CN113719834A - 多介质混相气体发生系统及调控发生器产气的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气体发生装置技术领域，提供了多介质混相气体发生系统及调控发生器产气的方法。包括多介质混相气体发生器和燃烧控制系统；燃烧控制系统包括余氧在线监测机构和控制系统，余氧在线监测机构与多介质混相气体发生器的出料通道连通，控制系统与余氧在线监测机构、供水单元、供油单元以及供气单元通信连接；控制系统被配制成接收余氧在线监测机构测得的氧气含量信号，并根据氧气含量信号调控供水单元、供油单元或供气单元的流量。调控多介质混相气体发生器产气的方法，包括使多介质混相气体发生器连接上述的燃烧控制系统。上述系统和方法，能够准确地控制监测多介质混相气体发生器燃烧过程，精确地控制发生器的排气量和空燃比和余氧含量。
Description
技术领域
本发明涉及气体发生装置技术领域，具体而言，涉及多介质混相气体发生系统及调控发生器产气的方法。
背景技术
多介质混相气体发生器是基于火箭发动机高压燃烧喷射机理，空气与燃料(天然气、柴油、原油)在高压密闭条件下充分燃烧，生成高温高压烟道气，混水降温后形成多组分、多流态混合流体，即多介质热流体。通过热降粘、溶解降粘、弹性驱、泡沫驱、重力驱、混相流调剖等综合机理，可大幅度提高原油流动性，提高产出能力，降低含水，显著提高采收率。但技术引进初期，设备燃烧不稳定，参数波动频繁且燃烧不充分(积碳)，混相气体中余氧含量超标，造成多介质混相气体对注气管网及井筒设备的严重腐蚀。因此，提高设备稳定性，降低混相气体中余氧含量是目前亟待解决的问题。
鉴于此，特提出本申请。
发明内容
本发明的目的包括，例如，提供了一种多介质混相气体发生系统和调控多介质混相气体发生器产气的方法，旨在改善背景技术中提到的至少一种问题。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种多介质混相气体发生系统，包括多介质混相气体发生器、燃烧控制系统、供水单元、供油单元以及供气单元；
供水单元、供油单元以及供气单元均与多介质混相气体发生器的进料通道连通；
燃烧控制系统包括余氧在线监测机构和控制系统，余氧在线监测机构与多介质混相气体发生器的出料通道连通，控制系统与余氧在线监测机构、供水单元、供油单元以及供气单元通信连接；
控制系统被配制成接收余氧在线监测机构测得的氧气含量信号，并根据氧气含量信号调控供水单元、供油单元或供气单元的流量。
在可选的实施方式中，余氧在线监测机构包括氧气含量分析仪和用于采集部分混合气体，对部分混合气体进行降温、除湿和除尘的样品预处理单元，样品预处理单元具有处理气输出口，处理气输出口与氧气含量分析仪连通，氧气含量分析仪与控制系统通信连接。
在可选的实施方式中，多介质混相气体发生系统还包括分别设置在供水单元和多介质混相气体发生器连接的管路上的第一流量计，设置在供油单元和多介质混相气体发生器连接的管路上的第二流量计，以及设置在供气单元和多介质混相气体发生器连接的管路上的第三流量计。
在可选的实施方式中，第一流量计、第二流量计以及第三流量计均与控制系统通信连接。
在可选的实施方式中，控制系统包括控制器和用于对系统的运行参数进行调整的上位机，控制器与上位机通信连接，控制器与余氧在线监测机构通信连接，供水单元、供油单元以及供气单元与控制器通信连接。
第二方面，本发明实施例提供一种调控多介质混相气体发生器产气的方法，包括：使多介质混相气体发生器连接燃烧控制系统，燃烧控制系统包括通信连接的余氧在线监测机构和控制系统；
余氧在线监测机构检测多介质混相气体发生器产出的混合气中氧气含量，并将氧气含量信号发送至控制系统；控制系统根据氧气含量信号控制供多介质混相气体发生器的进水量、进油量或进气量。
在可选的实施方式中，余氧在线监测机构包括氧气含量分析仪和样品预处理单元，多介质混相气体发生器产出的部分混合气进入样品预处理单元中，混合气经降温、除湿和除尘处理后进入至氧气含量分析仪中检测其中氧气含量，氧气含量分析仪将检测到的氧气含量信号发送至控制系统中。
在可选的实施方式中，多介质混相气体发生器通过分别设置在供水管路、供油管路以及供气管路的第一流量计、第二流量计以及第三流量计来检测进料流量。
在可选的实施方式中，使第一流量计、第二流量计以及第三流量计与控制系统通信连接，控制器接收到第一流量计、第二流量计或者第三流量计的流量信号后结合氧气含量信号来调控供水单元、供油单元或者供气单元的流量。
在可选的实施方式中，控制系统包括通信连接的控制器和上位机，余氧在线监测机构将检测到的混合气的氧气信号发送至控制器；上位机根据控制器接收到的信号对系统的运行参数进行修改。
本发明实施例的有益效果包括，例如：
通过与多介质混相气体发生器配套设置的余氧在线监测机构对发生器产生的混相气体中含氧量进行检测，并反馈给控制系统，控制系统对反馈值进行处理，实时改变发生器燃烧的空燃比，使余氧含量达到合格的范围内，形成对余氧含量的闭环控制。
因此，该系统能够准确地控制监测多介质混相气体发生器燃烧过程，精确地控制发生器的排气量和空燃比和余氧含量，确保整套设备的稳定运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请提供的多介质混相气体发生系统的结构及信号传输路径图。
图标：100-多介质混相气体发生系统；120-多介质混相气体发生器；110-燃烧控制系统；111-余氧在线监测机构；112-样品预处理单元；113-氧气含量分析仪；114-控制系统；115-控制器；116-上位机；101-供水单元；102-供油单元；103-供气单元；104-第一流量计；105-第二流量计；106-第三流量计。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
请参考图1，图中箭头表示进料走向或型号传输方向，一种多介质混相气体发生系统100，包括多介质混相气体发生器120、燃烧控制系统110、供水单元101、供油单元102以及供气单元103。
供水单元101、供油单元102以及供气单元103均与多介质混相气体发生器120的进料通道连通。
燃烧控制系统110包括余氧在线监测机构111和控制系统114，余氧在线监测机构111与多介质混相气体发生器120的出料通道连通，控制系统114与余氧在线监测机构111、供水单元101、供油单元102以及供气单元103通信连接，控制系统114被配制成接收余氧在线监测机构111测得的氧气含量信号，并根据氧气含量信号调控供水单元101、供油单元102或供气单元103的流量。
供水单元101、供油单元102以及供气单元103分别为多介质混相气体发生器120提供冷却水、燃油以及空气(氧气)。空气与燃油在高压密闭条件下充分燃烧，生成高温高压烟道气，混水降温后形成多组分、多流态混合流体，即多介质热流体。控制系统114对供水单元101、供油单元102以及供气单元103实时控制可以改变其提供的水量，油量以及空气量，达到改变空燃比，改变发生器排气量的目的。设置的余氧在线监测机构111对发生器产生的混相气体中含氧量进行检测，并反馈给控制系统114，控制系统114对反馈值进行处理，实时改变发生器燃烧的空燃比，使余氧含量达到合格的范围内，形成对余氧含量的闭环控制。
因此，本申请提供的多介质混相气体发生系统100由于燃烧控制系统110的设置，可实现对发生器产生的混相气体中含氧量进行实时检测，并通过检测结果，实时改变发生器燃烧的空燃比，使余氧含量达到合格的范围内，达到精确地控制发生器的排气量和空燃比和余氧含量，确保了整套设备的稳定运行的目的。
具体地，供水单元101可以为水泵，通过水泵向多介质混相气体发生器120提供冷却水；供油单元102可以为油泵，通过油泵向多介质混相气体发生器120供油；供气单元103可以为空气压缩机，通过空气压缩机向多介质混相气体发生器120提供燃烧气(空气或氧气)。
进一步地，余氧在线监测机构111包括氧气含量分析仪113和用于采集部分混合气体，对部分混合气体进行降温、除湿和除尘的样品预处理单元112，样品预处理单元112具有处理气输出口，处理气输出口与氧气含量分析仪113连通，氧气含量分析仪113与控制系统114通信连接。
由于多介质混相气体发生器120产出的气体温度和湿度较高，且含有燃烧产生的粉尘，而目前大多数的氧气含量分析仪113无法达到准确检测高湿高温高杂质含量气体中的氧气的要求，因此，为适应目前市场上大多数检测仪，需要在检测前对混合气进行预处理，氧气含量分析仪113可较为准确检测出处理后的混合气中余氧含量。
进一步地，多介质混相气体发生系统100还包括分别设置在供水单元101和多介质混相气体发生器120连接的管路上的第一流量计104，设置在供油单元102和多介质混相气体发生器120连接的管路上的第二流量计105，以及设置在供气单元103和多介质混相气体发生器120连接的管路上的第三流量计106。
第一流量计104、第二流量计105以及第三流量计106可分别直观反映出供水单元101、供油单元102以及供气单元103的流量。
优选地，第一流量计104、第二流量计105以及第三流量计106均与控制系统114通信连接。
流量计准确测量水路、油路、气路中流量的实际值，反馈给控制系统114，形成对各路流量的闭环控制。
进一步地，控制系统114包控制器115和用于对系统的运行参数进行调整的上位机116，控制器115与所述上位机116通信连接，控制器115与余氧在线监测机构111通信连接，供水单元101、供油单元102以及供气单元103与控制器115通信连接。
控制器115对多介质混相气体发生器燃烧的过程进行监测控制，通过上位机116可以对整个系统运行参数进行修改设置查看。
本申请实施例提供的多介质混相气体发生系统100，通过燃烧控制系统110与多介质混相气体发生器120以及其他几个进料单元的配合设置，能够准确地控制监测多介质混相气体发生器燃烧过程，精确地控制发生器的排气量和空燃比和余氧含量，确保了整套设备的稳定运行。
本实施例还提供一种调控多介质混相气体发生器产出气体的方法，包括：使多介质混相气体发生器连接燃烧控制系统110，燃烧控制系统110包括通信连接的余氧在线监测机构111和控制系统114。
余氧在线监测机构111检测多介质混相气体发生器产出的混合气中氧气含量，并将氧气含量信号发送至控制系统114；控制系统114根据氧气含量信号控制供多介质混相气体发生器120的进水量、进油量或进气量。
通过本申请实施例提供的上述方法，通过监控多介质混相气体发生器120产出混合气中余氧含量来调控多介质混相气体发生器的进水量、进油量或进气量以达到改变空燃比、改变发生器排气量及改变余氧含量的目的。
优选地，余氧在线监测机构111包括氧气含量分析仪113和样品预处理单元112。
多介质混相气体发生器产出的部分混合气进入样品预处理单元112中，混合气经降温、除湿和除尘处理后进入至氧气含量分析仪113中检测其中氧气含量，氧气含量分析仪113将检测到的氧气含量信号发送至控制系统114中。
进一步地，多介质混相气体发生器120通过分别设置在供水管路、供油管路以及供气管路上分别设置有第一流量计104、第二流量计105以及第三流量计106来检测进料流量。
优选地，使第一流量计104、第二流量计105以及第三流量计106与控制器115通信连接，控制器115接收到第一流量计104、第二流量计105或者第三流量计106的流量信号后结合氧气含量信号来调控供水单元101、供油单元102或者供气单元103的流量。
优选地，控制系统114包括通信连接的控制器115和上位机116，余氧在线监测机构111将检测到的混合气的氧气信号发送至控制器115；上位机116根据控制器115接收到的信号对系统的运行参数进行修改。
综上，本申请提供的多介质混相气体发生系统，通过设置的余氧在线监测机构对发生器产生的混相气体中含氧量进行检测，并反馈给控制系统，控制系统对反馈值进行处理，实时改变发生器燃烧的空燃比，使余氧含量达到合格的范围内，形成对余氧含量的闭环控制。因此，该系统能够准确地控制监测多介质混相气体发生器燃烧过程，精确地控制发生器的排气量、空燃比和余氧含量，确保整套设备的稳定运行。
本申请提供的调控多介质混相气体发生器产气的方法，给多介质混相气体发生器配套设置燃烧控制系统，通过燃烧控制系统在线检测混合气的氧气含量，并根据氧气含量实时调控多介质混相气体发生器的进水、进油或进气量来实现多介质混相气体发生器的排气量、空燃比和余氧含量，确保了整套设备的稳定运行。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种多介质混相气体发生系统，其特征在于，包括多介质混相气体发生器、燃烧控制系统、供水单元、供油单元以及供气单元；
所述供水单元、所述供油单元以及所述供气单元均与所述多介质混相气体发生器的进料通道连通；
所述燃烧控制系统包括余氧在线监测机构和控制系统，所述余氧在线监测机构与所述多介质混相气体发生器的出料通道连通，所述控制系统与所述余氧在线监测机构、所述供水单元、所述供油单元以及所述供气单元通信连接；
所述控制系统被配制成接收所述余氧在线监测机构测得的氧气含量信号，并根据所述氧气含量信号调控所述供水单元、所述供油单元或所述供气单元的流量。
2.根据权利要求1所述的多介质混相气体发生系统，其特征在于，所述余氧在线监测机构包括氧气含量分析仪和用于采集部分混合气体，对所述部分混合气体进行降温、除湿和除尘的样品预处理单元，所述样品预处理单元具有处理气输出口，所述处理气输出口与所述氧气含量分析仪连通，所述氧气含量分析仪与所述控制系统通信连接。
3.根据权利要求1所述的多介质混相气体发生系统，其特征在于，所述多介质混相气体发生系统还包括分别设置在所述供水单元和所述多介质混相气体发生器连接的管路上的第一流量计，设置在所述供油单元和所述多介质混相气体发生器连接的管路上的第二流量计，以及设置在所述供气单元和所述多介质混相气体发生器连接的管路上的第三流量计。
4.根据权利要求3所述的多介质混相气体发生系统，其特征在于，所述第一流量计、所述第二流量计以及所述第三流量计均与所述控制系统通信连接。
5.根据权利要求1～4任一项所述的多介质混相气体发生系统，其特征在于，所述控制系统包括控制器和用于对系统的运行参数进行调整的上位机，所述控制器与所述上位机通信连接，所述控制器与所述余氧在线监测机构通信连接，所述供水单元、所述供油单元以及所述供气单元与所述控制器通信连接。
6.一种调控多介质混相气体发生器产气的方法，其特征在于，包括：使多介质混相气体发生器连接燃烧控制系统，所述燃烧控制系统包括通信连接的余氧在线监测机构和控制系统；
所述余氧在线监测机构检测所述多介质混相气体发生器产出的混合气中氧气含量，并将氧气含量信号发送至所述控制系统；所述控制系统根据所述氧气含量信号控制供多介质混相气体发生器的进水量、进油量或进气量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述余氧在线监测机构包括氧气含量分析仪和样品预处理单元，所述多介质混相气体发生器产出的部分混合气进入所述样品预处理单元中，混合气经降温、除湿和除尘处理后进入至所述氧气含量分析仪中检测其中氧气含量，所述氧气含量分析仪将检测到的氧气含量信号发送至所述控制系统中。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述多介质混相气体发生器通过分别设置在供水管路、供油管路以及供气管路的第一流量计、第二流量计以及第三流量计来检测进料流量。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，使所述第一流量计、所述第二流量计以及所述第三流量计与所述控制系统通信连接，
所述控制系统接收到所述第一流量计、所述第二流量计或者所述第三流量计的流量信号后结合所述氧气含量信号来调控供水单元、供油单元或者供气单元的流量。
10.根据权利要求6～9任一项所述的方法，其特征在于，所述控制系统包括通信连接的控制器和上位机，所述余氧在线监测机构将检测到的混合气的氧气信号发送至所述控制器；所述上位机根据所述控制器接收到的信号对系统的运行参数进行修改。
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| CN202111030554.2A Withdrawn CN113719834A (zh) | 2021-09-03 | 2021-09-03 | 多介质混相气体发生系统及调控发生器产气的方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114295791A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-04-08 | 新疆广陆能源科技股份有限公司 | 热流体发生器尾气检测系统和多元介质热流体发生系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN106996285A (zh) * | 2017-06-10 | 2017-08-01 | 大庆东油睿佳石油科技有限公司 | 井下混相热流体发生器及其使用方法 |
| US20180155649A1 (en) * | 2016-12-02 | 2018-06-07 | Mustang Sampling Llc | Biogas Blending and Verification Systems and Methods |
| CN109059570A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-21 | 湖北新冶钢特种钢管有限公司 | 用于使用混合煤气的加热炉的节能控制系统和方法 |
| CN110043801A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-07-23 | 青岛科技大学 | 一种原油加热炉及其控制系统 |
| CN110067942A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-07-30 | 青岛科技大学 | 一种原油加热炉 |
-
2021
- 2021-09-03 CN CN202111030554.2A patent/CN113719834A/zh not_active Withdrawn
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