FPSO-116 任庆功任庆功 2007年年8月月24日日电脱水器电脱水器2主要内容主要内容 1.电脱水原理；电脱水原理； 2.电脱水结构；电脱水结构； 3. 系统操作与注意事项；系统操作与注意事项； 4.故障与保护故障与保护; 3一、电脱水机理：一、电脱水机理： 水滴和盐等杂质在电场中聚结的方式主要有三种：电水滴和盐等杂质在电场中聚结的方式主要有三种：电泳聚结、偶极聚结和振荡聚结。泳聚结、偶极聚结和振荡聚结。 电脱水只适用于低含水率油包水型乳状液。因为原油电脱水只适用于低含水率油包水型乳状液。因为原油的导电率很小，油包水型乳状液通过电脱水器极间空的导电率很小，油包水型乳状液通过电脱水器极间空间时，电极间电流很小，能建立起脱水所需要的电场间时，电极间电流很小，能建立起脱水所需要的电场强度。带有酸碱盐等电解质的水是良导体，当水包油强度。带有酸碱盐等电解质的水是良导体，当水包油型乳状液通过极间空间时，极间电压下降，电流猛增，型乳状液通过极间空间时，极间电压下降，电流猛增，即产生电击穿现象，无法建立极间必要的电场强度。即产生电击穿现象，无法建立极间必要的电场强度。同样，用电脱水处理含水率较高的油包水型乳状液时，同样，用电脱水处理含水率较高的油包水型乳状液时，也容易产生电击穿，使脱水器的操作不稳定。因此，也容易产生电击穿，使脱水器的操作不稳定。因此，在处理高含水率原油乳状液时一般先经沉降脱水或陶在处理高含水率原油乳状液时一般先经沉降脱水或陶粒脱水，使含水率降低后再进入电脱水器进行脱水，粒脱水，使含水率降低后再进入电脱水器进行脱水，通常把这种脱水工艺称为二段脱水。通常把这种脱水工艺称为二段脱水。4（1）电泳聚结）电泳聚结带正电荷的水滴向负电极运动，带负电荷的水带正电荷的水滴向负电极运动，带负电荷的水滴向正电极运动，这种现象称为电泳。由原油滴向正电极运动，这种现象称为电泳。由原油乳状液的性质可知，原油中各种粒径水滴的界乳状液的性质可知，原油中各种粒径水滴的界面上都带有同性电荷，故在通直流电的平行电面上都带有同性电荷，故在通直流电的平行电极中乳状液的全部水滴将以相同的方向运动。极中乳状液的全部水滴将以相同的方向运动。在电泳过程中，水滴受原油的阻力产生拉长变在电泳过程中，水滴受原油的阻力产生拉长变形，并使界面膜机械强度削弱。同时因水滴大形，并使界面膜机械强度削弱。同时因水滴大小不等、所带电量不同、运动时所受阻力各异，小不等、所带电量不同、运动时所受阻力各异，各水滴在电场中运动速度不同。电泳过程中水各水滴在电场中运动速度不同。电泳过程中水滴的碰撞、合并称为电泳聚结。部分发生电泳滴的碰撞、合并称为电泳聚结。部分发生电泳聚结的水滴从原油沉降分出，未发生电泳聚结聚结的水滴从原油沉降分出，未发生电泳聚结或碰撞合并后还不足以沉降的水滴将运动至与或碰撞合并后还不足以沉降的水滴将运动至与水滴极性相反的电极区附近。由于水滴在电极水滴极性相反的电极区附近。由于水滴在电极区附近密集，增加了水滴碰撞合并的几率，使区附近密集，增加了水滴碰撞合并的几率，使原油中大量小水滴主要在电极区附近分出。原油中大量小水滴主要在电极区附近分出。5（2）偶极聚结）偶极聚结在高压直流或交流电场中，原油乳状液中的水滴受在高压直流或交流电场中，原油乳状液中的水滴受电场的极化和静电感应，使水滴两端带上不同极性电场的极化和静电感应，使水滴两端带上不同极性的电荷，形成诱导偶极。因为水滴两端同时受正负的电荷，形成诱导偶极。因为水滴两端同时受正负电极的吸引，在水滴上作用的合力为零，水滴除产电极的吸引，在水滴上作用的合力为零，水滴除产生拉长变形外，在电场中不产生象电泳那样的运动，生拉长变形外，在电场中不产生象电泳那样的运动，但水滴的变形削弱了界面的机械强度，特别在水滴但水滴的变形削弱了界面的机械强度，特别在水滴两端界面膜的强度最弱。原油乳状液中许多两端带两端界面膜的强度最弱。原油乳状液中许多两端带电的水滴象电偶极子一样，在外加电场中以电力线电的水滴象电偶极子一样，在外加电场中以电力线方向呈直线排列形成方向呈直线排列形成“水链水链”，相邻水滴的正负偶，相邻水滴的正负偶极相互吸引，电的吸引力使水滴相互碰撞，合并成极相互吸引，电的吸引力使水滴相互碰撞，合并成大水滴，从原油中沉降分离出来。在电场中，水滴大水滴，从原油中沉降分离出来。在电场中，水滴的电分散过程仅需几秒钟即可完成，若剩余的水滴的电分散过程仅需几秒钟即可完成，若剩余的水滴仍有足够大的直径，经过一定时间后又会重复电分仍有足够大的直径，经过一定时间后又会重复电分散过程，因而原油乳状液通过电场的时间应该适当，散过程，因而原油乳状液通过电场的时间应该适当，增加原油乳状液在电场中的滞留时间不会改善脱水增加原油乳状液在电场中的滞留时间不会改善脱水效果。效果。6（3）振荡聚结）振荡聚结水滴中常带有酸、碱、盐等各种离子。水滴中常带有酸、碱、盐等各种离子。在交流电场中，各种正负离子不断地做在交流电场中，各种正负离子不断地做周期性的往复运动，离子的往复运动使周期性的往复运动，离子的往复运动使水滴界面膜不断受到冲击，使其机械强水滴界面膜不断受到冲击，使其机械强度降低、甚至破裂，水滴聚结沉降，这度降低、甚至破裂，水滴聚结沉降，这一过程称为振荡聚结。显然，水滴愈大，一过程称为振荡聚结。显然，水滴愈大，离子对界面膜的冲击作用愈大，振荡聚离子对界面膜的冲击作用愈大，振荡聚结的效果愈好。结的效果愈好。7各种电脱方式比较各种电脱方式比较89二、电脱水器结构二、电脱水器结构10电脱水器内部结构电脱水器内部结构11电脱水器内部照片：电脱水器内部照片：绝缘棒：通过它电极板与罐体隔离电极板：两层电极板平行放在罐的中上部排液管线：平时不使用原油进液管：上面钻了很多小孔防波板：只在底部才有冲砂管线:人孔12顶部收液管油出口13涡流破坏器：罐底水出口14电脱水罐体底部设计了冲砂管汇，根据泥沙沉降情况，可以定期电脱水罐体底部设计了冲砂管汇，根据泥沙沉降情况，可以定期或不定期地将泥沙冲洗出罐体。或不定期地将泥沙冲洗出罐体。冲砂管汇15电脱水变压器电脱水变压器电脱水器的变压电脱水器的变压器器电源线引入罐电源线引入罐体体油液位观察窗油液位观察窗16电脱水器的电压电脱水器的电压电脱水变压器有电压切换开关，分电脱水变压器有电压切换开关，分4档：档：1、10KV2、15KV3、20KV4、25KV5、30KV17电脱水器内部进线电脱水器内部进线电源线：18三、系统操作与注意事项三、系统操作与注意事项 电脱水器的主要作用是更进一步脱除原油中的乳化水。电脱水器的主要作用是更进一步脱除原油中的乳化水。原油首先进入位于容器底部的布液管（两根大管上钻了原油首先进入位于容器底部的布液管（两根大管上钻了很多小孔）有利于原油均匀通过电场），含乳化液原油很多小孔）有利于原油均匀通过电场），含乳化液原油在电脱水罐下部的水层进入，对乳化液中的泥沙、固体在电脱水罐下部的水层进入，对乳化液中的泥沙、固体颗粒等进行冲洗，除去固体杂质。这时的原油含有大量颗粒等进行冲洗，除去固体杂质。这时的原油含有大量的水，导电率比较高，在电极板和油水界位之间设计一的水，导电率比较高，在电极板和油水界位之间设计一个弱电场，在这个弱电场中大部分水被脱除掉，这时的个弱电场，在这个弱电场中大部分水被脱除掉，这时的乳化液的导电率已经很低了。然后进入电极板之间的强乳化液的导电率已经很低了。然后进入电极板之间的强电场，小或更小的水滴受到更强电场力，聚积成大水滴电场，小或更小的水滴受到更强电场力，聚积成大水滴从原油中沉降出来，达到脱水目的。分离出的含油污水从原油中沉降出来，达到脱水目的。分离出的含油污水（小于（小于1500ppm）从罐底部的涡流破坏器进入生产水处）从罐底部的涡流破坏器进入生产水处理系统；脱除水的原油（体积含水小于理系统；脱除水的原油（体积含水小于0.5）从顶部的）从顶部的集液管汇集后进入油集液管汇集后进入油/油换热器（油换热器（FPSO-E-2011A/B）。）。在电脱水器内液体的停留时间大约为在电脱水器内液体的停留时间大约为30分钟。电脱水所分钟。电脱水所使用的电场包括交流（使用的电场包括交流（AC,）、直流（）、直流（DC）和交直流电）和交直流电场，三种电场的适用条件、工作方式和优缺点情况比较场，三种电场的适用条件、工作方式和优缺点情况比较 19电脱水器的工艺参数电脱水器的工艺参数电脱水器位于电脱水器位于FPSO 的工艺模块的工艺模块II 右舷上，处于二类危险区。右舷上，处于二类危险区。20电脱水器操作电脱水器操作操作时，对比重较大的原油操作时，对比重较大的原油,提高脱水温提高脱水温度度,可降低油品粘度可降低油品粘度,并使比重差加大并使比重差加大,有有利于水沉降利于水沉降,但有时会提高原油的导电率但有时会提高原油的导电率,并时电耗略有增加。当原油含水量较高时并时电耗略有增加。当原油含水量较高时应偏低档控制水位，当原油含水量较低时应偏低档控制水位，当原油含水量较低时应偏高档控制水位。变压器输出电压调整应偏高档控制水位。变压器输出电压调整原则是原油含水量较高时，电压控制在偏原则是原油含水量较高时，电压控制在偏低档，原油含水量较低时，电压控制在偏低档，原油含水量较低时，电压控制在偏高档。脱水器充满油、建立起压力后才可高档。脱水器充满油、建立起压力后才可以送电，使电极板之间建立电场，稳定以送电，使电极板之间建立电场，稳定1-2小时，并记录此时的电流电压值。小时，并记录此时的电流电压值。21在脱水器进油投产时，顶部放气阀不应离人，在脱水器进油投产时，顶部放气阀不应离人，特别油面快到部时，对放气阀开度尽量关小，特别油面快到部时，对放气阀开度尽量关小，避免从放气阀冒油。更换绝缘棒时，对该台电避免从放气阀冒油。更换绝缘棒时，对该台电脱水器所有进出油阀门、排污、放水等所有阀脱水器所有进出油阀门、排污、放水等所有阀门应绝对关严，防止渗漏，窜通油气。在正常门应绝对关严，防止渗漏，窜通油气。在正常运行时，要经常检查油位和水位。脱水器的油运行时，要经常检查油位和水位。脱水器的油腔液位和三相分离器的液位一样，正常工作时腔液位和三相分离器的液位一样，正常工作时也要注意假液位的出现，当电脱水器的油水界也要注意假液位的出现，当电脱水器的油水界面达面达60%时，电脱水器的大腔会发出放电的声时，电脱水器的大腔会发出放电的声音，而且电脱水器的电流会有强烈的摆动，这音，而且电脱水器的电流会有强烈的摆动，这是要对大腔进行排水。水腔的液位和三相分离是要对大腔进行排水。水腔的液位和三相分离器一样。器一样。22四、电脱水的相关保护四、电脱水的相关保护控制与保护：控制与保护：LV-2152：电脱水器的液位控制阀，控制电脱：电脱水器的液位控制阀，控制电脱水器的液位。设点：水器的液位。设点：1150mm;液位低低：液位低低：800mm;液位低：液位低：950mm;液位高：液位高：1350mm;液液位高高：位高高：1600mm。PSV-2151/PSV-2152:电脱水器的压力安全阀，电脱水器的压力安全阀，保护电脱水器的压力最高不超过保护电脱水器的压力最高不超过850Kpa。电脱水器过流保护：电脱水器过流保护：168A时间继电器设定：时间继电器设定：5S23 结结 束束