CN207153140U - 一种原油稳定系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种原油稳定系统，包括稳定塔、压缩机、事故罐以及三相分离器，稳定塔的中段与事故罐的输出端连通，在稳定塔内侧壁上开有凹槽，在凹槽顶部设有限位块，在限位块的底面上设有行程开关，在外排管上设有电磁阀，行程开关与电磁阀电连接，在凹槽的底面上开有盲孔，浮球的局部置于盲孔内，在盲孔底部开设有流道，流道的轴线由上至下朝靠近稳定塔的轴线方向倾斜，流道的上端正对浮球的底部。本实用新型摒弃现有的液面检测机构，取消浮球的联动机构，仅仅利用浮球自身的上浮能力，在与行程开关发生碰撞接触后，直接接通电磁阀的电源，将超过稳定塔上限液位的原油则通过外排管开始进入至事故罐中，由事故罐进行统一收集输送。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气集输领域，具体涉及一种原油稳定系统。
背景技术
原油稳定是指将油田上密闭集输起来的原油经过密闭处理，从原油中把轻质烃类如:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等分离出来并加以回收利用。这样，原油就相对的减少了挥发作用，也降低了蒸发造成的损耗，使之稳定，即原油稳定是减少蒸发损耗的治本办法。但是，经过稳定的原油在储运中还需采取必要的措施，如：密闭输送、浮顶罐储存等。原油稳定具有较高的经济效益，可以回收大量轻烃作化工原料，同时，可使原油安全储运，并减少了对环境的污染。而原油稳定采用的工艺一般包括三种，负压闪蒸工艺、正压闪蒸工艺以及微正压闪蒸工艺，其中负压闪蒸工艺中压力一般在0.07MPa(a)以内，温度一般为55～65℃；微正压闪蒸工艺中压力一般在0.105MPa(a)左右，温度一般为70～90℃；正压闪蒸工艺中压力一般在0.2～0.5MPa(a)左右，温度一般为110～170℃。其中，利用负压闪蒸工艺进行原油稳定的方式应用相对更加广泛。而在负压闪蒸或是正压闪蒸工艺中，传统的稳定塔在使用时容易出现事故工况，究其原因是因为塔内液位超高，而现有的浮球液位报警系统正因为采用的负压闪蒸工艺，使得在塔内的气体中含有大量的水蒸气，水蒸气会对浮球的连杆形成锈蚀，进而导致浮球上限报警失灵，最终导致冒塔事故的发生。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种原油稳定系统，实现原油稳定工艺的前提下，确保塔内液面始终处于上限液位之下，提高原油集输操作的安全可靠度。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种原油稳定系统，包括稳定塔、压缩机以及三相分离器，在稳定塔的中段设有进液管，在稳定塔底部设有出液管，压缩机的输入端通过导管与稳定塔顶部连通，压缩机的输出端通过导管与三相分离器的输入端连通，还包括事故罐，所述稳定塔的中段通过外排管与事故罐的输出端连通，在所述稳定塔内侧壁上开有凹槽，在凹槽顶部设有限位块，且在限位块的底面上设有行程开关，在外排管上设有电磁阀，所述行程开关与电磁阀电连接，在凹槽的底面上开有正对限位块的盲孔，浮球的局部置于盲孔内，且在盲孔底部开设有与稳定塔内部连通的流道，所述流道的轴线由上至下朝靠近所述稳定塔的轴线方向倾斜，且流道的上端正对所述浮球的底部；当稳定塔内液面上升至上限位置之前，油液由流道进入至盲孔内且将所述浮球上顶，直至浮球与行程开关发生碰撞。针对现有技术中原油在进行负压闪蒸或是正压闪蒸处理时，在蒸汽环境下对液位进行检测的浮球连杆容易被锈蚀，进而使得浮球丧失其联动功能，导致冒塔事故的发生，对此，申请人摒弃现有的液面检测机构，取消浮球的联动机构，仅仅利用浮球自身的上浮能力，在与行程开关发生碰撞接触后，直接接通电磁阀的电源，使得电磁阀开启，而即将超过稳定塔上限液位的原油则通过外排管开始进入至事故罐中，由事故罐进行统一收集输送；其中，行程开关的接触头裸露在凹槽内，其控制部分被密封在稳定塔的壁厚内，进而其功能不会受到稳定塔内部环境的影响，且浮球并未受到连杆的限制，能够在限位块与盲孔之间自由活动，提高稳定塔内液面监控并及时做出外排工序的灵活性，确保稳定塔内的液位始终处于上限液位之下，降低冒塔事故的发生几率；
具体使用时，原油通过加热器后温度上高，且由稳定塔的中段进入至塔内，在负压条件下进行一次闪蒸脱除挥发性轻烃，挥发性轻烃由稳定塔的上端经导管、压缩机进入至三相分离器中，而含轻烃量较少的原油则在稳定塔内不断累积，且随着原油积累量的增加，稳定塔内的液面随之升高，当液面升至流道的下端部时，原油开始分流且沿流道继续上移，浮球在自身重力作用下局部停留在盲孔内，而盲孔底部与流道连通，液面上升至盲孔内时，浮球受到浮力而发生同步的上移，直至与限位块底部的行程开关发生碰撞接触，进而行程开关触发电磁阀接通电源，以实现电磁阀的开启，而原油则通过外排管外排至事故罐中。其中，使用过程中，凹槽开设的位置低于稳定塔的上限液位，即设置的高度低于12000㎜，而流道与盲孔的开设位置同样低于上限液位，在原油带动浮球上移至与行程开关的触点碰撞时，由于限位块底面与盲孔底面之间的间距不大，且浮球的局部突出于盲孔，使得浮球的位移量在一个较小的数值范围内，即能在短时间内对稳定塔中急剧升高液面的做出相应的反馈，即开启电磁阀，利用外排管对原油进行外排。
在所述浮球内部设有配重块，且所述配重块与浮球的球心偏心设置。进一步地，浮球需要在凹槽内发生竖直方向的位移，而在原油带动浮球上移时，部分原油会附着在浮球外壁上，且由于附着的原油在浮球上分布极度不均匀，进而导致浮球上移轨迹不规律，容易脱离与行程开关的触点的对中区域，无法有效触发电磁阀的开启，对此，申请人在浮球内设有一个偏心的配重块，在不影响浮球上浮的前提下，确保在浮球外圆周壁上附着有分布不均的原油时快速复位，即回复至未上升之前的状态，保证浮球能够与行程开关发生接触。
在所述稳定塔的轴线方向上，所述限位块的底面朝远离所述浮球的方向弯曲成一个半球面，所述行程开关固定在半球面上。设置的限位块主要是缩减浮球在凹槽内向上的位移量，且在浮球上移至与限位块的底面发生接触时，由于稳定塔内液体中不断有挥发性轻烃逸出使得液面上升不太稳定，浮球同样会发生侧向摆动，使得浮球与行程开关之间的对中不准确；对此，作为优选，申请人将限位块的底面向内凹陷成半球面，且半球面与所述浮球的外圆周壁相匹配，即使浮球在上升过程中发生侧向摆动，且随液面的上升，浮球只需局部进入至半球面所覆盖的范围内，即能够确保浮球与位于半球面最高水平位置的行程开关发生碰撞，保证稳定塔内液面始终维持在上限液位之下。
所述限位块底面与盲孔底面之间的间距为L，所述浮球的直径为2R，且满足2R﹤L﹤3R；盲孔的轴向深度为H，且满足0.5R﹤H﹤R。进一步地，浮球的上移量为L与2R之差，即在0～R范围内，使得浮球能够在短时间内完成其上升步骤，同时确保浮球与行程开关的精确对中，保证浮球与行程开关发生碰撞接触；而当浮球的位移量过大时，浮球会在上升过程中不断改向而降低与行程开关对中的几率，当浮球的位移量过小时，稳定塔中液面上外逸的挥发性轻烃容易带动浮球进行轻微移动，进而导致浮球意外触碰行程开关而发生电磁阀的断续开闭。并且，浮球的上部突出于盲孔，而突出的上部体积占浮球体积的大部分，使得在油液经流道进入盲孔内后，由浮球的下部与油液发生接触，在确保浮球能够受力而发生上移的前提下，减小浮球与油液的接触面积，同时降低浮球外壁上的油液附着量，减小因浮球重量的偏差而造成液面出现调整误差的发生几率。
在所述稳定塔的轴线方向上，所述外排管与稳定塔的连接点所处的水平高度小于所述流道下端端部所处的水平高度。作为优选，外排管与稳定塔的连接点所处的水平高度小于所述流道下端端部所处的水平高度，使得电磁阀一旦开启，稳定塔中的液面即能够快速下降。
在所述盲孔内设有上表面与浮球的球面相匹配的垫块，且在所述垫块的中部设有与流道上端连通的开口。进一步地，盲孔内设置的垫块，在浮球处于初始状态或是运动状态时，均能够对浮球进行一定的限位，确保浮球在回落时能够准确复位。
还包括冷却器和冷凝器，所述冷却器的冷却进口与所述稳定塔的上端连通，所述冷却器的冷却出口与所述压缩机的输入端连通，所述冷凝器的冷凝进口与所述压缩机的输出端连通，所述冷凝器的冷凝出口与所述三相分离器的输入端连通。进一步地，由稳定塔顶部排出的挥发性轻烃本身携带一定的热量以及水汽，且稳定塔中的原油稳定工序持续进行，在挥发性轻烃进入三相分离器之前，通过冷却器以及冷凝器对挥发性轻烃以及携带的水汽进行两级冷却，确保进入三相分离器中的混合物可直接进行分离，即由三相分离器的输出端A中分离得到天然气，在三相分离器的输出端B中分离出水，在三相分离器的输出端C中分离得到轻烃。
还包括原油泵和换热器，所述事故罐的输出端与出液管连通，且所述出液管与原油泵的输入端连通，原油泵的输出端与换热器的换热进口连通，所述换热器的换热出口通过导管与外界存储设备连通。经过稳定处理的原油通过稳定塔的底部以及事故罐的输出端在原油泵的泵送下进入至换热器的换热进口，经过与冷却介质的热交换后，直接回复到正常温度后，由换热器的换热出口流出，以方便原油的存储。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本实用新型一种原油稳定系统，摒弃了现有的液面检测机构，取消浮球的联动机构，仅仅利用浮球自身的上浮能力，在与行程开关发生碰撞接触后，直接接通电磁阀的电源，使得电磁阀开启，而即将超过稳定塔上限液位的原油则通过外排管开始进入至事故罐中，由事故罐进行统一收集输送；
2、本实用新型一种原油稳定系统，行程开关的接触头裸露在凹槽内，其控制部分被密封在稳定塔的壁厚内，进而其功能不会受到稳定塔内部环境的影响，且浮球并未受到连杆的限制，能够在限位块与盲孔之间自由活动，提高稳定塔内液面监控并及时做出外排工序的灵活性，确保稳定塔内的液位始终处于上限液位之下，降低冒塔事故的发生几率；
3、本实用新型一种原油稳定系统，在浮球内设有一个偏心的配重块，在不影响浮球上浮的前提下，确保在浮球外圆周壁上附着有分布不均的原油时快速复位，即回复至未上升之前的状态，保证浮球能够与行程开关发生接触。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为稳定塔的结构示意图；
图3为图2的局部放大图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-换热器、2-加热器、3-稳定塔、4-冷却器、5-压缩机、6-电磁阀、7-冷凝器、8-事故罐、9-三相分离器、10-进液管、11-液位调节机构、12-外排管、13-出液管、14-限位块、15-行程开关、16-半球面、17-凹槽、18-浮球、19-垫块、20-配重块、21-流道。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例1
如图1～3所示，本实施例包括稳定塔3、压缩机5以及三相分离器9，在稳定塔3的中段设有进液管10，在稳定塔3底部设有出液管13，压缩机5的输入端通过导管与稳定塔3顶部连通，压缩机5的输出端通过导管与三相分离器9的输入端连通，还包括事故罐8，所述稳定塔3的中段通过外排管12与事故罐8的输出端连通，在所述稳定塔3内侧壁上开有凹槽17，在凹槽17顶部设有限位块14，且在限位块14的底面上设有行程开关15，在外排管12上设有电磁阀6，所述行程开关15与电磁阀6电连接，在凹槽17的底面上开有正对限位块14的盲孔，浮球18的局部置于盲孔内，且在盲孔底部开设有与稳定塔3内部连通的流道21，所述流道21的轴线由上至下朝靠近所述稳定塔3的轴线方向倾斜，且流道21的上端正对所述浮球18的底部。
本实施例通过浮球18、凹槽17、限位块14以及行程开关15构成液位调节机构11，其中行程开关15的接触头裸露在凹槽17内，其控制部分被密封在稳定塔3的壁厚内，进而其功能不会受到稳定塔3内部环境的影响，且浮球18并未受到连杆的限制，能够在限位块14与盲孔之间自由活动，提高稳定塔3内液面监控并及时做出外排工序的灵活性，确保稳定塔3内的液位始终处于上限液位之下，降低冒塔事故的发生几率；
具体使用时，原油通过加热器2后温度上高，且由稳定塔3的中段进入至塔内，在负压或是正压条件下进行一次闪蒸脱除挥发性轻烃，挥发性轻烃由稳定塔3的上端经导管、压缩机5进入至三相分离器9中，而含轻烃量较少的原油则在稳定塔3内不断累积，且随着原油积累量的增加，稳定塔3内的液面随之升高，当液面升至流道21的下端部时，原油开始分流且沿流道21继续上移，浮球18在自身重力作用下局部停留在盲孔内，而盲孔底部与流道21连通，液面上升至盲孔内时，浮球18受到浮力而发生同步的上移，直至与限位块14底部的行程开关15发生碰撞接触，进而行程开关15触发电磁阀6接通电源，以实现电磁阀6的开启，而原油则通过外排管12外排至事故罐8中。
其中，使用过程中，凹槽17开设的位置低于稳定塔3的上限液位，即低于12000㎜，而流道21与盲孔的开设位置同样低于上限液位，在原油带动浮球18上移至与行程开关15的触点碰撞时，由于限位块14底面与盲孔底面之间的间距不大，且浮球18的局部突出于盲孔，使得浮球18的位移量在一个较小的数值范围内，即能在短时间内对稳定塔3中急剧升高液面的做出相应的反馈，即开启电磁阀6，利用外排管12对原油进行外排。
实施例2
如图2～3所示，本实施例在所述浮球18内部设有配重块20，且所述配重块20与浮球18的球心偏心设置。进一步地，浮球18需要在凹槽17内发生竖直方向的位移，而在原油带动浮球18上移时，部分原油会附着在浮球18外壁上，且由于附着的原油在浮球18上分布极度不均匀，进而导致浮球18上移轨迹不规律，容易脱离与行程开关15的触点的对中区域，无法有效触发电磁阀6的开启，对此，申请人在浮球18内设有一个偏心的配重块20，在不影响浮球18上浮的前提下，确保在浮球18外圆周壁上附着有分布不均的原油时快速复位，即回复至未上升之前的状态，保证浮球18能够与行程开关15发生接触。
实施例3
如图2～3所示，本实施例在所述稳定塔3的轴线方向上，所述限位块14的底面朝远离所述浮球18的方向弯曲成一个半球面16，所述行程开关15固定在半球面16上。作为优选，将限位块14的底面向内凹陷成半球面16，且半球面16与所述浮球18的外圆周壁相匹配，即使浮球18在上升过程中发生侧向摆动，且随液面的上升，浮球18只需局部进入至半球面16所覆盖的范围内，即能够确保浮球18与位于半球面16最高水平位置的行程开关15发生碰撞，保证稳定塔3内液面始终维持在上限液位之下。
实施例4
如图2～3所示，本实施例中所述限位块14底面与盲孔底面之间的间距为L，所述浮球18的直径为2R，且满足2R﹤L﹤3R；盲孔的轴向深度为H，且满足0.5R﹤H﹤R。进一步地，浮球18的上移量为L与2R之差，即在0～R范围内，使得浮球18能够在短时间内完成其上升步骤，同时确保浮球18与行程开关15的精确对中，保证浮球18与行程开关15发生碰撞接触；而当浮球18的位移量过大时，浮球18会在上升过程中不断改向而降低与行程开关15对中的几率，当浮球18的位移量过小时，稳定塔3中液面上外逸的挥发性轻烃容易带动浮球18进行轻微移动，进而导致浮球18意外触碰行程开关15而发生电磁阀6的断续开闭。并且，浮球18的上部突出于盲孔，而突出的上部体积占浮球18体积的大部分，使得在油液经流道21进入盲孔内后，由浮球18的下部与油液发生接触，在确保浮球18能够受力而发生上移的前提下，减小浮球18与油液的接触面积，同时降低浮球18外壁上的油液附着量，减小因浮球18重量的偏差而造成液面出现调整误差的发生几率。
作为优选，外排管12与稳定塔3的连接点所处的水平高度小于所述流道21下端端部所处的水平高度，使得电磁阀6一旦开启，稳定塔3中的液面即能够快速下降。
实施例5
如图1～3所示，本实施例在所述盲孔内设有上表面与浮球18的球面相匹配的垫块19，且在所述垫块19的中部设有与流道21上端连通的开口。盲孔内设置的垫块19，在浮球18处于初始状态或是运动状态时，均能够对浮球18进行一定的限位，确保浮球18在回落时能够准确复位。
本实施例还包括冷却器4、冷凝器7、原油泵和换热器1，所述冷却器4的冷却进口与所述稳定塔3的上端连通，所述冷却器4的冷却出口与所述压缩机5的输入端连通，所述冷凝器7的冷凝进口与所述压缩机5的输出端连通，所述冷凝器7的冷凝出口与所述三相分离器9的输入端连通；事故罐8的输出端与出液管13连通，且所述出液管13与原油泵的输入端连通，原油泵的输出端与换热器1的换热进口连通，所述换热器1的换热出口通过导管与外界存储设备连通。
由稳定塔3顶部排出的挥发性轻烃本身携带一定的热量以及水汽，且稳定塔3中的原油稳定工序持续进行，在挥发性轻烃进入三相分离器9之前，通过冷却器4以及冷凝器7对挥发性轻烃以及携带的水汽进行两级冷却，确保进入三相分离器9中的混合物可直接进行分离，即由三相分离器9的输出端A中分离得到天然气，在三相分离器9的输出端B中分离出水，在三相分离器9的输出端C中分离得到轻烃。经过稳定处理的原油通过稳定塔3的底部以及事故罐8的输出端在原油泵的泵送下进入至换热器1的换热进口，经过与冷却介质的热交换后，直接回复到正常温度后，由换热器1的换热出口流出，以方便原油的存储。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种原油稳定系统，包括稳定塔(3)、压缩机(5)以及三相分离器(9)，在稳定塔(3)的中段设有进液管(10)，在稳定塔(3)底部设有出液管(13)，压缩机(5)的输入端通过导管与稳定塔(3)顶部连通，压缩机(5)的输出端通过导管与三相分离器(9)的输入端连通，在其特征在于：还包括事故罐(8)，所述稳定塔(3)的中段通过外排管(12)与事故罐(8)的输出端连通，在所述稳定塔(3)内侧壁上开有凹槽(17)，在凹槽(17)顶部设有限位块(14)，且在限位块(14)的底面上设有行程开关(15)，在外排管(12)上设有电磁阀(6)，所述行程开关(15)与电磁阀(6)电连接，在凹槽(17)的底面上开有正对限位块(14)的盲孔，浮球(18)的局部置于盲孔内，且在盲孔底部开设有与稳定塔(3)内部连通的流道(21)，所述流道(21)的轴线由上至下朝靠近所述稳定塔(3)的轴线方向倾斜，且流道(21)的上端正对所述浮球(18)的底部；当稳定塔(3)内液面上升至上限位置时，油液由流道(21)进入至盲孔内且将所述浮球(18)上顶，直至浮球(18)与行程开关(15)发生碰撞。
2.根据权利要求1所述的一种原油稳定系统，其特征在于：在所述浮球(18)内部设有配重块(20)，且所述配重块(20)与浮球(18)的球心偏心设置。
3.根据权利要求1所述的一种原油稳定系统，其特征在于：在所述稳定塔(3)的轴线方向上，所述限位块(14)的底面朝远离所述浮球(18)的方向弯曲成一个半球面(16)，所述行程开关(15)固定在半球面(16)上。
4.根据权利要求1所述的一种原油稳定系统，其特征在于：所述限位块(14)底面与盲孔底面之间的间距为L，所述浮球(18)的直径为2R，且满足2R﹤L﹤3R；盲孔的轴向深度为H，且满足0.5R﹤H﹤R。
5.根据权利要求1所述的一种原油稳定系统，其特征在于：在所述稳定塔(3)的轴线方向上，所述外排管(12)与稳定塔(3)的连接点所处的水平高度小于所述流道(21)下端端部所处的水平高度。
6.根据权利要求1所述的一种原油稳定系统，其特征在于：在所述盲孔内设有上表面与浮球(18)的球面相匹配的垫块(19)，且在所述垫块(19)的中部设有与流道(21)上端连通的开口。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的一种原油稳定系统，其特征在于：还包括冷却器(4)和冷凝器(7)，所述冷却器(4)的冷却进口与所述稳定塔(3)的上端连通，所述冷却器(4)的冷却出口与所述压缩机(5)的输入端连通，所述冷凝器(7)的冷凝进口与所述压缩机(5)的输出端连通，所述冷凝器(7)的冷凝出口与所述三相分离器(9)的输入端连通。
8.根据权利要求7所述的一种原油稳定系统，其特征在于：还包括原油泵和换热器(1)，所述事故罐(8)的输出端与出液管(13)连通，且所述出液管(13)与原油泵的输入端连通，原油泵的输出端与换热器(1)的换热进口连通，所述换热器(1)的换热出口通过导管与外界存储设备连通。
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