CN102086406A - 一种高频智能响应电脱盐成套设备 - Google Patents
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Abstract
一种高频智能响应电脱盐成套设备，包括一个卧式电脱盐罐体，罐体顶部外侧设置有变压器，罐体内上部设置有与罐体轴向平行的出油收集管，罐体下部设置有与罐体轴向平行的进油分配管，罐体内部安装有垂挂式网状电极板，在罐体外部侧面设置有变压器防爆控制系统，该防爆控制系统能够监测运行一次电流，同时能够根据电流来智能调整输出电压，变压器防爆控制系统上面同时设置有频率调整按钮。
Description
技术领域
本发明涉及一种原油电脱盐成套设备，属于原油预处理过程中的电脱盐技术领域，尤其涉及一种输入频率可调和输入电压根据二次电流变化自动响应调整一次输入电压的电脱盐成套设备。
背景技术
近年来，原油供应市场的不稳定性及原油价格的不规则震荡，大大增加了原油炼制成本。为适应原油市场的变化，降低原油加工成本，往往采购或掺炼一些劣质原油，甚至某些炼厂已经完成了从加工轻质优质原油到加工重质劣质原油的转型。这些劣质原油虽然降低了采购成本，但使得原油趋于劣质化，为炼油设备的平稳运行带来挑战，特别是在加工高比重、高粘度、高含盐量、高酸值的劣质原油时，往往在电脱盐罐体内发生乳化，在油水界面处生成稳定的难以破除的乳化物，在电脱盐设备运行过程中，出现短路，报警，设备跳闸，送电困难等现象，影响整个炼厂装置的平稳运行。而且，脱后原油含水量经常高于0.3％的技术指标，含盐量也很难达到3mg/l的标准要求。特别是电脱盐排水，由于罐体内发生乳化，也往往出现排水含油量超标的情况，远远高于200ppm的技术指标，严重时甚至排水含油量达到几千ppm的情况，如在加工达混原油时就出现了这种情况，大大增加了下游的污水处理厂的压力。目前比较常见的电脱盐技术，无论是交流电脱盐技术，交直流电脱盐技术和高速电脱盐技术都采用100％全阻抗防爆变压器作为电脱盐设备的电源，该电源都在初级线圈设计了一个电抗器。这在保护电源方面起到作用，当加工复杂原油，在油水界面处形成高导电率的顽固乳化液时，为保护电源设备，输出到电脱盐罐体内的高压迅速降低，降低的电压往往难以破除乳化液。也就是说，100％全阻抗电脱盐电源在乳化发生时，为了保护变压器电源设备而牺牲了高压电场的破乳脱水脱盐效果。当这种情况出现时，电脱盐设备运行电流非常高，100％全阻抗变压器出现能耗高，无功功率消耗大，破乳效果差的情况，这对节能是不利的。
为了解决上述问题中国专利200610018081.3介绍了一种电脱盐脱水器，在电脱盐脱水器沿罐体的轴向设置一组或多组电极组合件，各组电极组合件由格栅结构的第一电极和第二电极组成。第一电极为与罐体轴向相垂直的弓形平面电极，第二电极由一个与罐体的轴向垂直的弓形平面和该弓形平面相垂直并环绕其周边的圆弧面和底平面组成。变压器采用了脉冲变压器，第二电极与脉冲变压器的输出端相连，第一电极接地。但这种电脱盐脱水 器存在三个问题，一是仅为脉冲式输入高压电，不能起到良好破乳效果；二是第一电极接地，第二电极带电，工作时为带电电极对接地电极直接放电构成回路并形成高压电场，功耗较高；三是为了能够确保水平的油流流过，电极为格栅结构，比较稀疏，形成的高压电场不密集。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高频智能响应电脱盐成套设备，本成套设备克服了上述现有技术中的缺点，并能够达到满意的脱盐脱水效果。
本发明的技术方案是：一种高频智能响应电脱盐成套设备，包括一个卧式电脱盐罐体，罐体顶部外侧设置有变压器，变压器的输出电压幅值在200～60000V之间。罐体内上部设置有与罐体轴向平行的出油收集管，罐体下部设置有与罐体轴向平行的进油分配管，罐体内部安装有垂挂式网状电极板，网状极板分成两种，一种接在变压器的正极输出端，叫做网状正电极板，一种接在变压器的负极输出端，叫做网状负电极板，网状正电极板和网状负电极板间隔设置，正负极板间距在100～300mm之间，网状正电极板和网状负电极板通过吊杆分别连接在正电极梁和负电极梁上，然后通过高压电引入系统和变压器相连接，网状正电极板和网状负电极板主要由固定框架和金属网构成，金属网的目数在2.5～10之间。在罐体外部侧面设置有变压器防爆控制系统，该防爆控制系统能够监测运行一次电流，同时能够根据电流来智能调整输出电压，使电脱盐罐体内始终有电场存在，达到破乳目的。变压器防爆控制系统上面同时设置有频率调整按钮，能够控制罐内高压电的频率在200～5000Hz之间，该频率可根据脱盐脱水效果进行人工调整。
本发明的有益效果是：采用本高频智能响应电脱盐成套设备时，能够根据电脱盐成套设备的运行电流随时调整输出电压，使罐内始终存在高压电场，破除顽固乳化液；同时因为设置的网状正电极板和网状负电极板，形成的比较密集和均匀的电场，提高了电场的破乳效率；由于网状正电极板和网状负电极板不是构成回路，而是等效成一个电容，大大降低了运行能耗；变压器防爆控制系统上面同时设置有频率调整按钮，提高了变压器的频率适应范围，能够在很大范围内选择最佳工作频率，提高破乳效率，保证了脱盐脱水指标。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图2为网状正电极板和网状负电极板主视图
图3为变压器和变压器防爆控制系统主电路原理框图
附图说明：1.电脱盐罐体，2.出油收集管，3.变压器，4.高压电引入系统，5.变压器防爆控制系统，6.负电极梁，7.正电极梁，8.吊杆，9.网状负电极板，10.进油分配管，11.网状正电极板，12.固定框架，13.金属网，14.全桥整流电路，15.滤波调压电路，16.逆变电路，17.整流模块，18.驱动电路，19.采样电路，20.防偏磁电路，21.PWM控制电路，22.参数给定电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
参见图1，一种高频智能响应电脱盐成套设备，包括一个卧式电脱盐罐体(1)，罐体顶部外侧设置有变压器(3)，变压器(3)的输出电压幅值在200～60000V之间。罐体内上部设置有与罐体轴向平行的出油收集管(2)，罐体下部设置有与罐体轴向平行的进油分配管(10)，罐体内部安装有垂挂式网状电极板，网状极板分成两种，一种接在变压器的正极输出端，叫做网状正电极板(11)，一种接在变压器的负极输出端，叫做网状负电极板(9)，网状正电极板(11)和网状负电极板(9)间隔设置，网状正电极板(11)和网状负电极板(9)间距在100～300mm之间，网状正电极板(11)和网状负电极板(9)分别通过吊杆(8)连接在正电极梁(7)和负电极梁(6)上，正电极梁(7)和负电极梁(6)通过高压电引入系统(4)和变压器(2)相连接。在电脱盐罐体(1)外部侧面设置有变压器防爆控制系统(5)，变压器防爆控制系统(5)能够监测运行一次电流，同时能够根据电流来智能调整输出电压，使电脱盐罐体(1)内始终有电场存在，达到破乳目的。变压器防爆控制系统(5)上面同时设置有频率调整按钮，该按钮能够通过参数给定电路控制电脱盐罐内(1)高压电的频率在200～5000Hz之间，该频率可根据脱盐脱水效果进行人工调整。
参见图2，网状正电极板(11)和网状负电极板(9)主要由固定框架(12)和金属网(13)构成，固定框架(12)可采用6～18的圆钢，金属网(13)的目数在2.5～10之间，并通过焊接连接在固定框架(12)上。
参见图3，全桥整流电路(14)将输入的三相交流电转变为直流电，并且在0～540V间连续可调。滤波调压电路(15)对全桥整流电路(14)输出的直流电进行滤波。逆变电路(16)将整流滤波后的直流电变为幅值、频率及脉宽可调的矩形波交流，该交流加到变压器(3)的原边，在其付边得到高压输出。整流模块(17)将对变压器(3)输出高压进行整流，得到正负电压，然后接到电脱盐罐体(1)内的正电极梁(7)和负电极梁(6)上。控制电路由采样电路(19)、防偏磁电路(20)、PWM控制电路(21)、驱动电路(18)和 参数给定电路(22)组成。整个控制电路的工作原理为：利用脉宽调制集成芯片TL494作为控制电路的核心，采样电路(19)利用霍尔电压传感器测量变压器一次侧电压，向防偏磁电路输出0-5V的电压信号。在防偏磁电路(20)中，这一电压信号经A/D器进行模数转换后，输出的数字信号送入单片机进行处理。单片机对信号处理后，经过判断向需要调整的一路PWM控制电路输出合适的调整信号，经D/A转换器变为模拟量后，对TL494输出的PWM输出波形进行控制。通过参数给定电路(22)可人工设定输出电压和输出频率。
下面结合实际操作说明本发明的工作过程：原油和水的乳化液从罐体底部的进油分配管(10)均匀的进入电脱盐罐体(1)内，油流的方向为从下向上，当油流流经网状正电极板(11)和网状负电极板(9)之间时，由于变压器(3)输出的高压电通过高压电引入系统(4)导入到了正电极梁(7)和负电极梁(6)上，而正电极梁(7)和负电极梁(6)上又通过吊杆连接在了网状正电极板(11)和网状负电极板(9)之间上，网状正电极板(11)和网状负电极板(9)之间就形成了高压电场，电场力就会引起水滴极化聚集成大水滴后沉降到电脱盐罐体(1)底部，因为电场力的方向为水平方向，不会干扰水滴的向下沉降，处理后的原油水含量也比较低，处理后的原油通过出油收集管(2)流出电脱盐罐体(1)。由于网状正电极板(11)和网状负电极板(9)之间没有直接形成电路，而是等效成一个电容，设备运行电流比一组极板带电一组极板接地时要低一半，大大降低了运行能耗。网状正电极板(11)和网状负电极板(9)采用网状结构代替了格栅结构，形成的电场比较均匀，也能够提高水滴的聚集效率。当电脱盐罐体(1)内的原油乳化严重时，通过变压器防爆控制系统(5)内的采样电路(19)、驱动电路(18)、防偏磁电路(20)、PWM控制电路(21)可自动调整输出电压，使电脱盐罐体(1)内始终维持有高压电场，达到破乳目的。变压器防爆控制系统(5)内设有参数给定电路，可通过变压器防爆控制系统频率和电压调整按钮人工设定输出电压和输出频率。
实验证明，采用本发明的电脱盐成套设备时，原油处理后盐含量在1.8mg/l以内，水含量均小于0.1％，耗电量只有传统电脱盐成套设备的三分之一，在实验过程中发现，本发明尤其适用乳化严重、水含量高的重质原油。
Claims (4)
1.一种高频智能响应电脱盐成套设备，包括一个卧式电脱盐罐体(1)，罐体顶部外侧设置有变压器(3)，罐体内上部设置有与罐体轴向平行的出油收集管(2)，罐体下部设置有与罐体轴向平行的进油分配管(10)，罐体内部安装有垂挂式网状电极板，网状极板分成两种，一种接在变压器的正极输出端，叫做网状正电极板(11)，一种接在变压器的负极输出端，叫做网状负电极板(9)，网状正电极板(11)和网状负电极板(9)分别通过吊杆(8)连接在正电极梁(7)和负电极梁(6)上，正电极梁(7)和负电极梁(6)通过高压电引入系统(4)和变压器(2)相连接。在电脱盐罐体(1)外部侧面设置有变压器防爆控制系统(5)，变压器防爆控制系统(5)能够监测运行一次电流，同时能够根据电流来智能调整输出电压，使电脱盐罐体(1)内始终有电场存在，达到破乳目的。变压器防爆控制系统(5)上面同时设置有频率调整按钮，该按钮可调节电脱盐罐内(1)高压电的频率幅值。
2.根据权利要求1所述的一种高频智能响应电脱盐成套设备，其特征在与：网状正电极板(11)和网状负电极板(9)间距在100～300mm之间。
3.根据权利要求1所述的一种高频智能响应电脱盐成套设备，其特征在与：网状正电极板(11)和网状负电极板(9)主要由固定框架(12)和金属网(13)构成，固定框架(12)可采用6～18的圆钢，金属网(13)的目数在2.5～10之间，并通过焊接连接在固定框架(12)上。
4.根据权利要求1所述的一种高频智能响应电脱盐成套设备，其特征在与：变压器防爆控制系统(5)内设有参数给定电路，可通过变压器防爆控制系统频率和电压调整按钮人工设定输出电压和输出频率。
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