CN117647011A - 一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置及其控制方法 - Google Patents
一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117647011A CN117647011A CN202410078885.0A CN202410078885A CN117647011A CN 117647011 A CN117647011 A CN 117647011A CN 202410078885 A CN202410078885 A CN 202410078885A CN 117647011 A CN117647011 A CN 117647011A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crude oil
- skid
- water
- associated gas
- flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 50
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 119
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 56
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 26
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 24
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 17
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 16
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 14
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 14
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 4
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 4
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 claims description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 3
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 description 11
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 7
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 5
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000008844 regulatory mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004836 empirical method Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000011478 gradient descent method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000003058 natural language processing Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000004391 petroleum recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000004092 self-diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
Abstract
本发明涉及调节控制技术领域，尤其涉及一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置及其控制方法。具体包括：首先，实时监控并调节燃烧室、热水室和换热室的温度，根据水和原油流量对流量进行调整，并通过压力波动和传感器精度进行压力监控和调节；然后，利用远程控制程序，实时传输运行数据到远程控制程序中的监控中心，采用数据采集解决方案，结合物联网技术和区块链技术，实施网络分层策略，并通过对远程控制界面进行开发，集成增强现实和虚拟现实技术，进行远程操作。解决了现有技术对装置无法准确控制、维护困难以及操控不便的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及调节控制技术领域，尤其涉及一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置及其控制方法。
背景技术
在现代石油工业中，伴生气的处理和原油的加热是两个重要但相互独立的环节。伴生气通常是指在石油开采过程中与原油一同产出的天然气。这种气体因其组分复杂、处理成本高、运输困难等原因，往往未能得到充分利用。在一些情况下，伴生气甚至被直接燃烧或排放，导致了能源的极大浪费和环境问题。另一方面，原油的高粘度特性在很大程度上限制了其在生产和输送过程中的效率。为了降低原油的粘度，提高其流动性，通常需要对原油进行加热处理。传统的原油加热方法通常依赖于外部能源，如电力或燃烧化石燃料，这不仅增加了能源消耗，而且还可能导致环境污染。
对于原油加热装置的研究有很多，高恒林等人提出的我国发明专利“一种移动撬装式油田伴生气调压装置”，申请号：“CN201210090449.2”，主要包括：一撬块，所述撬块上设有主管路，所述主管路一端通过进气快换接头连接油田伴生气槽车的高压卸气软管，所述主管路另一端设有送气口，其特征在于：所述主管路上位于进气快换接头下游设有大压差无冰堵调压阀，所述大压差无冰堵调压阀下游设有自平衡式调压器，所述自平衡式调压器下游设有一级缓冲分离器，所述一级缓冲分离器下游设有流量计，所述流量计下游设有轴流式调压器，所述轴流式调压器下游设有二级缓冲分离器。该发明与传统技术相比，可以省去两套换热系统，气体加热在大压差无冰堵调压阀内部自动完成，并通过各级压力的合理分配，可以控制二级以后的减压过程中无需对气体再次进行加热，亦能保证温降不会造成冰堵。
但上述技术至少存在如下技术问题：对装置无法准确控制、维护困难以及操控不便的技术问题。
发明内容
本发明通过提供一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置及其控制方法，解决了现有技术对装置无法准确控制、维护困难以及操控不便的技术问题，实现了易于维护以及远程操控的技术效果。
本发明提供了一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置及其控制方法，具体包括以下技术方案：
一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置，包括以下部分：
燃烧器及进气组件，燃烧室，热水室，换热室本体及部件，缓冲水箱，水循环，伴生气自清洁装置，电气控制系统，设备框架，控制及远程监控程序；
所述燃烧器及进气组件，采用超低氮燃烧器，用于燃烧伴生气；
所述燃烧室，燃烧器工作部分，用于燃烧伴生气并产生热能；
所述热水室，用于汇总换热室内热水汇总部分；
所述换热室本体及部件，是热水与含水原油温度换热核心部分，并使用换热设计，最大化热能传递；所述换热设计采用限流技术，优化换热器内功率配置；
所述缓冲水箱，为撬装式原油加热装置提供补水功能，同时存储多余的水，用于反冲部分，缓冲压力和温度变化；
所述水循环，包括水泵和撬装式原油加热装置整体的水循环管道；
所述伴生气自清洁装置，具有自洁稳燃，套管气过滤，除湿及缓冲储存功能；
所述设备框架，包括撬装式原油加热装置外框架及盖板。
优选的，还包括：
所述燃烧器及进气组件与伴生气自清洁装置直接相连；所述燃烧室与水循环相连；所述热水室与燃烧室相连；所述换热室本体及部件直接与热水室和原油管道相连；外置缓冲水箱与燃烧室相连；所述水循环连接缓冲水箱；所述伴生气自清洁装置为燃烧器提供燃烧气；所述电气控制系统控制整个装置的运行与所有撬装式原油加热装置的电器部件；所述设备框架支撑整个撬装式原油加热装置，保护内部部件；所述控制及远程监控程序与电气控制系统相连。
一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置的控制方法，包括以下步骤：
S1. 实时监控并调节燃烧室、热水室和换热室的温度，根据水和原油流量对流量进行调整，并通过压力波动和传感器精度进行压力监控和调节；
S2. 利用远程控制程序，实时传输运行数据到远程控制程序中的监控中心，采用数据采集解决方案，结合物联网技术和区块链技术，实施网络分层策略，并通过对远程控制界面进行开发，集成增强现实和虚拟现实技术，进行远程操作。
优选的，所述步骤S1，具体包括：
在使用电气控制系统实时监控燃烧室、热水室和换热室的温度，并对温度进行实时监控的过程中，引入温度监控算法，并设计温差校正器；所述温度监控算法使用实时数据和历史数据来校正温度读数，并通过传感器误差和环境因素的影响，进行温度监控。
优选的，所述步骤S1，还包括：
引入流量调整算法，基于流量之间的相互作用和泵的性能，自动调节流量。
优选的，所述步骤S1，还包括：
在自动调节流量的过程中，设计流量均衡器对流量进行均衡处理；在实现对水和原油流量的控制过程中，基于水和原油的物理性质差异，设置原油的调整灵敏度高于水的调整灵敏度。
优选的，所述步骤S1，还包括：
在进行压力监控和调节的过程中，引入压力监控算法，实时调节压力；并设计压力稳定器对压力进行稳定处理。
优选的，所述步骤S1，还包括：
引入动态综合调整算法，选择最佳调整参数，对温度、水流量、原油流量以及压力进行调整。
优选的，在所述步骤S2，具体包括：
在远程数据传输过程中，采用数据采集解决方案进行采集，然后对采集到的数据进行数据处理与预测分析，同时实施网络安全措施，所述网络安全措施，结合区块链技术，提供去中心化的数据安全解决方案，实施网络分层策略；最后在远程控制程序中进行集成；在远程操作过程中，对远程控制界面进行开发，集成增强现实和虚拟现实技术，将实时数据和模拟信息覆盖在实际设备的视图上，提供交互式的维护和操作指导，采用综合故障处理和协作机制，得到故障数据库，根据当前状态和故障迹象提供诊断建议和解决方案。
有益效果：
本发明实施例中提供的多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、本发明通过实时监控并调节温度、流量和压力，能够更有效地管理热交换过程，优化整体能源利用效率；高级的温度、流量和压力监控算法允许装置迅速响应操作条件的变化，实现更为精确的控制；精确的温度控制确保了热能在燃烧室、热水室和换热室之间的有效转移，减少热能损失，通过实时监测和调节压力，能够更好地应对压力波动，减少设备磨损和故障率，温差校正器和流量均衡器的设计减轻了传感器误差和环境干扰的影响，提高了长期运行的稳定性，自动化的流量调节机制有助于减少能源消耗和原料浪费，降低运行成本。
2、本发明结合区块链技术的网络安全措施，为数据传输和存储提供了高度安全和去中心化的解决方案，网络分层策略确保关键数据在更加安全的网络层上进行传输和处理，通过智能报警和响应系统，装置能够根据实时数据和分析结果自动调整报警阈值和响应策略，远程监控中心的高级集成功能，提供了强大的数据处理能力和实时反馈，使得远程操作更加有效和及时。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的实施例的一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置的工作流程图；
图2为本发明的实施例的一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置的控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。
本发明提供了一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置，包括以下部件：
燃烧器及进气组件，燃烧室，热水室，换热室本体及部件，缓冲水箱，水循环，伴生气自清洁装置，电气控制系统，设备框架，控制及远程监控程序；
所述燃烧器及进气组件，采用超低氮燃烧器，主要用于燃烧伴生气，以提升换热室内水的温度，高效能燃烧，减少氮氧化物排放，提升环保性能；与伴生气自清洁装置直接相连，确保接收到的伴生气是清洁和合适的；
所述燃烧室，燃烧器工作部分，用于燃烧伴生气并产生热能，使用耐高温材料制成，确保长期稳定工作；与水循环相连，将产生的热量传递给热水；
所述热水室，汇总换热室内热水汇总部分，实现反冲换热，具有高效的热交换能力，并确保持续供应热水；与燃烧室相连；
所述换热室本体及部件是热水与含水原油温度换热核心部分，使用高效率的换热设计，确保最大化热能传递；直接与热水室和原油管道相连，实现热量传递；
所述高效率的换热设计采用了独创的限流技术，实现了大口径换热管内不同比例满水流经换热，优化了换热器内功率配置，获得了更高的换热效能，采用了热水室排烟管与大口径换热管套装结构，实现了热水与换热一体化，体积小型化，换热面积合理最大化和排烟管高效内加热；
所述独创的限流技术的具体实现过程：设计具有大口径的换热管，确保足够的热水流量和表面积以进行有效的热交换，在换热器的设计中，考虑热水的流动特性和热交换需求，以确定最佳的管径和管道布局；针对流量控制，通过阀门来调节流入换热管的水的量，以控制热水在换热器中的流速和流动特性；针对功率分配调节，根据热交换需求和流体的实时温度数据，动态调节换热器内部的功率分配，以优化热交换效率；针对集成排烟管结构，将排烟管与换热管集成在一起，确保热能的有效回收和利用；所述限流技术，可以显著提高换热效率，减少能量损失，一体化设计减少了设备的体积和复杂性，提高了系统的可靠性和维护的便利性，动态调节功能使系统能够适应不同的工作条件，保持高效率运行；
所述缓冲水箱为所述撬装式原油加热装置提供补水功能，同时存储多余的水，用于反冲部分，能够缓冲压力和温度变化，保障稳定；与水循环部件相连，平衡水循环的压力；采用了外置缓冲水箱与燃烧室相连的方式，实现了外置缓冲水箱补水和吸纳蒸汽功能，保证了设备常压运行，安全加热，不需要经常换水；
所述水循环，包括水泵和所述撬装式原油加热装置整体的水循环管道，确保整个装置的水循环流畅，支持热交换过程；与缓冲水箱连接，保证水流的连续性；采用了直管烟道设计，可方便的进行换热器和排烟管清洁除垢；
所述伴生气自清洁装置，具有自洁稳燃，套管气过滤，除湿及缓冲储存功能，保证伴生气的质量，确保燃烧器效率和安全；为燃烧器提供清洁的燃烧气，保障燃烧效率；
所述电气控制系统对所述撬装式原油加热装置电气部分进行控制，确保所述撬装式原油加热装置的安全运行，实现自动化控制；控制整个装置的运行与所有撬装式原油加热装置的电器部件；
所述设备框架，可以包括所述撬装式原油加热装置外框架及盖板，结实耐用，保护内部部件，便于维护和运输；支撑整个装置，保护内部部件；
所述控制及远程监控程序包含所述撬装式原油加热装置本地操控软件程序及远程操控程序，实现本地和远程的操作控制，提高监控效率和便利性；与电气控制系统相连，提供远程监控和控制能力；
基于上述装置的部件，利用伴生气优化的撬装式原油加热装置的工作流程参照附图1。分水室用于调节分配从燃烧室来的热水，确保恰当的热量传递给缓冲水箱和换热室；换热室油腔负责与原油的进出口相连，确保原油得到加热或冷却，完成热交换过程。
引入了补水水箱、过滤储气系统和加热炉炉体组件，以与燃烧室、水循环、分水室、缓冲水箱、换热室、换热室水套及与原油的进出口相连的换热室油腔协同运作。申请人可以采用更换部件特性材料（如更好导热性的材料）和设计可拆卸部件等常规技术手段对本发明内的相应处理部件作出调整。根据使用场景的具体情况，有针对性地利用现有技术来优化本技术方案。
参照附图2，本发明所述的一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置的控制方法，包括以下步骤：
利用伴生气优化的撬装式原油加热装置的控制方法是电气控制系统利用远程监控程序进行实现，具体实现过程如下：
S1. 实时监控并调节燃烧室、热水室和换热室的温度，根据水和原油流量对流量进行调整，并通过压力波动和传感器精度进行压力监控和调节；
S11. 对温度进行实时监控；
为了实现温度的实时监控和调节，本发明引入温度监控算法，所述温度监控算法使用实时数据和历史数据来校正温度读数，考虑传感器误差和环境因素的影响实现对温度的监控；具体实现公式表示为：
，
其中，为实际温度，是设备中关键部位的实际工作温度；/>为目标温度，是为达到最佳效率设定的理想工作温度；/>为传感器读数；/>为时间，指从监控开始到当前的时间长度；/>、/>为校正系数，用于调整算法对传感器误差和环境变化的反应灵敏度；
进一步，在温度监控和调节的实现过程中，为了避免传感器漂移以及环境干扰引起的误差，本发明设计温差校正器进行解决，所述温差校正器，具体实现公式如下：
，
其中，是经过校正的温度；/>是历史温度平均值，基于过去记录的温度数据计算得出；/>是非线性校正系数，用于处理传感器数据的非线性偏差；/>为历史数据点数；/>代表在第i个点的温度传感器读数；
S12. 流量自动调节；
为了实现更准确的流量自动调节机制，本发明引入流量调整算法，所述流量调整算法，自动调节流量以优化热交换效率，考虑流量之间的相互作用和泵的性能实现流量的自动调节；具体实现公式如下：
，
，
其中，和/> 分别是调整后的水和原油流量，代表经过算法调整后的实际流动速度；/>和/>分别为水和原油的目标流量，是为达到最佳热交换效率设定的理想流量；/>和/>为水和原油的流量，分别指通过水泵和原油泵的流体流量；/>、/>、/>、/>是分别水和原油调整系数，/>、/>用于微调算法对流量变化的响应，/>、/>用于细化流量控制；/>是为了避免除零错误而引入的小量，取值范围为[10-20,10-17]，确保算法稳定性；
在实现对流量自动调节过程中，为了避免因流量传感器精度问题，引起调节不准确的问题，本发明设计流量均衡器，所述流量均衡器具体实现如下：
，
，
其中，和/>分别是经过均衡器校正后的水和原油流量，代表考虑传感器误差后的更准确的流量数值；/>是用于流量均衡计算的数据点数量，表示在计算平均流量时使用的样本数；/>、/>分别是针对水和原油流量校正的非线性校正系数，用于根据历史流量数据的分布特点进行细微调整，以反映水和原油在不同条件下的流动特性；/>和/>分别表示第i个点的调整后的水和原油流量；
在实现对水和原油流量的控制过程中，考虑到两者的物理性质差异，可以为原油设置更高的调整灵敏度，以应对其更高的粘度；
S13. 压力监控；
为了实现更准确的压力监控和调节，本发明引入压力监控算法，所述压力监控算法，实时调节压力以维持装置稳定，考虑压力波动和传感器精度以实现压力监控；具体实现公式如下：
，
其中，是实际压力，指设备中关键部位的实际工作压力；/>是目标压力，是为保持设备稳定运行设定的理想工作压力；/>是传感器读数；/>、/>是压力调整系数，用于优化算法对压力变化的响应和稳定性；/>是调节因子，用于微调实际压力，以便更精准地接近目标压力；
在实现压力监控调整过程中，考虑到压力的波动影响，本发明设计压力稳定器，所述压力稳定器具体实现公式表示为：
，
其中，是调整后的压力，/>和/>是压力稳定化的非线性调整参数；
S14.温度、流量、压力的综合调控，并对每个监控参数进行调节；
综合考虑温度、水流量、原油流量以及压力的校正调整后的参数值，本发明引入动态综合调整算法，以优化整个装置的运行效率；所述动态综合调整算法，具体实现过程如下：
构建目标函数：
，
其中，、/>、/>是权重系数，反映了温度、流量和压力在整体运行中的重要性，、/>、/>、/>分别表示温度、水流量、原油流量以及压力对装置综合运行的影响；
通过使用梯度下降法寻找最优解，结合上述得到的温度、水流量、原油流量以及压力的校正调整后的参数值，在根据经验法获得的允许调整误差内选择最佳调整参数，实现对温度、水流量、原油流量以及压力的调整，进一步实现对撬装式原油加热装置的控制；
本发明通过实时监控并调节温度、流量和压力，能够更有效地管理热交换过程，优化整体能源利用效率；高级的温度、流量和压力监控算法允许装置迅速响应操作条件的变化，实现更为精确的控制；精确的温度控制确保了热能在燃烧室、热水室和换热室之间的有效转移，减少热能损失，通过实时监测和调节压力，能够更好地应对压力波动，减少设备磨损和故障率，温差校正器和流量均衡器的设计减轻了传感器误差和环境干扰的影响，提高了长期运行的稳定性，自动化的流量调节机制有助于减少能源消耗和原料浪费，降低运行成本。
S2. 利用远程控制程序，实时传输运行数据到远程控制程序中的监控中心，采用数据采集解决方案，结合物联网技术和区块链技术，实施网络分层策略，并通过对远程控制界面进行开发，集成增强现实和虚拟现实技术，进行远程操作；
S21. 远程数据传输；
首先采用专业级数据采集解决方案，所述专业级数据采集解决方案，使用带有自适应采样率的智能数据采集卡，确保在设备运行的不同阶段采集最优质的数据，结合物联网技术，使传感器能够实现自我诊断和远程校准；对采集到的数据进行精密数据处理与预测分析，所述精密数据处理与预测分析，应用高级统计分析和预测模型，如自回归移动平均模型，以提前识别潜在的设备故障或性能下降，实施数据融合技术，整合来自不同传感器的数据，提供更全面的设备视图；同时实施全面的网络安全措施，所述全面的网络安全措施，结合区块链技术，以提供去中心化的数据安全解决方案，实施网络分层策略，确保关键数据的传输和处理在更加安全的网络层上进行；最后在远程控制程序中进行高级集成，所述高级集成，利用云计算和大数据技术，提供弹性伸缩的数据处理能力，得到数据处理分析结果，部署智能报警和响应系统，根据数据分析结果自动调整报警阈值和响应策略；
S22. 远程操作；
首先，对远程控制界面进行开发，集成增强现实（AR）和虚拟现实（VR）技术，将实时数据和模拟信息覆盖在实际设备的视图上，提供交互式的维护和操作指导，使用VR技术创建虚拟的操作环境，允许操作员在完全模拟的界面中进行训练和实验，而不会影响实际设备；开发定制化的控制脚本编辑器，允许用户编写和测试自定义控制逻辑；
采用综合故障处理和协作机制，结合专家系统和知识库，得到一个全面的故障数据库，包含历史故障案例、诊断结果和修复步骤，开发基于规则的专家系统，根据当前系统状态和故障迹象提供诊断建议和解决方案；实施多用户在线协作工具，如共享屏幕、实时聊天和视频会议功能，以促进团队协作和知识共享，集成工作流管理系统，以支持跨部门和跨地区的协同工作和决策制定；
使用微服务架构，实现软件功能的模块化和服务化，便于独立更新和扩展，部署云端自动化测试和部署系统，实现软件的持续集成和持续部署，提供沉浸式的虚拟培训环境，模拟实际操作场景，提高培训的实际操作感，实施智能客户服务系统，如自然语言处理驱动的聊天机器人，以提供实时的技术支持和问题解决。
通过上述过程实现远程控制和调整；
本发明结合区块链技术的网络安全措施，为数据传输和存储提供了高度安全和去中心化的解决方案，网络分层策略确保关键数据在更加安全的网络层上进行传输和处理，通过智能报警和响应系统，装置能够根据实时数据和分析结果自动调整报警阈值和响应策略，远程监控中心的高级集成功能，提供了强大的数据处理能力和实时反馈，使得远程操作更加有效和及时。
综上所述，便完成了本发明所述的一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置及其控制方法。
本发明的技术方案能够有效解决对装置无法准确控制、维护困难以及操控不便的技术问题，并且，上述系统或方法经过了一系列的效果调研，通过实时监控并调节温度、流量和压力，能够更有效地管理热交换过程，优化整体能源利用效率；高级的温度、流量和压力监控算法允许装置迅速响应操作条件的变化，实现更为精确的控制；精确的温度控制确保了热能在燃烧室、热水室和换热室之间的有效转移，减少热能损失，通过实时监测和调节压力，能够更好地应对压力波动，减少设备磨损和故障率，温差校正器和流量均衡器的设计减轻了传感器误差和环境干扰的影响，提高了长期运行的稳定性，自动化的流量调节机制有助于减少能源消耗和原料浪费，降低运行成本；结合区块链技术的网络安全措施，为数据传输和存储提供了高度安全和去中心化的解决方案，网络分层策略确保关键数据在更加安全的网络层上进行传输和处理，通过智能报警和响应系统，装置能够根据实时数据和分析结果自动调整报警阈值和响应策略，远程监控中心的高级集成功能，提供了强大的数据处理能力和实时反馈，使得远程操作更加有效和及时。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置，其特征在于，包括以下部分：
燃烧器及进气组件，燃烧室，热水室，换热室本体及部件，缓冲水箱，水循环，伴生气自清洁装置，电气控制系统，设备框架，控制及远程监控程序；
所述燃烧器及进气组件，采用超低氮燃烧器，用于燃烧伴生气；
所述燃烧室，燃烧器工作部分，用于燃烧伴生气并产生热能；
所述热水室，用于汇总换热室内热水汇总部分，反冲换热水套；
所述换热室本体及部件，是热水与含水原油温度换热核心部分，并使用换热设计，最大化热能传递；所述换热设计采用限流技术，优化换热器内功率配置；
所述缓冲水箱，为撬装式原油加热装置提供补水功能，同时存储多余的水，用于反冲部分，缓冲压力和温度变化；
所述水循环，包括水泵和撬装式原油加热装置整体的水循环管道；
所述伴生气自清洁装置，具有自洁稳燃，套管气过滤，除湿及缓冲储存功能；
所述设备框架，包括撬装式原油加热装置外框架及盖板。
2.根据权利要求1所述的一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置，其特征在于，还包括：
所述燃烧器及进气组件与伴生气自清洁装置直接相连；所述燃烧室与水循环相连；所述热水室与燃烧室相连；所述换热室本体及部件直接与热水室和原油管道相连；外置缓冲水箱与燃烧室相连；所述水循环连接缓冲水箱；所述伴生气自清洁装置为燃烧器提供燃烧气；所述电气控制系统控制整个装置的运行与所有撬装式原油加热装置的电器部件；所述设备框架支撑整个撬装式原油加热装置，保护内部部件；所述控制及远程监控程序与电气控制系统相连。
3.一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 实时监控并调节燃烧室、热水室和换热室的温度，根据水和原油流量对流量进行调整，并通过压力波动和传感器精度进行压力监控和调节；
S2. 利用远程控制程序，实时传输运行数据到远程控制程序中的监控中心，采用数据采集解决方案，结合物联网技术和区块链技术，实施网络分层策略，并通过对远程控制界面进行开发，集成增强现实和虚拟现实技术，进行远程操作。
4.根据权利要求3所述的一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S1，具体包括：
在使用电气控制系统实时监控燃烧室、热水室和换热室的温度，并对温度进行实时监控的过程中，引入温度监控算法，并设计温差校正器；所述温度监控算法使用实时数据和历史数据来校正温度读数，并通过传感器误差和环境因素的影响，进行温度监控。
5.根据权利要求3所述的一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S1，还包括：
引入流量调整算法，基于流量之间的相互作用和泵的性能，自动调节流量。
6.根据权利要求5所述的一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S1，还包括：
在自动调节流量的过程中，设计流量均衡器对流量进行均衡处理；在实现对水和原油流量的控制过程中，基于水和原油的物理性质差异，设置原油的调整灵敏度高于水的调整灵敏度。
7.根据权利要求3所述的一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S1，还包括：
在进行压力监控和调节的过程中，引入压力监控算法，实时调节压力；并设计压力稳定器对压力进行稳定处理。
8.根据权利要求7所述的一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S1，还包括：
引入动态综合调整算法，选择最佳调整参数，对温度、水流量、原油流量以及压力进行调整。
9.根据权利要求3所述的一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置的控制方法，其特征在于，在所述步骤S2，具体包括：
在远程数据传输过程中，采用数据采集解决方案进行采集，然后对采集到的数据进行数据处理与预测分析，同时实施网络安全措施；所述网络安全措施，结合区块链技术，提供去中心化的数据安全解决方案，实施网络分层策略；最后在远程控制程序中进行集成；在远程操作过程中，对远程控制界面进行开发，集成增强现实和虚拟现实技术，将实时数据和模拟信息覆盖在实际设备的视图上，提供交互式的维护和操作指导，采用综合故障处理和协作机制，得到故障数据库，根据当前状态和故障迹象提供诊断建议和解决方案。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410078885.0A CN117647011A (zh) | 2024-01-19 | 2024-01-19 | 一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410078885.0A CN117647011A (zh) | 2024-01-19 | 2024-01-19 | 一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置及其控制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117647011A true CN117647011A (zh) | 2024-03-05 |
Family
ID=90043568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410078885.0A Pending CN117647011A (zh) | 2024-01-19 | 2024-01-19 | 一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置及其控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117647011A (zh) |
-
2024
- 2024-01-19 CN CN202410078885.0A patent/CN117647011A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113657031B (zh) | 基于数字孪生的供热调度自动化实现方法、系统及平台 | |
| CN103322547B (zh) | 一种锅炉控制与燃烧优化方法 | |
| US7190149B2 (en) | Method and apparatus for determining actual reactive capability curves | |
| Fast et al. | Development and multi-utility of an ANN model for an industrial gas turbine | |
| CN110513767B (zh) | 基于热力站阻力特性的热网水力平衡调控方法及系统 | |
| EP2910743B1 (en) | Method and system for optimization of combined cycle power plant | |
| EP1698956A1 (en) | Methods and apparatus for optimizing combined cycle/combined process facilities | |
| CN102374518B (zh) | 使用动态矩阵控制的蒸汽温度控制 | |
| US20090099667A1 (en) | Plant controlling device and method, thermal power plant, and its control method | |
| JP2024503936A (ja) | 多重物理設備システムに対する次数低減モデル、測定データ及び機械学習技法を融合したデジタルツイン構築方法 | |
| CN110503250A (zh) | 考虑电-热转移负荷转移量不确定性的综合能源规划方法 | |
| CN104101105B (zh) | 一种原油加热炉温度的复合控制方法及其装置 | |
| CN113433911A (zh) | 基于浓度精准预测的脱硝装置喷氨精准控制系统与方法 | |
| CN115511665B (zh) | 用于智慧燃气的储配站燃气净化管理方法和物联网系统 | |
| CN110397951A (zh) | 一种基于数据驱动及智能算法的锅炉燃烧优化系统、方法和装置 | |
| CN115111594B (zh) | 一种蓄热式热力氧化炉智能调控系统及方法 | |
| CN112051810A (zh) | 一种供热机组的多能源分配和调度系统 | |
| CN110554617B (zh) | 一种自动控制实验教学装置及方法 | |
| CN108734419B (zh) | 一种基于知识迁移的高炉煤气调度系统建模方法 | |
| CN103870877A (zh) | 一种基于神经网络的锅炉燃烧智能控制系统及方法 | |
| CN107977736B (zh) | 基于热值平衡的燃料气系统的优化方法及系统 | |
| CN117647011A (zh) | 一种利用伴生气优化的撬装式原油加热装置及其控制方法 | |
| US20040181298A1 (en) | Methods and apparatus for operating production facilities | |
| CN111427268A (zh) | 一种煤矿能源优化控制系统和优化控制方法 | |
| CN112058067A (zh) | 循环流化床锅炉精准喷氨控制方法、系统及采样装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |