一种加热缓冲偏流提效控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及地面工程，尤其涉及一种加热缓冲偏流提效控制系统及其控制方法。

背景技术：

1、油田集输站场采用大量加热缓冲装置对系统循环水进行加热，以保证原油集输和油井的洗井；由于油田开发中含水期，油田专用加热设备大多未密闭运行，容器上部的人孔打开，来液压力0.1-0.2mpa大于管道局部压降0.005mpa，因此来液偏流现象对加热缓冲装置的影响并未凸显；随着国家对环境保护标准的提升以及油田生产管理的升级，加热缓冲装置规定应为密闭运行，而沉降污水加热形成少量溶解气的释放，逐步形成加热装置顶部“气顶”。当“气顶”不断加大，直接导致容器内污水界面不断下降，在加热舱烟火管裸露时，污水汽化将迅速导致气顶压力加大，烟火管温度升高，存在烟火管局部机械变形和污油污水泄漏的风险。一方面会在加热装置燃烧器运行时，导致泄漏污油的燃烧，产生重大安全事故；另一方面油田中后期开发采出液污水粘度也在不断增加，导致管道局部阻力增加。这两方面因素将“偏流”对加热缓冲装置的影响叠加放大，造成油气集输站场安全生产管理难度加大。

2、近几年各油田因转输站加热缓冲装置来液存在严重“偏流”现象出现多起重大安全事故，造成重大经济损失；同时“偏流”导致加热系统效率降低，在冬季显现出循环污水加热能力严重不足，难以保障正常的原油集输。

3、目前为解决气顶造成的“偏流”影响，油田站场初期建设事故流程，是将气顶通过事故管道直接外排，不仅严重污染环境，同时造成油气资源的浪费。

技术实现思路

1、本发明提出了一种加热缓冲偏流提效控制系统及其控制方法，以解决目前大量加热缓冲装置同时运行时因加热使其密闭内部存在气顶，导致存在严重偏流现象，容易造成安全事故，现有通过直接排放方式进行泄压，会严重影响环境，且会造成油气资源浪费的问题。

2、根据本发明的一方面，提供了一种加热缓冲偏流提效控制系统，包括：若干个加热缓冲装置；

3、所有所述加热缓冲装置的顶部分别通过对应的防爆电动调节阀连接用于对气体进行冷凝处理的气体缓冲冷凝罐；

4、所述气体缓冲冷凝罐连接用于输送及调节其内部气体实时压力的气体外输泵；

5、每个所述加热缓冲装置的内部分别设置有用于连续检测其内部实时液位的侧装式连续液位浮球检测仪；

6、所述加热缓冲装置、防爆电动调节阀、气体缓冲冷凝罐、气体外输泵以及侧装式连续液位浮球检测仪分别连接偏流控制单元，所述偏流控制单元用于检测加热缓冲装置内实时压力，并通过所述防爆电动调节阀以及所述气体调节泵调节所述加热缓冲装置和气体缓冲冷凝罐内实时压力的大小。

7、优选地，所述侧装式连续液位浮球检测仪包括：浮球以及角度传感机构；

8、所述浮球连接传动杆的一端，所述传动杆靠近另一端的侧壁轴连接所述角度传感机构，所述传动杆一端能够沿着所述轴连接位置竖直方向顺时针或逆时针转动；

9、所述角度传感机构连接所述偏流控制单元，所述角度传感机构用于检测所述传动杆实时转动角度并传输给偏流控制单元，所述偏流控制单元用于根据所述实时转动角度确定所述加热缓冲装置内实时液位。

10、优选地，所述角度传感机构包括：电气接线外壳、一级磁极磁钢、二级磁极磁钢、转轴、霍尔磁感应角度传感器和感应磁芯；

11、所述传动杆远离浮球的一端连接一级磁极磁钢；

12、所述二级磁极磁钢的侧壁通过所述转轴与所述电气接线外壳内侧壁连接，所述二级磁极磁钢的一端能够沿着所述转轴竖直方向顺时针或逆时针转动；

13、所述转轴的一端安装所述感应磁芯以及所述霍尔磁感应角度传感器。

14、优选地，还包括：弹簧片、动触点以及静触点；

15、所述二级磁极磁钢远离所述一级磁极磁钢的一端与所述弹簧片的一端连接，所述弹簧片的另一端连接所述动触点；

16、所述静触点固定在所述电气接线外壳内侧壁上，位置处于所述动触点下方，当所述动触点与所述静触点接触时，所述加热缓冲装置内实时液位处于预定最高位置。

17、优选地，所述偏流控制单元包括：一级压力变送器、二级压力变送器、三级压力变送器以及液位开关；

18、所述一级压力变送器安装在与所述加热缓冲装置连接的进液汇管上，用于检测所述进液汇管内的实时进液压力；

19、所述二级压力变送器与所述加热缓冲装置连接，用于检测所述加热缓冲装置内气体的实时压力；

20、所述三级压力变送器与所述气体缓冲冷凝罐连接，用于检测所述气体缓冲冷凝罐内气体的实时压力；

21、所述液位开关固定在所述气体缓冲冷凝罐内部，用于检测所述气体缓冲冷凝罐内液体实时液位是否小于第一预定液位。

22、优选地，还包括：泵回流电磁阀；

23、所述泵回流电磁阀的入口连接所述气体外输泵的出口管路，所述泵回流电磁阀的出口连接气体外输泵的入口管路。

24、根据本发明的一方面，提供了一种加热缓冲偏流提效控制系统的控制方法，包括：

25、分别确定每个加热缓冲装置内在进液量相同情况下的顶压；

26、偏流控制单元检测加热缓冲装置内的实时压力，并判断该加热缓冲装置内的实时压力是否等于其对应的所述顶压，若为否，则偏流控制单元通过调节防爆电动调节阀开度，使所述实时压力等于所述顶压；

27、当偏流控制单元通过侧装式连续液位浮球检测仪检测并判断加热缓冲装置内实时液位小于第二预定液位时，通过调节防爆电动调节阀开度，使所述实时液位小于或等于第二预定液位；

28、当偏流控制单元检测并判断气体缓冲冷凝罐内实时压力大于加热缓冲装置内实时压力时，所述偏流控制单元控制气体外输泵启动使气体缓冲冷凝罐内实时压力小于加热缓冲装置内实时压力。

29、优选地，所述分别确定每个加热缓冲装置内在进液量相同情况下的顶压的方法，包括：

30、分别确定每个进入加热缓冲装置内的流体在管道中的压损；

31、根据所述压损，确定满足关系式(1)情况下的每个加热缓冲装置内的顶压；

32、ht1+p1＝ht2+p2＝...＝htn+pn                            (1)；

33、式中，hti为第i个加热缓冲装置对应的压损，pi为第i个加热缓冲装置对应的顶压，n为加热缓冲装置个数，其中，i＝1,2,3...n。

34、优选地，所述分别确定每个进入加热缓冲装置内的流体在管道中的压损的方法，包括：

35、利用公式(2)，确定加热缓冲装置内的流体在管道中的压损；

36、ht＝v2*[λ*σl/d+σζ]/2g                               (2)；

37、其中，λ＝(1/(-1.8*log10((e/(3.7*d*1000))1.11+6.9/re))2；

38、其中，re＝v*d/ν；

39、式中，ht为压损，m水柱，v为流速，m/s，λ为沿程阻力系数，l为来液汇管和加热缓冲装置进液管线总长度，m，d为管道直径，m，ζ为局部阻力系数，g为重力加速度，re为雷诺数，ν为水运动粘度，m2/s，e为管道的粗糙度。

40、本发明至少具有如下有益效果：

41、本发明提出了一种加热缓冲偏流提效控制系统及其控制方法，通过偏流控制单元与侧装式连续液位浮球检测仪连锁运行，及时检测和调整加热缓冲装置内的污水液位，保证站场各加热缓冲装置均匀进液，解决“偏流”对加热缓冲装置造成的严重影响；并通过增设气体外输泵以及防爆电动调节阀，系统整体化连续控制，不仅实现了气体的密闭回收、消除污染，同时也是加热装置偏流提效控制系统稳定运行的保障。