電脫水器-任慶功.ppt

1、FPSO-116 任慶功 2007年8月24日,電脫水器,主要內(nèi)容,1.電脫水原理； 2.電脫水結(jié)構(gòu)； 3. 系統(tǒng)操作與注意事項(xiàng)； 4.故障與保護(hù);,一、電脫水機(jī)理：,水滴和鹽等雜質(zhì)在電場(chǎng)中聚結(jié)的方式主要有三種：電泳聚結(jié)、偶極聚結(jié)和振蕩聚結(jié)。 電脫水只適用于低含水率油包水型乳狀液。因?yàn)樵偷膶?dǎo)電率很小，油包水型乳狀液通過(guò)電脫水器極間空間時(shí)，電極間電流很小，能建立起脫水所需要的電場(chǎng)強(qiáng)度。帶有酸堿鹽等電解質(zhì)的水是良導(dǎo)體，當(dāng)水包油型乳狀液通過(guò)極間空間時(shí)，極間電壓下降，電流猛增，即產(chǎn)生電擊穿現(xiàn)象，無(wú)法建立極間必要的電場(chǎng)強(qiáng)度。同樣，用電脫水處理含水率較高的油包水型乳狀液時(shí)，也容易產(chǎn)生電擊穿，使脫水器的操

2、作不穩(wěn)定。因此，在處理高含水率原油乳狀液時(shí)一般先經(jīng)沉降脫水或陶粒脫水，使含水率降低后再進(jìn)入電脫水器進(jìn)行脫水，通常把這種脫水工藝稱為二段脫水。,（1）電泳聚結(jié),帶正電荷的水滴向負(fù)電極運(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電荷的水滴向正電極運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為電泳。由原油乳狀液的性質(zhì)可知，原油中各種粒徑水滴的界面上都帶有同性電荷，故在通直流電的平行電極中乳狀液的全部水滴將以相同的方向運(yùn)動(dòng)。在電泳過(guò)程中，水滴受原油的阻力產(chǎn)生拉長(zhǎng)變形，并使界面膜機(jī)械強(qiáng)度削弱。同時(shí)因水滴大小不等、所帶電量不同、運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力各異，各水滴在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速度不同。電泳過(guò)程中水滴的碰撞、合并稱為電泳聚結(jié)。部分發(fā)生電泳聚結(jié)的水滴從原油沉降分出，未發(fā)生電泳聚結(jié)

3、或碰撞合并后還不足以沉降的水滴將運(yùn)動(dòng)至與水滴極性相反的電極區(qū)附近。由于水滴在電極區(qū)附近密集，增加了水滴碰撞合并的幾率，使原油中大量小水滴主要在電極區(qū)附近分出。,（2）偶極聚結(jié),在高壓直流或交流電場(chǎng)中，原油乳狀液中的水滴受電場(chǎng)的極化和靜電感應(yīng)，使水滴兩端帶上不同極性的電荷，形成誘導(dǎo)偶極。因?yàn)樗蝺啥送瑫r(shí)受正負(fù)電極的吸引，在水滴上作用的合力為零，水滴除產(chǎn)生拉長(zhǎng)變形外，在電場(chǎng)中不產(chǎn)生象電泳那樣的運(yùn)動(dòng)，但水滴的變形削弱了界面的機(jī)械強(qiáng)度，特別在水滴兩端界面膜的強(qiáng)度最弱。原油乳狀液中許多兩端帶電的水滴象電偶極子一樣，在外加電場(chǎng)中以電力線方向呈直線排列形成“水鏈”，相鄰水滴的正負(fù)偶極相互吸引，電的吸引力使水

4、滴相互碰撞，合并成大水滴，從原油中沉降分離出來(lái)。在電場(chǎng)中，水滴的電分散過(guò)程僅需幾秒鐘即可完成，若剩余的水滴仍有足夠大的直徑，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后又會(huì)重復(fù)電分散過(guò)程，因而原油乳狀液通過(guò)電場(chǎng)的時(shí)間應(yīng)該適當(dāng)，增加原油乳狀液在電場(chǎng)中的滯留時(shí)間不會(huì)改善脫水效果。,（3）振蕩聚結(jié),水滴中常帶有酸、堿、鹽等各種離子。在交流電場(chǎng)中，各種正負(fù)離子不斷地做周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，離子的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使水滴界面膜不斷受到?jīng)_擊，使其機(jī)械強(qiáng)度降低、甚至破裂，水滴聚結(jié)沉降，這一過(guò)程稱為振蕩聚結(jié)。顯然，水滴愈大，離子對(duì)界面膜的沖擊作用愈大，振蕩聚結(jié)的效果愈好。,各種電脫方式比較,二、電脫水器結(jié)構(gòu),電脫水器內(nèi)部結(jié)構(gòu),電脫水器內(nèi)部照片：,頂部收

5、液管,油出口,渦流破壞器：罐底水出口,電脫水罐體底部設(shè)計(jì)了沖砂管匯，根據(jù)泥沙沉降情況，可以定期或不定期地將泥沙沖洗出罐體。,沖砂管匯,電脫水變壓器,電脫水器的變壓器,電源線引入罐體,油液位觀察窗,電脫水器的電壓,電脫水變壓器有電壓切換開(kāi)關(guān)，分4檔： 1、10KV 2、15KV 3、20KV 4、25KV 5、30KV,電脫水器內(nèi)部進(jìn)線,電源線：,三、系統(tǒng)操作與注意事項(xiàng),電脫水器的主要作用是更進(jìn)一步脫除原油中的乳化水。原油首先進(jìn)入位于容器底部的布液管（兩根大管上鉆了很多小孔）有利于原油均勻通過(guò)電場(chǎng)），含乳化液原油在電脫水罐下部的水層進(jìn)入，對(duì)乳化液中的泥沙、固體顆粒等進(jìn)行沖洗，除去固體雜質(zhì)。這時(shí)的

6、原油含有大量的水，導(dǎo)電率比較高，在電極板和油水界位之間設(shè)計(jì)一個(gè)弱電場(chǎng)，在這個(gè)弱電場(chǎng)中大部分水被脫除掉，這時(shí)的乳化液的導(dǎo)電率已經(jīng)很低了。然后進(jìn)入電極板之間的強(qiáng)電場(chǎng)，小或更小的水滴受到更強(qiáng)電場(chǎng)力，聚積成大水滴從原油中沉降出來(lái)，達(dá)到脫水目的。分離出的含油污水（小于1500ppm）從罐底部的渦流破壞器進(jìn)入生產(chǎn)水處理系統(tǒng)；脫除水的原油（體積含水小于0.5）從頂部的集液管匯集后進(jìn)入油/油換熱器（FPSO-E-2011A/B）。在電脫水器內(nèi)液體的停留時(shí)間大約為30分鐘。電脫水所使用的電場(chǎng)包括交流（AC,）、直流（DC）和交直流電場(chǎng)，三種電場(chǎng)的適用條件、工作方式和優(yōu)缺點(diǎn)情況比較,電脫水器的工藝參數(shù),電脫水器位

7、于FPSO 的工藝模塊II 右舷上，處于二類危險(xiǎn)區(qū)。,電脫水器操作,操作時(shí)，對(duì)比重較大的原油,提高脫水溫度,可降低油品粘度,并使比重差加大,有利于水沉降,但有時(shí)會(huì)提高原油的導(dǎo)電率,并時(shí)電耗略有增加。當(dāng)原油含水量較高時(shí)應(yīng)偏低檔控制水位，當(dāng)原油含水量較低時(shí)應(yīng)偏高檔控制水位。變壓器輸出電壓調(diào)整原則是原油含水量較高時(shí)，電壓控制在偏低檔，原油含水量較低時(shí)，電壓控制在偏高檔。脫水器充滿油、建立起壓力后才可以送電，使電極板之間建立電場(chǎng)，穩(wěn)定1-2小時(shí)，并記錄此時(shí)的電流電壓值。,在脫水器進(jìn)油投產(chǎn)時(shí)，頂部放氣閥不應(yīng)離人，特別油面快到部時(shí)，對(duì)放氣閥開(kāi)度盡量關(guān)小，避免從放氣閥冒油。更換絕緣棒時(shí)，對(duì)該臺(tái)電脫水器所有進(jìn)出油閥門、排污、放水等所有閥門應(yīng)絕對(duì)關(guān)嚴(yán)，防止?jié)B漏，竄通油氣。在正常運(yùn)行時(shí)，要經(jīng)常檢查油位和水位。脫水器的油腔液位和三相分離器的液位一樣，正常工作時(shí)也要注意假液位的出現(xiàn)，當(dāng)電脫水器的油水界面達(dá)60%時(shí)，電脫水器的大腔會(huì)發(fā)出放電的聲音，而且電脫水器的電流會(huì)有強(qiáng)烈的擺動(dòng)，這是要對(duì)大腔進(jìn)行排水。水腔的液位和三相分離器一樣。,四、電脫水的相關(guān)保護(hù),控制與保護(hù)： LV-2152：電脫水器的液位控制閥，控制電脫水器的液位。設(shè)點(diǎn)：1150mm;液位低低：800mm;