或长颈喷嘴）差压变送器、压力变送器，测量湿蒸汽的差压信号、压力信号；在注汽锅炉入口流量气信号处安装气电转换器，提取流量信号；将流量压力、差压信号一起送入测控仪进行处理，经整理后配合数据库数据进行数学分析，产生当前状况下蒸汽干度值，控制策略以燃烧器火量控制为主导控制，送风控制为火量控制同步动作经逻辑控制规则库引入注汽蒸汽干度及其变化率、负荷及其变化率的四维规则向量，使控制策略不同负荷段均能实现大范围渐近稳定设置运行状态安全决策机制，当运行接近或趋向于不安全时按其等级程度确定下一步骤，并报警。由此实现锅炉湿蒸汽双相流干度测量与自动控制，本测控系统保留了原锅炉上水火自动跟踪功能，及所有的其它测量、警报功能，干度自动控制系统采用高位选择器与原锅炉的火量进行方便的切换2.3运行效果在现场应用中，给十多台注汽锅炉安装了基于上述技术原理设计、开发的测控仪，应用效果良好，并作了大量参数对比，即测控仪所显干度值与人工化验值对比，选一组运行数据作曲线图如（下转第352页）数下的计算时间和计算结果详见表1表中的结果是在取较好的环境参数下多次计算后得到的。

　　表1两种算法计算结果比较迭代基本算法改进算法次数时间（秒）短路径时间（秒）短路径从表1可以看出：基本算法经过很少的迭代后便出现停滞现象，而且计算时间长；而改进算法中，停滞现象得到了较好的改善，并且能有效的减少CPU时间。总之，本文提出的具有随机扰动特征的蚁群算法与基本蚁群算法相比较，具有更好的全局搜索能力，运算速度和计算精度都得到了较大程度的提高。

　　4结论本文提出了采用倒指数曲线来描述的扰动因子，并且设计了一种具有随机扰动特性的蚁群算法。它可以有效的克服基本蚁群算法的计算时间较长和容易出现停滞现象的缺陷。这里，我们只是对蚁群算法作了初步研究