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注汽锅炉蒸汽干度实时监测方法的研究

作　者: 李柯萱
导　师: 金太东
学　校: 辽宁石油化工大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 蒸汽干度体积变化式注汽锅炉 RBF神经网络实时监测
分类号: TE345
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

稠油开采中最有效的方法就是注蒸汽热采法，此法是通过向油井中注入高温高压的湿蒸汽来降低稠油的粘度，以方便开采。其中湿蒸汽干度是稠油热采技术中的一项主要指标，它不仅关系到采出稠油的质量，还对油田采油设备的安全运行有着不可忽视的作用。为了确保采出的稠油优质优量，热采装置能够高效运作，实时准确的对蒸汽干度进行监测已成为国内外普遍关注的热点问题。本文从对影响蒸汽干度的一系列参数入手，通过利用神经网络将软测量技术与湿蒸汽的物理特性相结合来对蒸汽干度的测量方法进行研究。首先，针对油田注汽锅炉的安全运行以及稠油的开采问题，提出了研究蒸汽干度测量方法的重要性。分析了油田注汽锅炉各系统的工作流程和功能，从中明确了测量蒸汽干度的问题所在，为干度测量方法的研究奠定了理论基础。其次，在对国内外已有的蒸汽干度测量方法分析的基础上调研了影响蒸汽干度的一系列参数，从中找出了对干度影响较大的参量温度和压力。同时对水从液态变成气态过程的物理性质做了分析，经分析可知：水变成蒸汽的过程中其体积会随温度的升高逐渐变大，同时蒸汽干度也随着温度的升高而增加，从而联想到蒸汽干度与体积变化之间一定存在着某种内在的联系。因此选择利用神经网络建立函数关系的方案。利用温度、压力和体积流量这三个量作为输入量，蒸汽干度作为输出量建立了RBF神经网络干度测量模型，提出了一种体积变化式蒸汽干度测量方法。并通过MATLAB软件进行仿真验证了该测量方法的有效性。最后，将体积变化式蒸汽干度测量方法应用到了实时监测系统中，对蒸汽干度进行测量。此系统的上位机部分具有干度监测、报警和数据查询等功能。两者的有效结合，使蒸汽干度测量方法实现了在线监测的功能。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
1 绪论  10-17
  1.1 课题研究的背景及意义  10-11
  1.2 注汽锅炉  11-15
    1.2.1 注汽锅炉系统组成  12-13
    1.2.2 注汽锅炉系统流程  13-15
  1.3 研究内容  15-16
  1.4 本章小结  16-17
2 蒸汽干度测量方法研究  17-28
  2.1 蒸汽干度  17-18
  2.2 研究现状  18-26
    2.2.1 国外蒸汽干度测量方法  19-21
    2.2.2 国内蒸汽干度测量方法  21-26
  2.3 本文的测量方法  26-27
  2.4 本章小结  27-28
3 体积法测量蒸汽干度的理论分析  28-38
  3.1 体积变化式蒸汽干度测量原理  28-31
    3.1.1 水和水蒸气的热力性质  29-30
    3.1.2 注汽锅炉的热力过程  30-31
  3.2 影响蒸汽干度因素分析  31-35
    3.2.1 蒸汽温度对蒸汽干度的影响  32-33
    3.2.2 蒸汽压力对干度的影响  33-34
    3.2.3 给水流量对蒸汽干度的影响  34-35
  3.3 注汽锅炉蒸汽体积流量的测量  35-37
  3.4 本章小结  37-38
4 基于神经网络的体积法测量蒸汽干度  38-52
  4.1 建模方案分析  38-43
    4.1.1 人工神经网络  39-40
    4.1.2 神经网络基本单元  40-42
    4.1.3 人工神经网络的应用  42-43
  4.2 RBF 神经网络  43-50
    4.2.1 RBF 神经网络网结构  44-46
    4.2.2 RBF 网络的工作原理  46-47
    4.2.3 OLS 学习算法  47-50
  4.3 神经网络训练步骤  50-51
  4.4 本章小结  51-52
5 基于 RBF 神经网络的干度测量方法实现  52-59
  5.1 建立 RBF 神经网络干度测量模型  52-54
  5.2 网络模型训练  54-57
  5.3 测试网络  57-58
  5.4 本章小结  58-59
6 蒸汽干度监测系统  59-65
  6.1 干度监测主界面  60-61
  6.2 数据查询与报警设置  61-64
  6.3 本章小结  64-65
7 结论及建议  65-67
符号说明  67-68
参考文献  68-71
附录  71-74
致谢  74-75
攻读学位论文期间发表的学术论文  75

注汽锅炉蒸汽干度实时监测方法的研究

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