蒸汽干度检测方法和装置.pdf

本发明提供了一种蒸汽干度检测方法和装置，该检测方法包括：获取锅炉的热效率值；获取锅炉的流体参数；获取锅炉的辐射段出口的蒸汽参数；通过锅炉的热效率值、流体参数和辐射段出口的蒸汽参数计算得到锅炉的蒸汽干度值。通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中检测过程繁琐，需要较长的检测时间的问题。

1.一种蒸汽干度检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：
获取锅炉的热效率值；
获取所述锅炉的流体参数；
获取所述锅炉的辐射段出口的蒸汽参数；
通过所述锅炉的热效率值、所述流体参数和所述辐射段出口的蒸汽参数计算得到所
述锅炉的蒸汽干度值。
2.根据权利要求1所述的蒸汽干度检测方法，其特征在于，所述锅炉的热效率值由所述锅
炉的有效利用热量与所述锅炉的燃料输入热量的比值计算得出。
3.根据权利要求1所述的蒸汽干度检测方法，其特征在于，所述流体参数包括：
所述锅炉的进水流量、所述锅炉的天然气流量、所述锅炉的天然气热值和所述锅炉
的给水温度值。
4.根据权利要求1所述的蒸汽干度检测方法，其特征在于，所述辐射段出口的蒸汽参数包
括：
所述锅炉的辐射段出口的蒸汽压力值。
5.根据权利要求1所述的蒸汽干度检测方法，其特征在于，通过所述锅炉的热效率值、所
述流体参数和所述辐射段出口的蒸汽参数计算得到所述锅炉的蒸汽干度值，具体包括：
将所述锅炉的热效率值、所述流体参数和所述辐射段出口的蒸汽参数带入计算公式
中得到所述锅炉的蒸汽干度值，所述计算公式为：
$x=K_6\×\frac{K_2+\frac{K_2\×Q\×\mathrm{\η}}{L_1}+K_1\×P+K_3\×T}{K_4+K_5\×P}\×100\%$
其中，x为蒸汽干度值；L1为锅炉的进水流量；L2为锅炉的天然气流量；Q为天然
气热值；η为锅炉的热效率；P为辐射段出口的蒸汽压力值；T为锅炉的给水温度值；K1
至K5为经验系数；K6为校正系数。
6.一种蒸汽干度检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：
第一获取单元，用于获取锅炉的热效率值；
第二获取单元，用于获取所述锅炉的流体参数；
第三获取单元，用于获取所述锅炉的辐射段出口的蒸汽参数；
计算单元，用于通过所述锅炉的热效率值、所述流体参数和所述辐射段出口参数计
算得到所述锅炉的蒸汽干度值。
7.根据权利要求6所述的蒸汽干度检测装置，其特征在于，所述第一获取单元包括：
第一计算模块，用于计算所述锅炉的有效利用热量与所述锅炉的燃料输入热量的比
值；
第一获取模块，用于获取所述第一计算模块计算得出的数值。
8.根据权利要求6所述的蒸汽干度检测装置，其特征在于，所述第二获取单元包括：
第二获取模块，用于获取所述锅炉的进水流量；
第三获取模块，用于获取所述锅炉的天然气流量；
第四获取模块，用于获取所述锅炉的天然气热值；
第五获取模块，用于获取所述锅炉的给水温度值。
9.根据权利要求6所述的蒸汽干度检测装置，其特征在于，所述第三获取单元包括：
第六获取模块，用于获取所述锅炉的辐射段出口的蒸汽压力值。
10.根据权利要求6所述的蒸汽干度检测装置，其特征在于，所述计算单元包括：
第二计算模块，基于以下计算公式：
$x=K_6\×\frac{K_2+\frac{K_2\×Q\×\mathrm{\η}}{L_1}+K_1\×P+K_3\×T}{K_4+K_5\×P}\×100\%$
其中，x为蒸汽干度值；L1为锅炉的进水流量；L2为锅炉的天然气流量；Q为天然
气热值；η为锅炉的热效率；P为辐射段出口的蒸汽压力值；T为锅炉的给水温度值；K1
至K5为经验系数；K6为校正系数。

蒸汽干度检测方法和装置

技术领域

本发明涉及蒸汽干度检测技术领域，具体而言，涉及一种蒸汽干度检测方法和装置。

背景技术

目前，蒸汽干度是油田注汽锅炉安全运行的一个重要参数，因此需要工作人员对其进行
监控以保证锅炉的正常运行。

国内稠油热采技术中普遍使用的检测方法为电导率分析法和化验法，它们都是通过间接
测量取样溶液中的含盐量来分析计算蒸汽干度值，分析中需要通过化学方法检测锅炉水中负
离子含量，并通过负离子含量计算蒸汽干度值。

现有技术中采用的测量方法由于需要化学检测，因此，现有技术的检测过程繁琐，需要
较长的检测时间。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种蒸汽干度检测方法和装置，以解决现有技术中检测过程
繁琐，需要较长的检测时间的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种蒸汽干度检测方法，检测方法
包括：获取锅炉的热效率值；获取锅炉的流体参数；获取锅炉的辐射段出口的蒸汽参数；通
过锅炉的热效率值、流体参数和辐射段出口的蒸汽参数计算得到锅炉的蒸汽干度值。

进一步地，锅炉的热效率值由锅炉的有效利用热量与锅炉的燃料输入热量的比值计算得
出。

进一步地，流体参数包括：锅炉的进水流量、锅炉的天然气流量、锅炉的天然气热值和
锅炉的给水温度值。

进一步地，辐射段出口的蒸汽参数包括：锅炉的辐射段出口的蒸汽压力值。

进一步地，通过锅炉的热效率值、流体参数和辐射段出口的蒸汽参数计算得到锅炉的蒸
汽干度值，具体包括：将锅炉的热效率值、流体参数和辐射段出口的蒸汽参数带入计算公式
中得到锅炉的蒸汽干度值，计算公式为：

$x=K_6\×\frac{K_2+\frac{L_2\×Q\×\mathrm{\η}}{L_1}+K_1\×P+K_3\×T}{K_4+K_5\×P}\×100\%$

其中，x为蒸汽干度值；L1为锅炉的进水流量；L2为锅炉的天然气流量；Q为天然气热
值；η为锅炉的热效率；P为辐射段出口的蒸汽压力值；T为锅炉的给水温度值；K1至K5为
经验系数；K6为校正系数。

根据本发明的另一方面，提供了一种蒸汽干度检测装置，检测装置包括：第一获取单元，
用于获取锅炉的热效率值；第二获取单元，用于获取锅炉的流体参数；第三获取单元，用于
获取锅炉的辐射段出口的蒸汽参数；计算单元，用于通过锅炉的热效率值、流体参数和辐射
段出口参数计算得到锅炉的蒸汽干度值。

进一步地，第一获取单元包括：第一计算模块，用于计算锅炉的有效利用热量与锅炉的
燃料输入热量的比值；第一获取模块，用于获取第一计算模块计算得出的数值。

进一步地，第二获取单元包括：第二获取模块，用于获取锅炉的进水流量；第三获取模
块，用于获取锅炉的天然气流量；第四获取模块，用于获取锅炉的天然气热值；第五获取模
块，用于获取锅炉的给水温度值。

进一步地，第三获取单元包括：第六获取模块，用于获取锅炉的辐射段出口的蒸汽压力
值。

进一步地，计算单元包括：第二计算模块，基于以下计算公式：

$x=K_6\×\frac{K_2+\frac{L_2\×Q\×\mathrm{\η}}{L_1}+K_1\×P+K_3\×T}{K_4+K_5\×P}\×100\%$

其中，x为蒸汽干度值；L1为锅炉的进水流量；L2为锅炉的天然气流量；Q为天然气热
值；η为锅炉的热效率；P为辐射段出口的蒸汽压力值；T为锅炉的给水温度值；K1至K5为
经验系数；K6为校正系数。

应用本发明的技术方案，根据锅炉的工作参数、流体参数以及锅炉的辐射段出口的蒸汽
参数经计算即可获取锅炉蒸汽的干度值，由于上述参数数据可仪器测量获取，因此，该检测
方便、快速；并且，由于上述参数数据可实时检测获得，使得通过本发明的技术方案能够对
锅炉的蒸汽干度值进行实时检测，保证锅炉的正常运行。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实
施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例提供的蒸汽干度检测方法的流程图；以及

图2示出了根据本发明实施例提供的蒸汽干度检测装置的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明实施例提供了一种蒸汽干度检测方法，该检测方法包括：

步骤S101，获取锅炉的热效率值。

其中，该锅炉工作的热效率可通过锅炉有效利用热量与锅炉燃料输入热量的比值得到。

步骤S102，获取锅炉的流体参数。

该锅炉的流体参数包括锅炉的进水流量、锅炉的天然气流量、锅炉的天然气热值以及锅
炉的给水温度。

步骤S103，获取锅炉的辐射段出口的蒸汽参数。

具体地，该蒸汽参数包括蒸汽压力值。

步骤S104，通过锅炉的热效率值、流体参数和辐射段出口的蒸汽参数计算得到锅炉的蒸
汽干度值。

具体地，将锅炉的热效率值、流体参数和辐射段出口的蒸汽参数带入计算公式中得到锅
炉的蒸汽干度值，该计算公式为：

$x=K_6\×\frac{K_2+\frac{L_2\×Q\×\mathrm{\η}}{L_1}+K_1\×P+K_3\×T}{K_4+K_5\×P}\×100\%$

其中，x为蒸汽干度值，％；L1为锅炉的进水流量，m3/h；L2为锅炉的天然气流量，m3/h；
Q为天然气热值，MJ/m3；η为锅炉的热效率；P为辐射段出口的蒸汽压力值，MPa；T为
锅炉的给水温度值，℃；K1至K5为经验系数；K6为校正系数。计算时，K1的选值范围在-55
至-50之间，K1值的选取与蒸汽压力值的大小有关，蒸汽压力值越高系数值选取越小。K2的
选值范围在-900至0之间，K2值的选取与锅炉热效率有关，热效率值越高系数值选取越小。
K3的选值范围在4至70之间，K3值的选取与给水温度有关，给水温度越高系数值选取越小。
K4的选值范围在1900至2000之间，K4值的选取与蒸汽压力的大小有关，压力值越高系数值
选取越大。K5的选值范围在-65至-62之间，K5值的选取与蒸汽压力的大小有关，压力值越高
系数值选取越大。K6校正系数为现有技术获取的蒸汽干度值与K6＝1时计算出的蒸汽干度值的
比值。

为了便于了解本申请，结合实施例进行说明，其具体描述如下：

现有一台锅炉，其进水口流量为20m3/h，该锅炉的天然气流量为1300m3/h，该天然气的
热值36.5MJ/m3，锅炉的热效率为85％，辐射段出口的蒸汽压力值为4.5MPa，锅炉的给水温
度值为15℃。在计算时，K1选值为-53，K2的选值为-882，K3的选值为4.2，K4的选值为1980，
K5的选值为-65，在K6＝1时，将上述数值代入公式中计算得出x＝56.83，若实际测得干度为60，
则K6＝60/56.83＝1.056，经K6校正后，公式计算获取的蒸汽干度值接近检测值。

本发明实施例还提供了一种蒸汽干度检测装置，该检测装置包括：

第一获取单元10，用于获取锅炉的热效率值。

其中，该第一获取单元包括第一计算模块和第一获取模块。通过第一计算模块计算锅炉
的有效利用热量与锅炉的燃料输入热量的比值，通过第一获取模块获取第一计算模块计算得
出的数值，即锅炉的热效率值。

第二获取单元20，用于获取锅炉的流体参数。

其中，该第二获取单元20包括第二获取模块、第三获取模块、第四获取模块和第五获取
模块。第二获取模块用于获取锅炉的进水流量；第三获取模块用于获取锅炉的天然气流量；
第四获取模块用于获取锅炉的天然气热值；第五获取模块用于获取锅炉的给水温度值。具体
地，进水流量和锅炉的天然气流量可通过锅炉进口处设置的进水流量计和天然气流量计获得，
锅炉的天然气热值可由天然气供应商提供。

第三获取单元30，用于获取锅炉的辐射段出口的蒸汽参数。

其中，第三获取单元30包括第六获取模块。第六获取模块用于获取锅炉的辐射段出口的
蒸汽压力值。具体地，蒸汽压力值可由锅炉的辐射段出口处设置的压力表检测得出。

计算单元40，用于通过锅炉的工作参数、流体参数和辐射段出口参数计算得到锅炉的蒸
汽干度值。

其中，计算单元40包括第二计算模块，该第二计算模块是基于以下计算公式得出，该计
算公式为：

$x=K_6\×\frac{K_2+\frac{L_2\×Q\×\mathrm{\η}}{L_1}+K_1\×P+K_3\×T}{K_4+K_5\×P}\×100\%$

其中，x为蒸汽干度值，％；L1为锅炉的进水流量，m3/h；L2为锅炉的天然气流量，m3/h；
Q为天然气热值，MJ/m3；η为锅炉的热效率；P为辐射段出口的蒸汽压力值，MPa；T为锅
炉的给水温度值，℃；K1至K5为经验系数；K6为校正系数。计算时，K1的选值范围在-55
至-50之间，K1值的选取与蒸汽压力值的大小有关，蒸汽压力值越高系数值选取越小。K2的
选值范围在-900至0之间，K2值的选取与锅炉热效率有关，热效率值越高系数值选取越小。
K3的选值范围在4至70之间，K3值的选取与给水温度有关，给水温度越高系数值选取越小。
K4的选值范围在1900至2000之间，K4值的选取与蒸汽压力的大小有关，压力值越高系数值
选取越大。K5的选值范围在-65至-62之间，K5值的选取与蒸汽压力的大小有关，压力值越高
系数值选取越大。K6校正系数为现有技术获取的蒸汽干度值与K6＝1时计算出的蒸汽干度值的
比值。

在本发明实施例中，通过将锅炉工作的热效率、锅炉的进水流量、天然气流量、天然气
热值、锅炉的辐射段出口处的蒸汽压力值以及锅炉的给水温度值输入计算单元40中，即可通
过该计算公式算出锅炉的蒸汽干度值；也可将锅炉内的进水流量计、天然气流量计、锅炉的
辐射段出口处的压力表以及锅炉的给水处的温度计与具有该计算公式的计算仪器电连接，通
过上述仪表将锅炉内的检测数据实时传输至该计算仪器中，并通过计算仪器显示出来，如此
可便于工作人员监控锅炉的蒸汽干度值，以保证锅炉的蒸汽干度值处于正常范围内，保证锅
炉的正常运行。

通过本发明实施例提供的技术方案，能够方便、快速地检测出蒸汽干度值；并且，上述
参数数据可实时检测获得，使得通过本发明的技术方案能够对锅炉的蒸汽干度值进行实时检
测，保证锅炉的正常运行。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员
来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等
同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。