CN109307257A - 注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，其给水参数监测单元采集供水的流量、压力和温度数据，供风参数监测单元采集供风的流量、压力和温度数据，供油参数监测单元采集供油的流量、压力和温度数据，烟气参数监测单元采集炉膛管壁温度、烟气氧含量、烟气温度，锅炉蒸汽出口参数监测单元采集锅炉蒸汽出口的蒸汽流量、干度、温度、压力数据，指令收发单元将接收到的数据传输给远程控制系统，该远程控制系统根据接收到的数据，实时计算系统的热效率。本发明是新型的全分离的气液两相流量计，无需标定能够达到单相计量的精度，不仅适用于低流速下的分层流、波状分层流，还适用于高流速下的环状流和弹状流。

Description

注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统

技术领域

本发明涉及石油工业稠油热采地面注汽工艺，具体来讲是一种涉及到注汽锅炉干度 与热效率自动监测及优化控制系统。

背景技术

随着世界范围内稠油开采规模的不断扩大，注蒸汽开采稠油作为一种成熟工艺已越 来越引起人们的重视，油田注汽锅炉的技术更新成为大势所趋。现在常用的油田注汽锅炉都采用直流锅炉形式，主要包括燃烧系统、辐射段、过渡段、对流段、水-水换热器和 烟囱组成。

注汽锅炉是现在油田中应用最广泛的蒸汽注入设备，其将水转化为干度为75℃的湿 饱和蒸汽，注入井下，对油层进行加热，以降低原油粘度，从而提高采收率。目前燃料 主要包括原油、天然气、水煤浆等，因此注汽锅炉分为烧原油注汽锅炉、烧天然气注汽 锅炉、烧煤注汽锅炉。其燃烧运行品质和输出蒸汽质量与热注效果密切相关。为保证设 备运行的有效性、经济性和安全性，对锅炉运行的控制操作提出越来越高的要求。但在 蒸汽干度和燃烧控制方面，普遍处于人工手动操作控制，生产中面对工况的变化和负荷 的调整仍然严重依赖人工的操作经验，不易维持良好的燃烧效率，输出的蒸汽干度容易 受到燃烧波动的影响。目前，锅炉设备配置了自动化的数据采集和操作界面，在一定程 度上便利了操作运行，改善了设备运行的安全性。

目前现场注汽锅炉干度监测技术主要是焓值不变法、化学滴定法，或者电导测试法。 通过蒸汽焓不变的原理去测量干度，它的局限性在于它只能在蒸汽压力在2MPa以下和蒸 汽干度大于95的情况下采用。专利CN03112131.4是涉及湿蒸汽锅炉生产过程中湿蒸汽干 度自动化调节控制方法。其主要特征是所用湿蒸汽的焓作为调节系统的给定值，以燃料量为被调量，实施燃料量对湿蒸汽的焓进行适时跟踪，实现湿蒸汽干度自动化调控。但 是，根据油田注汽锅炉运行及工艺上的合理性要求，按照这种思路所设计的蒸汽干度单 回路控制系统的控制效果往往并不理想，尤其是在管网压力、锅炉负荷(在单位时间内锅 炉所产生的湿蒸汽量)波动等外界干扰下更是如此。

化学滴定法或电导测试法，其原理都是通过监测锅炉给水的离子浓度和锅炉出口蒸 汽中水的离子浓度，两者相比得到锅炉出口蒸汽的干度如专利CN200920140220.9是采用与PLC连接的在线电导仪直接监测锅炉入口和出口水的电导率的方式进行监测，考虑直流锅炉结构，注汽锅炉入口的水经过锅炉内部一系列管道流道 锅炉出口，必然存在一定时间差，因此此时测量的锅炉入口的水中离子的浓度和锅炉出 口水离子的浓度，不能准确代表一个样。

针对提高注汽锅炉热效率方面常用的方法是在注汽锅炉烟囱内部、对流段的上方， 设置水-水换热器，通将高温烟气携带的能量回收给锅炉给水，加热锅炉给水问题，降低 排烟温度，提高注汽锅炉热效率的目的,如专利CN201310680879就是采用低温受热单元与 水-水换热器等设备回收锅炉预热。

专利CN200910104012.8是在以上技术的基础上，集成了CPU、PLC和参数传感器和数 据采集器和最优算法的一套系统，是一种注汽锅炉最优化运行控制系统，基本上实现了原有注汽锅炉的高效运行。但是其核心特征CPU内存储有干度双闭环控制系统中的干度 监测是基于不准确的锅炉热效率计算公式：η＝(1.011+0.0174 (Y_yq-1))-(3.96*10^-4+3.299(Y_yq-1)*10^-4)T_yq-0.025，再按照以下计算干 度的公式：所得的干度误差进一步放大，其然后采 用测定锅炉进口水电导率和锅炉出口冷凝水的电导率，得到蒸汽干度，但其响应速度慢， 根据锅炉蒸汽加热和产生过程来讲，考虑10分钟的延迟，因此对干度测试都存在同步性 差，在按照以上数据进行相应的调整，大大降低了蒸汽干度和热效率的稳定性。为此我 们发明了一种新的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，解决了以上技术问 题。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对目前注汽锅炉干度监测现状，在注汽锅炉出口安装实 时在线的蒸汽流量、干度、温度和压力监测仪器，结合锅炉运行参数监测，实时在线监测锅炉热效率和锅炉运行工况的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化 控制系统，该注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统包括给水参数监测单元，供风参数监测单元，供油参数监测单元，烟气参数监测单元，锅炉蒸汽出口参数监测单 元，指令收发单元和远程控制系统，该给水参数监测单元采集供水的流量、压力和温度 数据，并将数据传输给该指令收发单元，该供风参数监测单元采集供风的流量、压力和 温度数据，并将数据传输给该指令收发单元，该供油参数监测单元采集供油的流量、压 力和温度数据，并将数据传输给该指令收发单元，该烟气参数监测单元采集炉膛管壁温 度、烟气氧含量、烟气温度，并将数据传输给该指令收发单元，该锅炉蒸汽出口参数监 测单元采集锅炉蒸汽出口的蒸汽流量、干度、温度、压力数据，并将数据传输给该指令 收发单元，该指令收发单元连接于各参数监测单元，将接收到的数据传输给该远程控制 系统，该远程控制系统连接于该指令收发单元，根据接收到的数据，实时计算系统的热 效率。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该远程控制系统根据接收到的数据，配合正平衡计算方法实时计算系统的热效率， 计算公式为：

其中η为注汽锅炉热效率；G为蒸汽流量；h_B锅炉出口蒸汽比焓，h_w为锅炉入口水比焓，由给水压力和温度求定；B为燃料消耗量；为燃料的应用基低位发热量；i_rx为燃 料的物理显热。

该给水参数监测单元包括采集进水流量的进水流量传感器、采集进水温度和压力的 进水温度和压力传感器、采集水水换热器进出口温度和压力的采集水水换热器进出口温 度和压力传感器，所述多个传感器顺序连接在注汽锅炉的给水管道系统上。

该供风参数监测单元包括采集供风流量的供风流量传感器、采集鼓风压力和温度的 鼓风压力和温度传感器，所述多个传感器顺序连接在注汽锅炉的供风管道系统上。

该供油参数监测单元包括采集燃油或燃气流量的燃油或燃气流量传感器、采集燃油 或燃气温度和压力的燃油或燃气温度和压力传感器、采集雾化压力和温度的雾化压力和 温度传感器，所述多个传感器顺序连接在注汽锅炉的燃油或燃气管道系统上。

该烟气参数监测单元包括采集炉膛管壁温度的炉膛管壁温度传感器、采集烟气氧含 量的烟气氧含量传感器、采集烟气温度的烟气温度传感器，所述多个传感器顺序连接在注汽锅炉的烟道系统上。

该锅炉蒸汽出口参数监测单元包括锅炉出口蒸汽管道、缩颈管道、管内旋流装置、同轴过滤圆管、水相沉降管、水相支管和差压式流量计量计，该缩颈管道连接于该锅炉 出口蒸汽管道，该管内旋流装置、该同轴过滤圆管顺序位于该缩颈管道内，锅炉产生的 蒸汽通过该锅炉出口蒸汽管道进入，通过该缩颈管道流入该管内旋流装置中，从该管内 旋流装置中整流后的环状流流体流进该同轴过滤圆管中去，该水相沉降管与该缩颈管道 连通，位于该同轴过滤圆管下方，该同心圆环隔板位于该同轴过滤圆管后方的该缩颈管 道内，贴壁的水相部分在流过该同轴过滤圆管的过程中，通过该同轴过滤圆管的管壁均 匀开孔，贴壁的水不断流入该缩颈管道与该同轴过滤圆管的管壁之间，由于该同心圆环 隔板的封隔，分离的陆续流入该水相沉降管中去，该水相直管与该水相沉降管的侧壁和 该缩颈管道的末端连通，该差压式流量计量计位于该水相支管内，该水相沉降管中的水 相通过该水相支管和该差压式流量计量计计量水相的流量。

该锅炉蒸汽出口参数监测单元还包括水相液位跟踪装置和水相阻力阀，该水相液位 跟踪装置位于该水相沉降管内，该水相阻力阀位于该水相支管上，当该水相液位跟踪装置监测到液位超过设定的高限的时候，该水相阻力阀将自动打开，降低水相支管阻力， 当液位低于设定的低限的时候，该水相阻力阀自动关小，增加水相支管阻力。

该锅炉蒸汽出口参数监测单元还包括简易旋风分离装置、入口管道、气相分支管和 阻力调节阀，该简易旋风分离装置位于该入口管道内，部分带水蒸汽通过该简易旋风分离装置，通过旋风分离和重力分离方式，沉降到该缩颈管道与该同轴过滤圆管的管壁之间，由于该同心圆环隔板的封隔，分离水同样流入该水相沉降管中去，分离的气体进入 该气相分支管通过该气相阻力阀与分离出来的干蒸汽混合，并通过该差压式气相流量计 计量单相的干蒸汽流量。

该锅炉蒸汽出口参数监测单元还包括管道内阻力元器件，该管道内阻力元器件位于 该缩颈管道的末端，采用孔板这些阻力元件结构，平衡该缩颈管道与该气相分支管的压降。

该管道内阻力元器件计算气相压力降和液相压力降的公式为：

∑ΔP_G＝∑ΔP_L＝ΔP

式中：ΔP_L液相分支管压力降，ΔP_G汽相分支管压力降，ΔP总压力降，ρ_L液相密度，ρ_G汽相密度，ζ_L液相摩阻系数，ζ_G汽相摩阻系数，u_L液相流速，u_G汽相流速。

该锅炉蒸汽出口参数监测单元还包括混合蒸汽温度压力测量装置，该混合蒸汽温度 压力测量装置位于该缩颈管道的末端，计量完毕的气相和水相通过该缩颈管道流过该混 合蒸汽温度压力测量装置，进行蒸汽温度和压力的测量。

该管内旋流装置包括旋流装置入口和旋流装置叶片，从锅炉出口流出的蒸汽进入该 旋流装置入口，该旋流装置叶片通过旋流作用将旋流装置内蒸汽流型整流成整流后环状 流型。

该旋流装置叶片由4-8片螺旋叶片组成，叶片高度小于锅炉主管管径的0.6-0.8倍， 中间是无轴，采用交叉旋转方式构成，固定在该管内旋流装置的圆形管道内。

该远程控制系统接收该锅炉蒸汽出口参数监测单元采集的数据，通过实时 得到蒸汽干度；通过M＝M_g+M_l得到蒸汽流量并跟锅炉给水流量进行对比，其中X为干 度，M_L为液相质量流量，M_g为气相质量流量，M为两相质量流量。

本发明中的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，尽量利用锅炉原有生 产设备，降低系统改造成本，做到系统简便易用，符合操作工的操作习惯，减轻操作工人的劳动强度。锅炉过程数据集中监视，数据报表，历史趋势记录。注汽锅炉热效率在 线计算以及出口干度的在线监测。在油田注汽锅炉主要结构基础上，通过连接在锅炉出 口的高灵敏度的在线蒸汽流量、干度监测单元和锅炉运行参数监控系统，配合正平衡计 算方法：实时计算系统的热效率，根据运行负荷及时与系统存储的优 化图版进行对比，发现偏差，系统自动调整火量或进风量，如无法调整的时候，专家系 统及时显示并告诉锅炉操作人员或远程监控人员，显示影响热效率的主要参数，通过有 经验的人员判断问题所在，对相关硬件系统进行及时整改，保证系统恢复到该锅炉的合 理热效率范围。针对不稳定的井底压力，自动调整燃料量，保证干度(70％-75％，其热量 的比焓值2330.19kj/kg,2396.07kj/kg)5％之间波动，长期保证锅炉出口蒸汽的恒定值， 实现锅炉的恒定供汽的指标。

本发明的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统是一种新型的组合方式， 不同于目前锅炉干度监测单元。其是新型的全分离的气液两相流量计，无需标定能够达 到单相计量的精度。本发明利用多级旋流装置，采用旋流强制流动的手段，增加了注汽锅炉分离适用范围，不仅适用于低流速下的分层流、波状分层流，还适用于高流速下的 环状流和弹状流。

附图说明

图1为本发明的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统的一具体实施例的 结构图；

图2为本发明的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统的结构模块图；

图3为本发明的一具体实施例中锅炉蒸汽出口参数监测单元的结构图；

图4为本发明的一具体实施例中管内旋流装置整流示意图；

图5为本发明的一具体实施例中旋流装置叶片的结构示意图；

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例， 并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1和图2所示，图1中采用的是常用的注汽锅炉的锅炉本体，锅炉本体指的是锅炉 的总体框架，主要包括锅炉供水单元1、供风单元2、供油或气单元3、燃烧单元4、注汽 锅炉炉膛5、水-水换热器6、烟囱7、变频器10等组成。

本发明所述供水单元1给注汽锅炉提供水源；所述供风单元2给锅炉提供燃烧用空气； 所述供油或气单元3给注汽锅炉提供燃烧需要的燃料；所述燃烧单元4是一套集成了送风 系统、点火系统、监测单元、燃料系统、电控系统的机构，是锅炉核心部件之一；所述 注汽锅炉炉膛5是燃料燃烧产生高温烟气加热炉膛内直流管的结构，是将锅炉给水一步步 加热成蒸汽的场所；所述水-水换热器6是设置有内管和外管，实现锅炉给水升温的装置， 降低排烟温度，提高给水温度，达到节能的目的；所述烟囱7是将锅炉燃烧产生的尾气通 过处理排入大气的单元。

如图2，本发明的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统包括给水参数监测 单元101，供风参数监测单元102，供油参数监测单元103，烟气参数监测单元104，锅炉蒸汽出口参数监测单元105，指令收发单元106和远程控制系统107。

给水参数监测单元101采集供水的流量、压力和温度数据，并将数据传输给指令收发 单元106。在一实施例中，给水参数监测单元101包括进水流量传感器21、进水温度和压力传感器22、水水换热器进出口温度和压力传感器23，采用顺序连接在给水管道系统上。

供风参数监测单元102采集供风的流量、压力和温度数据，并将数据传输给指令收发 单元106。在一实施例中，供风参数监测单元102包括供风流量传感器24、鼓风压力和温度传感器25，采用顺序连接在供风管道系统上。

供油参数监测单元103采集供油的流量、压力和温度数据，并将数据传输给指令收发 单元106。在一实施例中，供油参数监测单元103包括燃油或燃气流量传感器26、燃油或燃气温度和压力传感器27、雾化压力和温度传感器28，采用顺序连接在燃油或燃气管道 系统上。

烟气参数监测单元104采集炉膛管壁温度、烟气氧含量、烟气温度，并将数据传输给 指令收发单元106。在一实施例中，烟气参数监测单元104包括炉膛管壁温度传感器29、烟气氧含量传感器30、烟气温度传感器31，采用顺序连接在烟道系统上。

锅炉蒸汽出口参数监测单元105采集锅炉蒸汽出口的蒸汽流量、干度、温度、压力数 据，并将数据传输给指令收发单元106。

指令收发单元106将接收到的数据传输给远程控制系统107，并将远程控制系统107的 指令传输到各监测单元。

远程控制系统107根据接收到的数据，配合正平衡计算方法：其中η为注汽锅炉热效率，G为蒸汽流量，h_B锅炉出口蒸汽比焓(由给水压力和温度求定),B为燃料消耗量，为燃料的应用基低位发热量，i_rx为燃料的物理显热。实时计算系统 的热效率，根据运行负荷及时与系统存储的优化图版进行对比，发现偏差。而提高锅炉 热效率的途径就是减少排烟热损失，即降低空气过剩系数及烟气温度。远程控制系统107 发送控制指令给指令收发单元106，自动调整火量或进风量，如无法调整的时候，则及时 显示并告诉锅炉操作人员或远程监控人员，显示影响热效率的主要参数，通过有经验的 人员判断问题所在，对相关硬件系统进行及时整改，保证系统恢复到该锅炉的合理热效 率范围。针对不稳定的井底压力，自动调整燃料量，保证干度(70％-75％，其热量的比焓 值2330.19kj/kg,2396.07kj/kg)5％之间波动，长期保证锅炉出口蒸汽的恒定值，实现 锅炉的恒定供汽的指标。

在一实施例中，远程控制系统107将采集到的数据进行集成运算，进行给水、供风和 燃油量等控制，实现注汽锅炉高效运转，并采集注汽锅炉出口的干度信号，实践表明，根据锅炉蒸汽干度被控对象的特点，仅靠调节燃料量无法达到干度控制上的有效性和快速性。考虑到注汽锅炉对负荷稳定性的要求并不是十分苛刻，所以在蒸汽干度出现偏差 的开始阶段适量调节给水量在工艺上也是可行的。通过对比干度设定值和锅炉给水设定 值与进水流量和蒸汽流量干度的差值判定干度是否满足要求，如果不满足要求，属于系 统的蒸汽干度多变量控制系统中，通过指令收发系统106调整锅炉进水流量数值和燃油或 燃气流量数值，并最终使锅炉出口干度符合要求。从而当来自外界的干扰(如注汽管网压 力的波动等)或内部的干扰(如燃料的成分、燃料气压力的改变)使蒸汽干度偏离设定值时， 进水流量和燃油或燃气流量调节同时作用，快速消除蒸汽干度偏差。

如图3所示，锅炉干度自动监测装置包括锅炉出口蒸汽管道51、缩颈管道52、管内旋 流装置53、同轴过滤圆管54、简易旋风分离装置55、气体阻力调节阀56、水相沉降管57、水相液位跟踪装置58、管道内阻力元器件59、同心圆环隔板60、水相支管61、差压式流 量计量计62、水相阻力阀63、差压式气相流量计64、混合蒸汽温度压力测量装置65、蒸 汽出口66、远程控制系统67、入口管道68和气相分支管69组成。

锅炉产生的蒸汽通过锅炉出口蒸汽管道51进入，通过缩颈管道52流入管内旋流装置 53中，其如图4所述，其具体过程如下，缩颈管道52流入管内旋流装置53中的整流进入旋流装置入口901，其管内蒸汽流型902(可能存在流型是分层流、环状流、泡状流)后， 不管是分层流还是环状流，进入旋流装置叶片903后进行整流，其最后流型均整流后环状 流型904的形式，即标准的内部中心是气核，贴管壁部分水环的结构。其中旋流装置叶片 903的具体结构如图5所述，其由4-8片螺旋叶片组成，叶片高度小于锅炉主管管径的 0.6-0.8倍，中间是无轴，固定在旋流装置的圆形管道内。通过管内旋流装置的强烈旋转 将高含气低含水的两相湿蒸汽进行整流，整成标准的气核在中心，液膜贴管壁的环状流。 从管内旋流装置53中整流后的环状流流体流进同轴过滤圆管54中去，此时贴壁的水相部 分在流过同轴过滤圆管54的过程中，通过管壁均匀开孔，贴壁的水不断流入主管与同轴 过滤管壁之间，由于同心圆环隔板60的封隔，分离的陆续流入水相沉降管57中去，水相 沉降管57中装有自动浮球式液位控制装置58，当液位超过设定的高限的时候，水相阻力 阀63将自动打开，降低水相管路阻力，当液位低于设定的低限的时候，水相阻力阀63将 自动关小，增加水相管路阻力，从而实现沉降管内液位恒定，保证气相分支管和主管内 蒸汽不掺混水相，此时从沉降管中水相通过水相支管61和差压式流量计量计62中计量水 相的流量。简易旋风分离装置55位于该装置的入口管道68内，部分带水蒸汽通过简易旋 风分离装置55，通过旋风分离和重力分离方式，沉降到主管与同轴过滤管壁之间，由于 同心圆环隔板60的封隔，分离水同样流入水相沉降管57中去，分离的气体进入气相分支 管69通过气相阻力阀56与分离出来的干蒸汽混合，并通过差压式气相流量计64计量单相 的干蒸汽流量。其中由于气相支路中压损大于主管路中的压力损失，因此在主管路中布 置了管道内阻力元器件59，其采用孔板等阻力元件结构，平衡主管路与气相分支管理的 压降，其计算方法如下：∑ΔP_G＝∑ΔP_L＝ΔP(气相液相压差平衡)， (气相平衡条件，气相阻力系数，气相密度，气相流速)，(液相平衡 条件，液相阻力系数，液相密度，液相流速)。式中：ΔP_L液相分支管压力降，ΔP_G汽相 分支管压力降，ΔP总压力降，ρ_L液相密度，ρ_G汽相密度，ζ_L液相摩阻系数，ζ_G汽相 摩阻系数，u_L液相流速，u_G汽相流速。

计量完毕的气相和水相通过主管流过混合蒸汽温度压力测量装置65，实现蒸汽温度 和压力的测量(也可以通过监测温度数据依据饱和蒸汽表计算压力)，混合后的蒸汽通过 蒸汽出口66流出并进入地面注汽管道。通过安装在上面的温度、压力、流量传感器采集相应的信号，通过数据线远传给远程控制系统67中去，通过实时得到蒸汽干度； 通过M＝M_g+M_l得到蒸汽流量并跟锅炉给水流量进行对比，其中，X，干度，M_L液相 质量流量，M_g气相质量流量，M两相质量流量。

Claims (15)

1.注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，其特征在于，该注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统包括给水参数监测单元，供风参数监测单元，供油参数监测单元，烟气参数监测单元，锅炉蒸汽出口参数监测单元，指令收发单元和远程控制系统，该给水参数监测单元采集供水的流量、压力和温度数据，并将数据传输给该指令收发单元，该供风参数监测单元采集供风的流量、压力和温度数据，并将数据传输给该指令收发单元，该供油参数监测单元采集供油的流量、压力和温度数据，并将数据传输给该指令收发单元，该烟气参数监测单元采集炉膛管壁温度、烟气氧含量、烟气温度，并将数据传输给该指令收发单元，该锅炉蒸汽出口参数监测单元采集锅炉蒸汽出口的蒸汽流量、干度、温度、压力数据，并将数据传输给该指令收发单元，该指令收发单元连接于各参数监测单元，并将接收到的数据传输给该远程控制系统，该远程控制系统连接于该指令收发单元，根据接收到的数据，实时计算系统的热效率。

2.根据权利要求1所述的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，其特征在于，该远程控制系统根据接收到的数据，配合正平衡计算方法实时计算系统的热效率，计算公式为：

其中η为注汽锅炉热效率；G为蒸汽流量；h_B锅炉出口蒸汽比焓，h_w为锅炉入口水比焓，由给水压力和温度求定；B为燃料消耗量；为燃料的应用基低位发热量；i_rx为燃料的物理显热。

3.根据权利要求1所述的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，其特征在于，该给水参数监测单元包括采集进水流量的进水流量传感器、采集进水温度和压力的进水温度和压力传感器、采集水水换热器进出口温度和压力的采集水水换热器进出口温度和压力传感器，所述多个传感器顺序连接在注汽锅炉的给水管道系统上。

4.根据权利要求1所述的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，其特征在于，该供风参数监测单元包括采集供风流量的供风流量传感器、采集鼓风压力和温度的鼓风压力和温度传感器，所述多个传感器顺序连接在注汽锅炉的供风管道系统上。

5.根据权利要求1所述的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，其特征在于，该供油参数监测单元包括采集燃油或燃气流量的燃油或燃气流量传感器、采集燃油或燃气温度和压力的燃油或燃气温度和压力传感器、采集雾化压力和温度的雾化压力和温度传感器，所述多个传感器顺序连接在注汽锅炉的燃油或燃气管道系统上。

6.根据权利要求1所述的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，其特征在于，该烟气参数监测单元包括采集炉膛管壁温度的炉膛管壁温度传感器、采集烟气氧含量的烟气氧含量传感器、采集烟气温度的烟气温度传感器，所述多个传感器顺序连接在注汽锅炉的烟道系统上。

7.根据权利要求1所述的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，其特征在于，该锅炉蒸汽出口参数监测单元包括锅炉出口蒸汽管道、缩颈管道、管内旋流装置、同轴过滤圆管、水相沉降管、水相支管和差压式流量计量计，该缩颈管道连接于该锅炉出口蒸汽管道，该管内旋流装置、该同轴过滤圆管顺序位于该缩颈管道内，锅炉产生的蒸汽通过该锅炉出口蒸汽管道进入，通过该缩颈管道流入该管内旋流装置中，从该管内旋流装置中整流后的环状流流体流进该同轴过滤圆管中去，该水相沉降管与该缩颈管道连通，位于该同轴过滤圆管下方，该同心圆环隔板位于该同轴过滤圆管后方的该缩颈管道内，贴壁的水相部分在流过该同轴过滤圆管的过程中，通过该同轴过滤圆管的管壁均匀开孔，贴壁的水不断流入该缩颈管道与该同轴过滤圆管的管壁之间，由于该同心圆环隔板的封隔，分离的陆续流入该水相沉降管中去，该水相直管与该水相沉降管的侧壁和该缩颈管道的末端连通，该差压式流量计量计位于该水相支管内，该水相沉降管中的水相通过该水相支管和该差压式流量计量计计量水相的流量。

8.根据权利要求7所述的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，其特征在于，该锅炉蒸汽出口参数监测单元还包括水相液位跟踪装置和水相阻力阀，该水相液位跟踪装置位于该水相沉降管内，该水相阻力阀位于该水相支管上，当该水相液位跟踪装置监测到液位超过设定的高限的时候，该水相阻力阀将自动打开，降低水相支管阻力，当液位低于设定的低限的时候，该水相阻力阀自动关小，增加水相支管阻力。

9.根据权利要求8所述的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，其特征在于，该锅炉蒸汽出口参数监测单元还包括简易旋风分离装置、入口管道、气相分支管和阻力调节阀，该简易旋风分离装置位于该入口管道内，部分带水蒸汽通过该简易旋风分离装置，通过旋风分离和重力分离方式，沉降到该缩颈管道与该同轴过滤圆管的管壁之间，由于该同心圆环隔板的封隔，分离水同样流入该水相沉降管中去，分离的气体进入该气相分支管通过该气相阻力阀与分离出来的干蒸汽混合，并通过该差压式气相流量计计量单相的干蒸汽流量。

10.根据权利要求9所述的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，其特征在于，该锅炉蒸汽出口参数监测单元还包括管道内阻力元器件，该管道内阻力元器件位于该缩颈管道的末端，采用孔板这些阻力元件结构，平衡该缩颈管道与该气相分支管的压降。

11.根据权利要求10所述的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，其特征在于，该管道内阻力元器件计算气相压力降和液相压力降的公式为：

∑ΔP_G＝∑ΔP_L＝ΔP

式中：ΔP_L液相分支管压力降，ΔP_G汽相分支管压力降，ΔP总压力降，ρ_L液相密度，ρ_G汽相密度，ζ_L液相摩阻系数，ζ_G汽相摩阻系数，u_L液相流速，u_G汽相流速。

12.根据权利要求11所述的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，其特征在于，该锅炉蒸汽出口参数监测单元还包括混合蒸汽温度压力测量装置，该混合蒸汽温度压力测量装置位于该缩颈管道的末端，计量完毕的气相和水相通过该缩颈管道流过该混合蒸汽温度压力测量装置，进行蒸汽温度和压力的测量。

13.根据权利要求7所述的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，其特征在于，该管内旋流装置包括旋流装置入口和旋流装置叶片，从锅炉出口流出的蒸汽进入该旋流装置入口，该旋流装置叶片通过旋流作用将旋流装置内蒸汽流型整流成整流后环状流型。

14.根据权利要求13所述的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，其特征在于，该旋流装置叶片由4-8片螺旋叶片组成，叶片高度尺寸介于锅炉主管管径的0.6-0.8倍之间，中间是无轴，采用交叉旋转方式构成，固定在该管内旋流装置的圆形管道内。

15.根据权利要求1所述的注汽锅炉干度与热效率自动监测及优化控制系统，其特征在于，该远程控制系统接收该锅炉蒸汽出口参数监测单元采集的数据，通过实时得到蒸汽干度；通过M＝M_g+M_l得到蒸汽流量并跟锅炉给水流量进行对比，其中X为干度，M_L为液相质量流量，M_g为气相质量流量，M为两相质量流量。