邵夢(mèng)宇

摘要：對(duì)一套常減壓1號(hào)電脫鹽變壓器電源側(cè)增加功率控制柜，使得電脫鹽變壓器可根據(jù)工藝需求，自動(dòng)調(diào)整高壓電場(chǎng)，達(dá)到較好的脫鹽脫水使用效果，又通過設(shè)定裝置限流作用，保護(hù)電脫鹽引線、極板等設(shè)備。

關(guān)鍵詞：電脫鹽;功率控制柜

前言

隨著原油性質(zhì)多變，我廠在原油預(yù)處理過程遇到了許多困難，如：原油深度脫鹽達(dá)標(biāo)率較低;原油脫鹽排水含油升高;脫鹽能耗大幅度升高;原油脫后含水增加等，進(jìn)而給后續(xù)加工帶來了許多問題。原油脫鹽脫水過程中，高壓電場(chǎng)脫鹽起主要作用，但整個(gè)過程要經(jīng)過重力沉降、加熱沉降、化學(xué)破乳、電脫鹽等幾種方法的共同作用。重力沉降是利用了水比油重的原理將部分油水分離，加熱沉降主要是降低原油的粘度，便于脫水脫鹽，其中還加入了破乳劑等化學(xué)試劑進(jìn)行化學(xué)破乳，但在其中起最重要的作用就是利用高壓電場(chǎng)進(jìn)行電脫鹽。

一、電脫鹽變壓器脫鹽脫水工作原理

我廠常減壓裝置為兩級(jí)脫鹽流程。原料油經(jīng)過換熱至135～140℃，與來自破乳劑泵的破乳劑、一級(jí)注水泵的水混合，乳化液進(jìn)入一級(jí)電脫鹽罐強(qiáng)電場(chǎng)進(jìn)行脫鹽脫水，含鹽污水沉降至電脫鹽罐底，回注或排出;原料油從一級(jí)電脫鹽罐頂出來，與來自破乳劑泵的破乳劑、二級(jí)注水泵的水混合，乳化液進(jìn)入二級(jí)電脫鹽罐強(qiáng)電場(chǎng)進(jìn)行脫鹽脫水，含鹽污水沉降至電脫鹽罐底，排出罐外，經(jīng)一級(jí)注水泵加壓后注入一級(jí)電脫鹽罐前，原料油從二級(jí)電脫鹽罐頂出來，至后續(xù)換熱單元。

凈化水至二級(jí)注水泵，經(jīng)泵加壓后和一級(jí)電脫鹽排水換熱，溫度換至約80℃后，經(jīng)流量調(diào)節(jié)后注入二級(jí)電脫鹽混合閥前;二級(jí)電脫鹽排水經(jīng)一級(jí)注水泵加壓后，經(jīng)流量調(diào)節(jié)后注入一級(jí)電脫鹽混合閥前;一級(jí)電脫鹽排水經(jīng)和二級(jí)注水換熱后排至污水處理場(chǎng)處理。

在充電的脫鹽器中，當(dāng)油水乳化液通過兩電極之間時(shí)，由于極性作用，小水滴被極化，并被拉伸成橢圓形。這種極性吸引提高了電場(chǎng)中水分子的振蕩和運(yùn)動(dòng)速度。這樣，水滴被迫向有吸引力的電極一方運(yùn)動(dòng)。在它們向相反方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們彼此以一個(gè)很大的力撞擊。當(dāng)水滴互相撞擊時(shí)它們很容易結(jié)合成大水滴。這些大水滴接著就從原油中分離出來，然后由于重力吸引下沉至水相。由于水滴的加大和原油受熱后粘度的降低，這些水滴的沉降速度顯著加快。

外加電場(chǎng)為交變電場(chǎng)時(shí)，水滴將產(chǎn)生振蕩，使水滴周圍的乳化膜強(qiáng)度減弱，相鄰的相反極性的水滴發(fā)生碰撞聚結(jié)。

在交流電場(chǎng)中，水滴存在偶極聚結(jié)和振蕩聚結(jié)作用。由于交流電場(chǎng)方向隨時(shí)間變化，因此沒有出現(xiàn)沿電場(chǎng)方向排列的水鏈，微水滴呈混亂的隨機(jī)分布，使水滴的相互碰撞機(jī)會(huì)增加，水滴更容易聚結(jié)、長(zhǎng)大，從而沉降、分離。

二、施工技術(shù)方案

一套常減壓電脫鹽裝置分為一、二級(jí)電脫鹽罐，每個(gè)電脫鹽罐與之匹配的為3臺(tái)交流電脫鹽升壓變壓器，變壓器一次側(cè)輸入電壓為380V，二次側(cè)輸出電壓為16000V、19000V和22000V三檔可調(diào)。

根據(jù)電場(chǎng)力公式，電場(chǎng)強(qiáng)度越高，對(duì)水滴間的聚積力越大，但電場(chǎng)強(qiáng)度過高，會(huì)發(fā)生電分散現(xiàn)象，將水滴分散為更小的微小水滴，不利于水滴的聚結(jié)，同時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度過高，電耗也隨之增加。為了達(dá)到設(shè)備的高效運(yùn)行且降低能耗，宜采用不同梯度的電場(chǎng)強(qiáng)度，所以在變壓器一次側(cè)輸入端增壓功率控制器，使得一次電壓從0V-380V范圍內(nèi)變化，進(jìn)而二次側(cè)輸出高電壓隨之變化，達(dá)到電脫鹽罐中電場(chǎng)強(qiáng)度的變化。

功率控制柜由主路功率控制器回路和旁路綜?；芈方M成，功率控制器型號(hào)為四川英杰KTY1S-350單相控制器，調(diào)整參數(shù)設(shè)置移相調(diào)壓，通過接收儀表4-20mA調(diào)壓信號(hào)，調(diào)節(jié)電脫鹽變壓器輸入側(cè)電壓從0V-380V變化。功率控制器設(shè)定參數(shù)表：

當(dāng)功率控制器故障時(shí)，可切換至旁路綜?；芈防^續(xù)運(yùn)行。旁路綜?；芈凡捎秒妱?dòng)機(jī)綜保北斗銀行BDM-100C+系列，通過設(shè)定熱過載參數(shù)對(duì)電脫鹽變壓器和電極板進(jìn)行保護(hù)。同時(shí)，對(duì)主路功率控制回路和旁路綜?；芈吩黾涌够坞娔K，保證在電力系統(tǒng)波動(dòng)時(shí)，電脫鹽變壓器不受影響。

儀表專業(yè)對(duì)與電氣專業(yè)連接的DI、DO卡件重新配線，在操作站畫面上組態(tài)了變壓器啟停按鈕，并對(duì)電氣專業(yè)反饋的電流進(jìn)行PID組態(tài)。通過對(duì)操作站組態(tài)，可實(shí)現(xiàn)的功能如下：

1、可通過調(diào)節(jié)4-20mA模擬量，對(duì)1號(hào)電脫鹽變壓器調(diào)壓;

2、在原有電流顯示的基礎(chǔ)上，可顯示1號(hào)電脫鹽變壓器運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài);

3、可通過編寫開關(guān)按鈕的腳本控制1號(hào)電脫鹽變壓器的啟動(dòng)、停止;

4、可通過電流PID控制回路，給定電流，自動(dòng)調(diào)整1號(hào)電脫鹽變壓器電壓。

三、結(jié)束語

改造后的電脫鹽變壓器運(yùn)行狀況良好，但在施工改造過程中，存在幾點(diǎn)不足需改進(jìn)，例如功率控制器模擬量輸出端子信號(hào)與儀表顯示電流值存在偏差;電脫鹽變壓器一次測(cè)量100V電壓監(jiān)測(cè)等問題，在日后電脫鹽變壓器改造中改進(jìn)，并提供參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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