[科普中国]-电脱水器

工业背景

从油井开采出来的原油，除了夹带少量的泥沙、铁锈等固体杂质外，由于地下水的存在及油田注水等原因，原油中都含有水分，并且在这些水中都溶有钠钙镁等盐类。而且其含量与油田的地质条件和开发年限均有关系。

原油含水不仅增加了储存、输送、炼制过程中设备的负荷。而且增加了升温时的燃料消耗，甚至因为水中含盐等而引起设备和管道的结垢或腐蚀。因此，原油含水有百害无一利。所以原油脱水就成为油田开发过程中一个不可缺少的环节，一直受到人们的重视。

常用的原油的脱水工艺常用的原油脱水工艺技术有：沉降分离脱水。这是利用水重油轻的原理，在原油通过一个特定的装置时，使水下沉，油、水分开。这也是所有原油脱水的基本过程。

化学破乳脱水。即利用化学药剂，使乳化状态的油水实行分离。化学破乳是原油脱水中普遍采用的一种破乳手段。

电破乳脱水。用于电破乳的高强度电场，有交流电，直流电、交一直流电和脉冲供电等数种。其基本原理是通过电离子的作用，促使油、水离子的分离。润湿聚结破乳。在原油脱水和原油稳定过程中，加热有利于原油粘度的降低和提高轻质组份的挥发程度。这也就促使了油水分离。

工作原理电脱水器操作压力500KPaA，操作温度80℃左右。在电脱水器中，油流从安装在电极以下，油水界面以上的分配管中排出。电脱水器上安装的升压变压器将确保电极间保持高压电场。在电压力的作用下，大部分带电水滴在原有介质中向与水滴所带电荷电性相反的电极移动，即带正电的水滴向负极移动，带负电的水滴向正极移动，从而形成电泳聚结现象，相邻大小水滴破裂聚结成大水滴，大水滴又与周围的水滴聚结，由此不断长大，由于受到重力作用当水滴长大到一定程度就会开始沉降，实现油水分离过程；另外，除电泳聚结外，在与水滴电性相反的电极附近，也将聚积大量水珠，从而使小水珠结合成大水珠，并从原油中沉降下来，实现静电破乳脱水。

在电脱水器内含水的乳化液通过设计在电脱水器地步的进油分配器进入到电脱水器中的水层，分配器上出油孔的大小和数量根据原油性质和处理量进行合理设计，能够使乳化液在罐体内横向和纵向有一个均匀的分布，对于充分利用整个罐体的体积，保证乳化液在罐体内均匀平稳上升具有重要意义。

乳化液经过罐体底部的水层时，一些微小的泥沙、颗粒等杂质将被洗掉，然后进入设计在罐体上部的电场。在电脱水器中设计了两层水平电极板，高压电被输送到电极板上以形成高压电场，为达到理想的油水分离效果，电脱水器中电场的合理设计是很重要的。在容器底部下层电极板与水界位之间形成一个弱电场，电场强度在200-550V/cm之间。在上面两层电极板形成一个电场强度在550V-1200V/cm之间的强电场。

经过水层冲洗后，乳化液首先进入弱电场，此时乳化液含有的大量的大水滴在弱电场力作用下聚积沉降下来，乳化液的电导率也随之降低，这为乳化液进入强电场提供了良好的电场条件，避免在极板间出现短路或击穿现象。随后乳化液进入强电场，小和更小的水滴在更强电场力作用下聚积成大水滴，沉降到罐底部，实现原油和水的分离。

日常操作中，不允许电脱水器内上部出现气体，因为这些气体是易燃易爆气体，如果气体过多，将使原油液面下降到高压电极棒与极板的连接处，这种情况比较危险。连接不好，高压电引入出现火花将发生爆炸事故，为防止此类事故的发生，在罐体顶部安装了一个低液位安全开关。设定低液位安全开关启动位置高于高压电极棒棒帽下端，这样即使有太多气体出现在罐内上部，液位降低到低液位安全开关设定位置，低液位安全开关将切断MCC中变压器的电源，使高压电不再输送到电脱水器内，以确保设备安全。

技术特点电脱水行业，油水界位被称为电脱水器的“心脏”，这 是因为电极板将与油水界位形成一个弱电场。乳化液首 先进入这个弱电场进行脱水，油水界位的稳定，弱电场有 效进行对于保障最终的脱水效果具有重要意义。

结构电脱水器在结构上有一个壳体，壳体内分为上下两个空间，上部为电场空间，下部为油水分离空间，中间有水和油水分界面的控制段。在电场空间有若干层水平的电极盘，另外还有悬垂绝缘子、悬垂挂板、引线绝缘棒、进油喷头和流量计等。

工艺管线的连接形式

⑴进油管线一般由脱水器中部进入脱水器，管线上有流量计指示含水油的进油量。

⑵脱水器出油管线在脱水上部，管线上有净化油取样口、压力表和出口控制阀。

⑶脱水器放水管线在最低部，有玻璃放水看窗供放水时观察水质情况。

⑷脱水器抽空管线装在脱水器底部，停产时从脱水器底部抽出脱水器里的液体。

⑸脱水器顶部装有放空阀，在脱水器进油或停产扫线时在此排气。

⑹扫线阀门装在进口阀门上部，停产时扫出脱水器内剩余的原油。

⑺进出油管线上要有连通管线，防止突然停电或电脱水器损坏时，原油不经脱水器而进入油罐。1

操作温度与操作压力的控制操作温度：脱水系统操作温度应保持在该系统设计规定的范围内。在此范围之外操作脱水效率就会受到损失。如果脱水系统操作温度过低，原油粘度增大，将不利于油水之间的分离。

操作压力：脱水系统的操作压力将通常这样设定，就是使电脱水罐内的压力保持在至少比电脱水器内轻质易汽化油品的饱和蒸汽压（0.148MPa）高。这样就能防止电脱水罐内油和水发生汽化、膨胀和形成气体。如果操作压力因某种原因减小，就会在电脱水罐内发生“气泡”现象。产生气泡后的后果就是在电极板之间产生电弧，电流表读数不稳定、脱水效果差。

使用注意事项⑴由于脱水变压器的中心是按接地考虑的，故在变压器制造过程中接地点附近对地绝缘强度不高，因此在使用过程中，“零线”必须可靠接地，以免发生事故。

⑵采用电压自动调节器控制的脱水变压器，当脱水电场建立起来后，尽量避免低电压运行，以阻止脱水变压器的过电压峰值。

⑶脱水变压器次级电压较高，若控制不好，调整不妥，会使电脱水器频繁跳闸及大电流的冲击，影响脱水变压器的使用寿命。

脱水器保养维护知识电脱水器的二级保养时间为7200h

⑴. 脱水器控制柜重新进行调试。调整截止电流值准确无误，检验移相环节、稳流环节、截止环节性能是否可靠，插件板完好无损。

⑵. 清洗变压器、硅整流器，其内绝缘油放出过滤后进行耐压实验，达到耐压要求；整流器内硅管进行性能测试达到可靠。

⑶. 清洗脱水器。检查脱水器内部接线端子是否可靠，拆下绝缘套管、悬垂绝缘子和绝缘棒，进行12×104v耐压试验，达到可靠。

⑷. 清洗电极板。检查电极板损坏情况及时修补，检查平整极板，极板不平度小于10mm，极板不水平度10mm，极板间距误差小于3mm.

⑸. 重新调安全阀，达到灵敏，重新检验标定油水界面指示调节仪，达到灵活好用，线性好。

⑹. 利用万用表或检查电脱水器接地性能及硅整流器、变压器绝缘性能，满足原设计要求。1