裴紹輝

（中海石油（中國）有限公司秦皇島32-6/渤中作業(yè)公司，天津 300459）

電脫水器作為原油生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，是通過直流或交流電所形成的電場強(qiáng)度來將開采出的原油在海上采油平臺進(jìn)行進(jìn)一步的脫水，從而使其達(dá)到含水在0.5%以下的合格凈化油的電氣設(shè)備。電脫水工作作為原油開采中實(shí)現(xiàn)原油乳狀與液態(tài)水脫離的最后環(huán)節(jié)，在海上原油開采和陸上油田開發(fā)中都獲得了廣泛的應(yīng)用，經(jīng)過電脫水工作的凈化油具有含水量低、質(zhì)量高、穩(wěn)定性強(qiáng)、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，對于促進(jìn)我國原油生產(chǎn)和電站主機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用。

1 原油中含水的危害

原油即石油，又被稱為“黑色金子”，是一種由各烴類物質(zhì)組成的黑褐色或暗綠色黏稠液態(tài)或半固態(tài)的可燃物質(zhì)，主要被用來作為燃料和汽油，同時也是人類日常生活用品的重要原料。原油含水對原油生產(chǎn)、外輸和各類煉廠加工都會帶來巨大危害。

1.1 增加設(shè)備的耗能，降低使用設(shè)備的有效利用率

在海上原油開采過程中，含水原油多為“油包水”型的乳液狀，由于較大的水分含量使得原油中的油水混合物的密度和粘度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于凈化油，這就很容易使輸油離心泵運(yùn)作時的摩阻大幅度增加，隨之會引起油井回壓上升，造成抽油機(jī)和輸油泵的運(yùn)作速度降低、動力消耗增大，甚至破壞離心泵的吸入性能。同時，原油作為半固態(tài)的可燃物質(zhì)，較多的水分含量會增大原油中的液流體積流量，導(dǎo)致總體積的輸液量增加，設(shè)備耗能增加，從而使得設(shè)備和運(yùn)輸管路的利用效率降低。此外，原油開采中水的比熱為原油的2倍，進(jìn)行脫離技術(shù)時，要預(yù)先對水進(jìn)行加熱，就會造成很大一部分的熱能消耗在水的升溫過程，造成嚴(yán)重的燃料浪費(fèi)。

1.2 加速開采設(shè)備容器腐蝕，降低加熱設(shè)備的熱效率

由于海上原油開采中，含水量高就同樣表示含鹽量的增加，原油中的鹽類等礦化物質(zhì)對容器和管線等設(shè)備極易造成不可逆的損害，加速了原油使用過程中容器以及輸油管線等設(shè)備的腐蝕速度。同時，高鹽分含量容易使設(shè)備在細(xì)微處形成鹽垢，在鹽垢越積越厚時，就會縮減輸油管路的流道面積，降低加熱效率，嚴(yán)重時甚至?xí)氯鞯溃斐杉訜釥t事故。此外，在原油集輸過程中，為了滿足工藝生產(chǎn)的需求，會通過加熱操作對原油進(jìn)行升溫，以達(dá)到降低原油黏度的要求。然而當(dāng)使用專業(yè)設(shè)備加熱礦化度較高的含水原油時，會因?yàn)閮?nèi)壁的結(jié)垢而影響到熱能的傳導(dǎo)，降低了原油加熱設(shè)備的熱效率。

1.3 對相關(guān)石油產(chǎn)品的煉制和運(yùn)輸具有一定安全隱患

在原油煉制過程中，由于水分子能量比油的相對分子能量小得多，在進(jìn)行加熱過程中水分會受熱急速氣化膨脹，體積猛增，導(dǎo)致設(shè)備中的壓力上升，從而影響石油煉廠的常規(guī)操作流程和產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時甚至?xí)鸨āＭ瑫r，如果開采原油是加熱輸送，水分汽化在密閉空間帶來的壓力增大就會造成原油儲罐的爆炸失火，還可能造成沸溢，給人民的生命安全帶來極大的威脅。此外，原油中的水分含量超標(biāo)，會使過多的水分子占據(jù)煉制過程中催化劑酸性中心，導(dǎo)致酸性中心的金屬中心平衡量遭到破壞，催化劑活性下降，甚至失活，在影響催化劑使用壽命的同時，極易造成人員的催化劑中毒，因此，嚴(yán)格控制原油生產(chǎn)中的水分含量對于保證原油產(chǎn)品質(zhì)量，確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

2 海上原油生產(chǎn)中電脫水器的調(diào)試

在海上石油化工生產(chǎn)過程中，常常需要對原油乳化液進(jìn)行破乳脫鹽脫水處理。在我國目前的石油工業(yè)中，破乳脫鹽脫水技術(shù)除了傳統(tǒng)的化學(xué)脫水法之外，電脫鹽脫水法也是使用較為廣泛，具有廣闊應(yīng)用前景的一類方法。電脫水法的基本原理是通過直流電和交流電產(chǎn)生的電場力來破壞原油乳化液，使水珠相互凝結(jié)，從而使水分自原油中分離出來的安全脫離法，在這一過程中電脫水器的合理調(diào)試對整個流程的順利開展具有重要作用。

2.1 電脫水器電源設(shè)備的空載調(diào)試

在設(shè)備使用之前必須進(jìn)行電源設(shè)備的空載測試，確保設(shè)備的電壓電流系統(tǒng)的有效調(diào)節(jié)。這一操作目的在于調(diào)試電脫水設(shè)備電氣連續(xù)性以及對應(yīng)相位的準(zhǔn)確性。具體操作步驟：第一，確定電脫水器罐體內(nèi)部沒有易燃易爆的混合氣體。第二，確保罐體內(nèi)部無任何作業(yè)人員。第三，檢查電脫水器罐內(nèi)是否存在其他材料的雜亂物質(zhì)，例如導(dǎo)線、木質(zhì)材料、各類碎屑以及其他工具。第四，高度注意使開關(guān)處于閉合狀態(tài)，禁止安全浮動設(shè)備的開關(guān)開路。第五，在確保電脫水器罐內(nèi)無人的情況下，調(diào)試者嚴(yán)格按照安全預(yù)防措施中的要求，做好有關(guān)低電壓、高電壓的安全保護(hù)，并在調(diào)試現(xiàn)場外部放置警示牌。第六，調(diào)試者在電脫水設(shè)備外利用現(xiàn)場防爆操作箱進(jìn)行測試，將設(shè)備變壓器中的每個電壓檔位都按照操作規(guī)范進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試，且每個檔位的通電時間不少于10分鐘。

2.2 電脫水器溫度和壓力的調(diào)試

常規(guī)情況下電脫水器的設(shè)計(jì)溫度是根據(jù)脫水器內(nèi)所使用的聚四氟乙烯絕緣掛板所能承受的最高耐熱溫度所決定的，一般在150℃左右。但若使用耐熱溫度更高的絕緣掛板則電脫水器的設(shè)計(jì)溫度也會相應(yīng)變高。其次，海上原油電脫水器的操作溫度是根據(jù)開采原油的黏溫特性所決定的，在這一條件下進(jìn)行脫水的原油運(yùn)動粘度應(yīng)該低于50mm2/s，目前，我國海上原油開采選用的電脫水器操作溫度在40～85℃范圍內(nèi)。但是不同稠度的原油脫水設(shè)備溫度設(shè)置不同，相對較稠的原油在進(jìn)行脫水操作時，設(shè)備溫度就需要有大幅度的提高。其次，電脫水器壓力設(shè)置一般在0.4～1.0MPa之間，對于電脫水器壓力的調(diào)試應(yīng)該滿足以下幾個要求：第一，在對沒有除氣段的電脫水器進(jìn)行壓力調(diào)試時，應(yīng)該比在同階段溫度下的壓力值和原油飽和蒸汽壓高0.15MPa，從而減少電力消耗。第二，電脫水器的操作壓力值應(yīng)該確保能夠滿足整個原油脫水流程的需要，在充分考慮上游能量的同時，保證原油脫水器內(nèi)的原油可以在壓力的推動下自動流入設(shè)備穩(wěn)定塔，從而減少了動力設(shè)備的增加使用。

2.3 對離心泵的效率和質(zhì)量檢測

（1）在離心泵裝配之前要進(jìn)行質(zhì)量調(diào)試。具體操作步驟：第一，泵殼的檢查，確保泵蓋和泵下體無砂眼和結(jié)瘤，以保證流道的光滑、通暢，同時對流道的密封系統(tǒng)進(jìn)行檢測調(diào)試，確保泵殼的加工精度。第二，泵抽件的檢驗(yàn)，同樣確保泵抽件表面的精細(xì)化加工程度。同時注意保證泵軸中部的彎曲程度不得大于0.05mm等數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。第三，在進(jìn)行泵體、葉輪、口環(huán)調(diào)試時，應(yīng)該注意導(dǎo)翼進(jìn)出口中心與葉輪的出口中心應(yīng)對正，確保平衡盤與平衡葉之間的間隙在0.1～0.2mm之間浮動。（2）對于泵效的調(diào)試。第一，接通電源，確保在最大靈敏度的情況下，各個儀器表顯示為零。第二，接通A、B兩個電阻端，預(yù)熱15min。第三，對每個泵臺測3～5點(diǎn)，并在每點(diǎn)停留15min，取進(jìn)口壓力、出口壓力、電流、電壓、及穩(wěn)定溫差5個數(shù)據(jù)。第四，根據(jù)做測數(shù)據(jù)計(jì)算出每個泵效及排量，確保其與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值保持一致。

3 海上原油生產(chǎn)中電脫水器的維護(hù)

在海上原油生產(chǎn)中的電脫水操作過程中有效做到“三勤”、“五平穩(wěn)”，即勤檢查、勤調(diào)查、勤記錄、加藥平穩(wěn)、流量平穩(wěn)、水位平穩(wěn)、溫度平穩(wěn)、壓力平穩(wěn)，就能夠?qū)﹄娒撍髌鸬胶芎玫木S護(hù)與保養(yǎng)作用。此外，還需要在如下幾個方面對電脫水器進(jìn)行有效維護(hù)：

3.1 閥門維護(hù)

對于閥門的維護(hù)要時常檢測設(shè)備閥門處是否有泄露現(xiàn)象，對于泄漏點(diǎn)要及時發(fā)現(xiàn)排查，在確定泄露點(diǎn)位置的前提下進(jìn)一步判斷造成引起泄露的原因，針對性地對泄漏點(diǎn)進(jìn)行修補(bǔ)完善。同時，調(diào)試人員在檢查過程中也要注意仔細(xì)檢查閥門外部的腐蝕情況，并做好記錄保存。

3.2 設(shè)備內(nèi)各類儀器、儀表的維護(hù)

對于儀器儀表的維護(hù)的關(guān)注點(diǎn)在于儀表中各類變送器的抗射頻能力以及設(shè)備橫縱向干擾能力的強(qiáng)弱。在以節(jié)約安裝成本的原則上，對于電脫水器的各類儀表的維護(hù)修理過程，要注意增強(qiáng)其的抗壓和抗震能力，確保運(yùn)行穩(wěn)定。其次，儀表的保護(hù)管維護(hù)，在材料使用和形式選擇上要符合滿足高壓、高溫和強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的要求，并且能夠在惡劣的環(huán)境中平穩(wěn)工作。

3.3 電氣故障維護(hù)

電脫水裝置的電氣設(shè)備一般容易在變壓器和高壓引入裝置中出現(xiàn)故障，表現(xiàn)為：變壓器內(nèi)部短路、容器內(nèi)不電極板短路、變壓器線路故障以及高壓引入裝置的絕緣套管腐蝕暴露等情況。在進(jìn)行此類故障維護(hù)的過程，要注意在切斷總電源的情況下由合格的電氣維修人員進(jìn)行實(shí)踐操作，從而一一排除相關(guān)情況。