一种油田站场智能温控换热装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种油田站场智能温控换热装置，涉及油田处理技术领域，包括换热器和热量控制器；换热器的热媒介质进口管道上安装线性调节阀、第一流量计和第一温度变送器，出口管道上安装第二温度变送器；换热器的冷媒介质进口管道上安装第二流量计和第三温度变送器，出口管道上安装第四温度变送器；各测量仪及线性调节阀均连接热量控制器；热量控制器根据各测量仪的实时数值计算换热器的冷媒介质热量值；若相对预设冷媒介质热量值发生变化，则推算当前所需的热媒介质热量值，并计算对应热媒介质流量，调节线性调节阀，控制热媒介质进口的流量，实现换热器的温度控制。本发明专利技术解决了油田站场换热器在工况变化时，温度不易控制的难题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种油田站场智能温控换热装置


[0001]本专利技术涉及油田处理
，尤其涉及到一种油田站场智能温控换热装置。

技术介绍

[0002]通常，原油通过集输管道进入油田站场以后，首先通过一级气液分离，然后升温进行脱水。在升温脱水阶段，油田站场对原油进行升温的设备主要是换热器，换热器是一种通过热水或者蒸汽给原油换热的设备，即将热水或蒸汽用作热媒介质，油田站场一般采用热水进行换热，目前大部分站场的换热器采用手动截止阀，然后通过换热器热媒介质和冷媒介质进出口的温度观察换热效果，如果冷媒介质出口的温度降低，则通过增大截止阀开度，增加热媒介质流量，提高冷媒介质出口的温度，如果冷媒介质出口温度过高，则通过减小截止阀开度，减少热媒介质流量，降低冷媒介质出口的温度。
[0003]目前的换热系统存在以下问题：
[0004]1、换热器如果采用手动阀门，需要纯人工操作，由于原油进入油田站场的液量实时波动，人员劳动强度大；
[0005]2、虽然部分油田站场换热器进出口增加了电动阀，但电动阀需要中控室控制开度，中控室仍需实时有人进行监控；
[0006]3、即使换热器进出口管线增加了电动阀，但是电动阀开度由人为控制，在冷媒介质温度降低和升高需要调节水量时，无法定量调节，需要多次调节后才能达到需要的温度。
[0007]4、部分油田站场为了降低工人劳动强度，提高站场的数字化程度，将换热器进出口电动阀和进出口的温变进行了联锁，希望可以通过自动联锁实现热媒介质流量自动调节，在冷媒介质出口温度升高/降低时，电动阀动作减少/增加热媒介质的流量；但是因为换热器换热具有延迟性，电动阀动作一段时间后，换热器冷媒介质出口的介质温度才能显示出来，但这时的电动阀开度已经过大，造成换热器冷媒介质温度出口高于目标温度，根据联锁要求，电动阀又开始动作，减少热媒介质流量，由于换热器换热效果的延迟性，等到冷媒介质出口温度显示出来，电动阀门的开度已经过小，周而复始，造成电动阀一直在动作，增加了电动阀故障的几率，缩短电动阀使用寿命。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术提供了一种油田站场智能温控换热装置，通过配置流量计、调节阀、温度变送器等检测仪表，并相互联锁，以用于解决目前原油换热器在工况变化时，温升不易控制、人员操作劳动强度大、流量调节电动阀容易损坏等难题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0010]一种油田站场智能温控换热装置，包括：换热器和热量控制器；
[0011]所述换热器的热媒介质进口管道上沿热媒介质流动方向依次安装有线性调节阀、第一流量计和第一温度变送器，热媒介质出口管道上安装有第二温度变送器；
[0012]所述换热器的冷媒介质进口管道上沿冷媒介质流动方向依次安装有第二流量计
和第三温度变送器，冷媒介质出口管道上安装有第四温度变送器；
[0013]所述线性调节阀、第一流量计、第二流量计、第一温度变送器、第二温度变送器、第三温度变送器、第四温度变送器均连接所述热量控制器；
[0014]所述热量控制器根据所述第二流量计、第三温度变送器和第四温度变送器的实时数值计算换热器的冷媒介质热量值；若所述冷媒介质热量值相对预设冷媒介质热量值发生变化，则推算当前所需的热媒介质热量值，根据所述热媒介质热量值及所述第一温度变送器、第二温度变送器的实时数值计算热媒介质流量，根据所述热媒介质流量和所述第一流量计的实时数值的差值，调节所述线性调节阀，控制热媒介质进口的流量，实现换热器的温度控制。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述热量控制器中装载热量超前计算软件；
[0016]所述热量控制器根据所述第三温度变送器、第四温度变送器分别获取冷媒介质进、出口温度，根据第二流量计获取冷媒介质流量；
[0017]所述热量超前计算软件根据冷媒介质进、出口温度、冷媒介质流量计算换热器的冷媒介质热量值。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，计算换热器的冷媒介质热量值，公式为：
[0019]q
(冷媒介质)
＝c
(冷媒介质)
m
(冷媒介质)
(T
B
‑
T
A
)；
[0020]其中，
[0021]c
(冷媒介质)
表示冷媒介质的比热容；
[0022]m
(冷媒介质)
表示当前的冷媒介质流量；
[0023]T
A
、T
B
分别表示当前的冷媒介质进、出口温度。
[0024]作为本专利技术的进一步改进，预设冷媒介质热量值，包括：
[0025]预设所述换热器冷媒介质的进口温度T3、出口温度T4，冷媒介质的流量M
(冷媒介质)
，计算冷媒介质所需的热量，公式为：
[0026]Q
(冷媒介质)
＝c
(冷媒介质)
M
(冷媒介质)
(T4‑
T3)
[0027]其中，
[0028]c
(冷媒介质)
表示冷媒介质的比热容；
[0029]将Q
(冷媒介质)
作为预设冷媒介质热量值。
[0030]作为本专利技术的进一步改进，推算当前所需的热媒介质热量值，包括：
[0031]根据热量平衡公式：q
(热媒介质)
η
(换热效率)
＝q
(冷媒介质)
[0032]其中，
[0033]q
(冷媒介质)
表示当前换热器的冷媒介质热量值；
[0034]q
(热媒介质)
表示当前所需的热媒介质热量值；
[0035]η
(换热效率)
表示换热器的换热效率。
[0036]作为本专利技术的进一步改进，根据所述热媒介质热量值及所述第一温度变送器、第二温度变送器的实时数值计算热媒介质流量；包括：
[0037]根据热媒介质热量值计算公式计算热媒介质流量，公式为：
[0038]m
(热媒介质)
＝q
(热媒介质)
/(c
(热媒介质)
(T1‑
T2))
[0039]其中，
[0040]q
(热媒介质)
表示当前所需的热媒介质热量值；
[0041]c
(热媒介质)
表示热媒介质的比热容；
[0042]m
(热媒介质)
表示当前的热媒介质流量；
[0043]T1、T2分别表示当前的热媒介质进、出口温度。
[0044]作为本专利技术的进一步改进，所述第一流量计采用质量流量计；
[0045]在所述冷媒介质为原油混合介质时，测量原油混合介质的质量和含水率；
[0046]根据所述含水率计算原油混合介质的比热容，公式为：
[0047]c
(原油混合介质)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油田站场智能温控换热装置，其特征在于，包括：换热器和热量控制器；所述换热器的热媒介质进口管道上沿热媒介质流动方向依次安装有线性调节阀、第一流量计和第一温度变送器，热媒介质出口管道上安装有第二温度变送器；所述换热器的冷媒介质进口管道上沿冷媒介质流动方向依次安装有第二流量计和第三温度变送器，冷媒介质出口管道上安装有第四温度变送器；所述线性调节阀、第一流量计、第二流量计、第一温度变送器、第二温度变送器、第三温度变送器、第四温度变送器均连接所述热量控制器；所述热量控制器根据所述第二流量计、第三温度变送器和第四温度变送器的实时数值计算换热器的冷媒介质热量值；若所述冷媒介质热量值相对预设冷媒介质热量值发生变化，则推算当前所需的热媒介质热量值，根据所述热媒介质热量值及所述第一温度变送器、第二温度变送器的实时数值计算热媒介质流量，根据所述热媒介质流量和所述第一流量计的实时数值的差值，调节所述线性调节阀，控制热媒介质进口的流量，实现换热器的温度控制。2.根据权利要求1所述的油田站场智能温控换热装置，其特征在于：所述热量控制器中装载热量超前计算软件；所述热量控制器根据所述第三温度变送器、第四温度变送器分别获取冷媒介质进、出口温度，根据第二流量计获取冷媒介质流量；所述热量超前计算软件根据冷媒介质进、出口温度、冷媒介质流量计算换热器的冷媒介质热量值。3.根据权利要求1所述的油田站场智能温控换热装置，其特征在于：计算换热器的冷媒介质热量值，公式为：q
(冷媒介质)
＝c
(冷媒介质)
m
(冷媒介质)
(T
B
‑
T
A
)；其中，c
(冷媒介质)
表示冷媒介质的比热容；m
(冷媒介质)
表示当前的冷媒介质流量；T
A
、T
B
分别表示当前的冷媒介质进、出口温度。4.根据权利要求1所述的油田站场智能温控换热装置，其特征在于：预设冷媒介质热量值，包括：预设所述换热器冷媒介质的进口温度T3、出口温度T4，冷媒介质的流量M
(冷媒介质)
，计算冷媒介质所需的热量，公式为：Q
(冷媒介质)
＝c
(冷媒介质)
M
(冷媒介质)
(T4‑
T3)其中，c
(冷媒介质)
表示冷媒介质的比热容；将Q
(冷媒介质)
作为预设冷媒介质热量值。5.根据权利要求1所述的油田站场智能温控换热装置，其特征在于：推算当前所需的热媒介质热量值，包括：根据热量平衡公式：q
(热媒介质)
η
(换热效率)
＝q
(冷媒介质)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲虎，宋义伟，刘静，刘磊，邵艳波，林俊岭，李庆盛，张鹏虎，杨佳朋，马志远，刘钊，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：