油氣集輸原油凈化5課件

1一、電脫水原理其原理是將原油乳狀液置于高壓直流或交流電場(chǎng)中，由于電場(chǎng)對(duì)水滴的作用，削弱乳化膜的強(qiáng)度，靜電力可使水滴的運(yùn)動(dòng)速度增大，促進(jìn)水滴互相碰撞，使水滴聚結(jié)粒徑較大的水滴，在原油中沉降分離出來。1一、電脫水原理其原理是將原油乳狀液置于高壓直流或交流電場(chǎng)中2水滴在電場(chǎng)中聚結(jié)方式電泳聚結(jié)偶極聚結(jié)振蕩聚結(jié)2水滴在電場(chǎng)中聚結(jié)方式電泳聚結(jié)31.電泳聚結(jié)根據(jù)異性電荷相吸引的原理，在直流電場(chǎng)中，水滴移向與其本身電荷電性相反的電極，此現(xiàn)象稱為電泳。由于原油中各種粒徑水滴的界面上都帶有同性電荷，故原油乳狀液中全部水滴，將以相同的方向運(yùn)動(dòng)。31.電泳聚結(jié)根據(jù)異性電荷相吸引的原理，在直流電場(chǎng)中，水滴4在電泳過程中，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、電量不同和所受阻力各異，各水滴速度不同，水滴發(fā)生碰撞，使削弱的界面膜破裂，水滴合并增大，從原油中沉降分出。1.電泳聚結(jié)4在電泳過程中，水滴受原油的阻力產(chǎn)生拉長(zhǎng)變形，并使界面膜機(jī)械5未發(fā)生碰撞合并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機(jī)率，使原油中大量小水滴主要在電極區(qū)附近分出。電泳過程中水滴的碰撞、合并稱為電泳聚結(jié)。1.電泳聚結(jié)5未發(fā)生碰撞合并或碰撞合并后還不足以沉降的水滴，將運(yùn)動(dòng)至與水62.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)力的極化和靜電感應(yīng)，使水滴兩端帶上不同極性的電荷即形成誘導(dǎo)偶極。因?yàn)樗蝺啥送瑫r(shí)受正負(fù)電極的吸引，水滴產(chǎn)生拉長(zhǎng)變形，削弱了界面膜的機(jī)械強(qiáng)度，特別在水滴兩端界面膜的強(qiáng)度最弱。62.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7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。電的吸引力使水滴相互碰撞，合并成大水滴，從原油中沉降分離出來。這種聚結(jié)方式稱為偶極聚結(jié)，偶極聚結(jié)是在整個(gè)電場(chǎng)中進(jìn)行的。2.偶極聚結(jié)7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8

電場(chǎng)中水滴的偶極聚結(jié)（a）

水滴兩端的帶電的變形（b）

相鄰兩水滴的相互作用8電場(chǎng)中水滴的偶極聚結(jié)9水滴間的偶極聚結(jié)作用力和電場(chǎng)強(qiáng)度E的平方成正比。要想獲得較好的脫水效果，必須建立較高的電場(chǎng)強(qiáng)度。但當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度過高時(shí)，橢球形水滴兩端受電場(chǎng)拉力過大，以致將一個(gè)小水滴拉斷成兩個(gè)更小的水滴，產(chǎn)生“電分散”，使原油脫水情況惡化。2.偶極聚結(jié)9水滴間的偶極聚結(jié)作用力和電場(chǎng)強(qiáng)度E的平方成正比。要想獲得較10多數(shù)情況下，當(dāng)E≥4.8千伏/厘米時(shí)，將發(fā)生電分散。因而，國(guó)內(nèi)外電脫水器的工作電壓范圍一般為11～40千伏，電場(chǎng)強(qiáng)度為0.8～3.3千伏/厘米。在電場(chǎng)中，水滴的電分散過程僅需幾秒即可完成，若剩余的水滴仍有足夠大的直徑，經(jīng)過一定時(shí)間后又會(huì)重復(fù)電分散過程，因而原油乳狀液通過電場(chǎng)的時(shí)間應(yīng)該適當(dāng)，增加原油乳狀波在電場(chǎng)中的滯留時(shí)間不會(huì)改善脫水效果。2.偶極聚結(jié)10多數(shù)情況下，當(dāng)E≥4.8千伏/厘米時(shí)，將發(fā)生電分散113.振蕩聚結(jié)水滴中常帶有酸、堿、鹽的各種離子。在工頻交流電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向每秒改變50次，水滴內(nèi)各種正負(fù)離子不斷地作周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使水滴兩端的電荷極性發(fā)生相應(yīng)的變化。離子的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使水滴界面膜不斷地受到?jīng)_擊，使其機(jī)械強(qiáng)度降低、甚至破裂，水滴聚結(jié)沉降，這一過程稱為振蕩聚結(jié)。

113.振蕩聚結(jié)水滴中常帶有酸、堿、鹽的各種離子。在工頻交12對(duì)原油乳狀位在電場(chǎng)中破乳過程的觀察表明：在交流電場(chǎng)中破乳作用是在整個(gè)電場(chǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行的，以偶極聚結(jié)和振蕩聚結(jié)為主。直流電場(chǎng)的破乳聚結(jié)，主要在電極附近的有限區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，以電泳聚結(jié)為主，偶極聚結(jié)為輔。一、電脫水原理12對(duì)原油乳狀位在電場(chǎng)中破乳過程的觀察表明：一、電脫水原理13根據(jù)電脫水原理，電法脫水只適宜于油包水型乳狀液。在處理中、高含水率原油乳狀液時(shí)，一般先經(jīng)化學(xué)破乳脫水后，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。一、電脫水原理13根據(jù)電脫水原理，電法脫水只適宜于油包水型乳狀液。在處理14二、交、直流電場(chǎng)對(duì)比和雙電場(chǎng)脫水1.交、直流電場(chǎng)對(duì)比大慶油田在類同的原油脫水器上，用交流和直流電場(chǎng)進(jìn)行過脫水效果的對(duì)比試驗(yàn)，其測(cè)試參數(shù)見下表。14二、交、直流電場(chǎng)對(duì)比和雙電場(chǎng)脫水1.交、直流電場(chǎng)對(duì)比15交、直流電脫水效果對(duì)比15交、直流電脫水效果對(duì)比16交流電場(chǎng)脫水的特點(diǎn)聚結(jié)形式為偶極聚結(jié)和振蕩聚結(jié)，以水滴界面膜受到的振蕩力較大，使脫出水清澈，水中含油率較少。電路簡(jiǎn)單，無需整流設(shè)備。聚結(jié)的脫水效果和原油含水率有關(guān)，含水率較高時(shí)水滴的平均直徑亦大，會(huì)有較好的脫水效果，故不適宜處理含水率較低的原油乳狀液，其凈化油含水率較高，大約為直流電脫水的3～5倍。16交流電場(chǎng)脫水的特點(diǎn)聚結(jié)形式為偶極聚結(jié)和振蕩聚結(jié)，以水滴界17交流電場(chǎng)脫水的特點(diǎn)交流電壓呈正弦曲線變化，每一周期內(nèi)只有兩個(gè)瞬間使電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到最大值，故其效率較低，原油乳狀液的處理量較低。交流電場(chǎng)中水滴容易排列成許多水鏈?zhǔn)闺妶?chǎng)發(fā)生短路，操作不夠穩(wěn)定，單位原油乳狀液的耗電量約為直流電的140%左右。17交流電場(chǎng)脫水的特點(diǎn)交流電壓呈正弦曲線變化，每一周期內(nèi)只有18直流電場(chǎng)脫水的特點(diǎn)聚結(jié)形式為電泳聚結(jié)和偶極聚結(jié)；脫水效果比交流電脫水好；但直流電的脫出水含油量要比交流電的多；供電電路需整流設(shè)備。我國(guó)油田上直流電脫水比交流電脫水使用得較為廣泛。18直流電場(chǎng)脫水的特點(diǎn)聚結(jié)形式為電泳聚結(jié)和偶極聚結(jié)；192.雙電場(chǎng)脫水各油田先后試驗(yàn)成功了交直流雙電場(chǎng)脫水工藝，在原油含水率較高的脫水器中下部建立交流電場(chǎng)，在原油含水率較低的脫水器中上部建立直流電場(chǎng)。實(shí)踐說明：雙電場(chǎng)脫水能提高凈化原油的質(zhì)量，并使處理每噸原油的耗電量降為原直流電脫水的1/2以下。192.雙電場(chǎng)脫水各油田先后試驗(yàn)成功了交直流雙電場(chǎng)脫水工藝20直流電場(chǎng)和雙電場(chǎng)脫水的供電，在原直流電場(chǎng)脫水中，變壓器次級(jí)線圈中心抽頭接地，變壓器輸出電壓為40千伏。下層電極與殼體間的電壓UBC為20千伏，而兩極間的電壓為40千伏。形成下層電極與殼體間為弱直流電場(chǎng)，兩極間為強(qiáng)直流電場(chǎng)。2.雙電場(chǎng)脫水20直流電場(chǎng)和雙電場(chǎng)脫水的供電，在原直流電場(chǎng)脫水中，變壓器次21直流和雙電場(chǎng)脫水的供電KG一調(diào)整初級(jí)線圈電壓的可控硅；B一脫水變壓器；ZL一整流硅堆；TS一脫水器體間電壓兩種接線電壓比較（a）直流電場(chǎng)電壓；（b）雙重電場(chǎng)電壓；UBA一下、上層電極電壓；UBC一下層電極與殼體電壓21直流和雙電場(chǎng)脫水的供電兩種接線電壓比較22在改造后的雙電場(chǎng)脫水中，一般只用次級(jí)線圈的一半，即變壓器輸出電壓為20千伏。在交流電的正半周中，下層電極與殼體間的電壓為20千伏，由于上層電極無電流流回變壓器，故兩極間的電壓為零。在交流電的負(fù)半周中，殼體與上層電極間的電壓為20千伏，它由殼體與下層電極、下上兩電極間兩部分電壓疊加組成，即UCB＋UBA。2.雙電場(chǎng)脫水22在改造后的雙電場(chǎng)脫水中，一般只用次級(jí)線圈的一半，23用雙重電場(chǎng)脫水時(shí)，下層電極與殼體間構(gòu)成正負(fù)幅值不等的交流電場(chǎng)，而兩電極間為直流脈沖電場(chǎng)。由上分析可知，雙重電場(chǎng)脫水綜合了交、直流脫水的優(yōu)點(diǎn)，使原油脫水效果得到改善，同時(shí)極間電壓的成倍降低，使雙重電場(chǎng)脫水的電耗大幅度降低。2.雙電場(chǎng)脫水23用雙重電場(chǎng)脫水時(shí)，下層電極與殼體間構(gòu)成正負(fù)幅值不等的交流24三、電脫水器的結(jié)構(gòu)我國(guó)早期在玉門使用的脫水器為常壓儲(chǔ)罐形電脫水器，即在立式常壓儲(chǔ)罐內(nèi)安裝幾組脫水電極。后來由于原油蒸發(fā)損耗太大，在大慶油田開發(fā)初期被立式圓筒形耐壓脫水器所取代，近年來，各油田廣泛采用大型臥式耐壓脫水器。24三、電脫水器的結(jié)構(gòu)我國(guó)早期在玉門使用的脫水器為常壓儲(chǔ)罐25臥式電脫水器中含水原油由管4進(jìn)入脫水器內(nèi)油水界面以下的分配頭。由分配頭流出的含水原油經(jīng)水洗除去游離水后，自下而上沿水平截面均勻地經(jīng)過電場(chǎng)空間。在高壓電場(chǎng)下，從原油中分出的水滴沉降至脫水器底部，經(jīng)放水排空口排出。凈化原油經(jīng)頂部管線排出。在油層和水層間，通常有50～100毫米厚的油水共存段。三、電脫水器的結(jié)構(gòu)25臥式電脫水器中含水原油由管4進(jìn)入脫水器內(nèi)油水界面以下的26

臥式電脫水器結(jié)構(gòu)示意圖1—?dú)んw；2—接電裝置；3—電極組；4—人孔口；5—進(jìn)液管；6—進(jìn)油管：7—沖砂裝置；8—進(jìn)液裝置；9—接地電極板；10—中間分配箱；11—分配箱；12—檢修平臺(tái)26臥式電脫水器結(jié)構(gòu)示意圖27臥式耐壓電脫水器的特點(diǎn)增加容器長(zhǎng)度，可增加脫水器容積，減少設(shè)備臺(tái)數(shù)；有很大的水平截面積，可設(shè)置電場(chǎng)，處理能力明顯提高；水滴的沉降距離短，有利于水滴分出和提高凈化油質(zhì)量。但排砂和清除底部油泥較為困難。27臥式耐壓電脫水器的特點(diǎn)增加容器長(zhǎng)度，可增加脫水器容積，減28四、電脫水器的供電方式根據(jù)油品性質(zhì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)本著技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和安全適用等原則，選用供電方式。根據(jù)《原油電脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，原油電脫水的供電方式，應(yīng)優(yōu)先采用交直流雙重電場(chǎng)，亦可采用直流電場(chǎng)或交流電場(chǎng)。28四、電脫水器的供電方式根據(jù)油品性質(zhì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)本29五、電脫水達(dá)到的技求指標(biāo)輕質(zhì)原油、中質(zhì)原油的水含量指標(biāo)應(yīng)小于或等于0.5％（質(zhì)量）；重質(zhì)原油的水含量指標(biāo)應(yīng)小于或等于2.0％（質(zhì)量）。從電脫水器脫出的污水，含油一般不大于0.5％。經(jīng)隔油措施或除油系統(tǒng)后的污水，其油含量應(yīng)不超過1000mg/L。29五、電脫水達(dá)到的技求指標(biāo)輕質(zhì)原油、中質(zhì)原油的水含量指標(biāo)應(yīng)30六、設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)的確定電脫水器的操作溫度電脫水器的操作壓力原油含水率電脫水器的處理能力30六、設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)的確定電脫水器的操作溫度311.電脫水的操作溫度應(yīng)本著節(jié)能的原則，在達(dá)到脫水質(zhì)量要求的前提下，盡可能地對(duì)原油乳狀液少加熱或不加熱。電脫水操作溫度應(yīng)根據(jù)原油的粘溫特性確定，宜使原油的運(yùn)動(dòng)粘度在低于50mm2/s的條件下進(jìn)行脫水。311.電脫水的操作溫度應(yīng)本著節(jié)能的原則，在達(dá)到脫水質(zhì)322.電脫水器的操作壓力確定電脫水操作壓力時(shí)，其壓力應(yīng)比操作溫度下的原油飽和蒸汽壓高0.15MPa。脫水器的操作壓力常受集輸系統(tǒng)壓力的制約。目前，我國(guó)多數(shù)油田采用低壓集輸系統(tǒng)，脫水器的操作壓力一般在（1.5～3.0）×105Pa范圍內(nèi)。322.電脫水器的操作壓力確定電脫水操作壓力時(shí)，其壓力應(yīng)比333.原油含水率進(jìn)入電脫水器的原油乳狀液的含水率太高，例如超過40～50％時(shí)，由于乳狀液導(dǎo)電率的上升，不易維持穩(wěn)定的電場(chǎng)，使脫水質(zhì)量急劇降低。進(jìn)入電脫水器的較適宜的含水率為15～30％。333.原油含水率進(jìn)入電脫水器的原油乳狀液的含水率太高，34電脫水器的處理能力，應(yīng)根據(jù)原油乳狀液處理的難易程度確定其在電脫水器內(nèi)的停留時(shí)間，停留時(shí)間一般為40min，稠油一般不超過60min。單臺(tái)電脫水器的處理能力按下式計(jì)算：4.電脫水器的處理能力34電脫水器的處理能力，應(yīng)根據(jù)原油乳狀液處理的難易程度確定其35Q——單臺(tái)電脫水器處理的原油流量，m3/（h·臺(tái)）；

Vi—電脫水器空罐容積，m3/臺(tái)；

t—原油在電脫水器內(nèi)的停留時(shí)間，h。

由含水原油體的總體積流量和單臺(tái)電脫水器處理能力確定電脫水器的臺(tái)數(shù)。電脫水器臺(tái)數(shù)的設(shè)置一般不少于2臺(tái)，不多于6臺(tái)。4.電脫水器的處理能力35Q——單臺(tái)電脫水器處理的原油流量，m3/（h·臺(tái)）；36一、電脫水原理其原理是將原油乳狀液置于高壓直流或交流電場(chǎng)中，由于電場(chǎng)對(duì)水滴的作用，削弱乳化膜的強(qiáng)度，靜電力可使水滴的運(yùn)動(dòng)速度增大，促進(jìn)水滴互相碰撞，使水滴聚結(jié)粒徑較大的水滴，在原油中沉降分離出來。1一、電脫水原理其原理是將原油乳狀液置于高壓直流或交流電場(chǎng)中37水滴在電場(chǎng)中聚結(jié)方式電泳聚結(jié)偶極聚結(jié)振蕩聚結(jié)2水滴在電場(chǎng)中聚結(jié)方式電泳聚結(jié)381.電泳聚結(jié)根據(jù)異性電荷相吸引的原理，在直流電場(chǎng)中，水滴移向與其本身電荷電性相反的電極，此現(xiàn)象稱為電泳。由于原油中各種粒徑水滴的界面上都帶有同性電荷，故原油乳狀液中全部水滴，將以相同的方向運(yùn)動(dòng)。31.電泳聚結(jié)根據(jù)異性電荷相吸引的原理，在直流電場(chǎng)中，水滴39在電泳過程中，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、電量不同和所受阻力各異，各水滴速度不同，水滴發(fā)生碰撞，使削弱的界面膜破裂，水滴合并增大，從原油中沉降分出。1.電泳聚結(jié)4在電泳過程中，水滴受原油的阻力產(chǎn)生拉長(zhǎng)變形，并使界面膜機(jī)械40未發(fā)生碰撞合并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機(jī)率，使原油中大量小水滴主要在電極區(qū)附近分出。電泳過程中水滴的碰撞、合并稱為電泳聚結(jié)。1.電泳聚結(jié)5未發(fā)生碰撞合并或碰撞合并后還不足以沉降的水滴，將運(yùn)動(dòng)至與水412.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)力的極化和靜電感應(yīng)，使水滴兩端帶上不同極性的電荷即形成誘導(dǎo)偶極。因?yàn)樗蝺啥送瑫r(shí)受正負(fù)電極的吸引，水滴產(chǎn)生拉長(zhǎng)變形，削弱了界面膜的機(jī)械強(qiáng)度，特別在水滴兩端界面膜的強(qiáng)度最弱。62.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42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。電的吸引力使水滴相互碰撞，合并成大水滴，從原油中沉降分離出來。這種聚結(jié)方式稱為偶極聚結(jié)，偶極聚結(jié)是在整個(gè)電場(chǎng)中進(jìn)行的。2.偶極聚結(jié)7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43

電場(chǎng)中水滴的偶極聚結(jié)（a）

水滴兩端的帶電的變形（b）

相鄰兩水滴的相互作用8電場(chǎng)中水滴的偶極聚結(jié)44水滴間的偶極聚結(jié)作用力和電場(chǎng)強(qiáng)度E的平方成正比。要想獲得較好的脫水效果，必須建立較高的電場(chǎng)強(qiáng)度。但當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度過高時(shí)，橢球形水滴兩端受電場(chǎng)拉力過大，以致將一個(gè)小水滴拉斷成兩個(gè)更小的水滴，產(chǎn)生“電分散”，使原油脫水情況惡化。2.偶極聚結(jié)9水滴間的偶極聚結(jié)作用力和電場(chǎng)強(qiáng)度E的平方成正比。要想獲得較45多數(shù)情況下，當(dāng)E≥4.8千伏/厘米時(shí)，將發(fā)生電分散。因而，國(guó)內(nèi)外電脫水器的工作電壓范圍一般為11～40千伏，電場(chǎng)強(qiáng)度為0.8～3.3千伏/厘米。在電場(chǎng)中，水滴的電分散過程僅需幾秒即可完成，若剩余的水滴仍有足夠大的直徑，經(jīng)過一定時(shí)間后又會(huì)重復(fù)電分散過程，因而原油乳狀液通過電場(chǎng)的時(shí)間應(yīng)該適當(dāng)，增加原油乳狀波在電場(chǎng)中的滯留時(shí)間不會(huì)改善脫水效果。2.偶極聚結(jié)10多數(shù)情況下，當(dāng)E≥4.8千伏/厘米時(shí)，將發(fā)生電分散463.振蕩聚結(jié)水滴中常帶有酸、堿、鹽的各種離子。在工頻交流電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向每秒改變50次，水滴內(nèi)各種正負(fù)離子不斷地作周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使水滴兩端的電荷極性發(fā)生相應(yīng)的變化。離子的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使水滴界面膜不斷地受到?jīng)_擊，使其機(jī)械強(qiáng)度降低、甚至破裂，水滴聚結(jié)沉降，這一過程稱為振蕩聚結(jié)。

113.振蕩聚結(jié)水滴中常帶有酸、堿、鹽的各種離子。在工頻交47對(duì)原油乳狀位在電場(chǎng)中破乳過程的觀察表明：在交流電場(chǎng)中破乳作用是在整個(gè)電場(chǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行的，以偶極聚結(jié)和振蕩聚結(jié)為主。直流電場(chǎng)的破乳聚結(jié)，主要在電極附近的有限區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，以電泳聚結(jié)為主，偶極聚結(jié)為輔。一、電脫水原理12對(duì)原油乳狀位在電場(chǎng)中破乳過程的觀察表明：一、電脫水原理48根據(jù)電脫水原理，電法脫水只適宜于油包水型乳狀液。在處理中、高含水率原油乳狀液時(shí)，一般先經(jīng)化學(xué)破乳脫水后，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。一、電脫水原理13根據(jù)電脫水原理，電法脫水只適宜于油包水型乳狀液。在處理49二、交、直流電場(chǎng)對(duì)比和雙電場(chǎng)脫水1.交、直流電場(chǎng)對(duì)比大慶油田在類同的原油脫水器上，用交流和直流電場(chǎng)進(jìn)行過脫水效果的對(duì)比試驗(yàn)，其測(cè)試參數(shù)見下表。14二、交、直流電場(chǎng)對(duì)比和雙電場(chǎng)脫水1.交、直流電場(chǎng)對(duì)比50交、直流電脫水效果對(duì)比15交、直流電脫水效果對(duì)比51交流電場(chǎng)脫水的特點(diǎn)聚結(jié)形式為偶極聚結(jié)和振蕩聚結(jié)，以水滴界面膜受到的振蕩力較大，使脫出水清澈，水中含油率較少。電路簡(jiǎn)單，無需整流設(shè)備。聚結(jié)的脫水效果和原油含水率有關(guān)，含水率較高時(shí)水滴的平均直徑亦大，會(huì)有較好的脫水效果，故不適宜處理含水率較低的原油乳狀液，其凈化油含水率較高，大約為直流電脫水的3～5倍。16交流電場(chǎng)脫水的特點(diǎn)聚結(jié)形式為偶極聚結(jié)和振蕩聚結(jié)，以水滴界52交流電場(chǎng)脫水的特點(diǎn)交流電壓呈正弦曲線變化，每一周期內(nèi)只有兩個(gè)瞬間使電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到最大值，故其效率較低，原油乳狀液的處理量較低。交流電場(chǎng)中水滴容易排列成許多水鏈?zhǔn)闺妶?chǎng)發(fā)生短路，操作不夠穩(wěn)定，單位原油乳狀液的耗電量約為直流電的140%左右。17交流電場(chǎng)脫水的特點(diǎn)交流電壓呈正弦曲線變化，每一周期內(nèi)只有53直流電場(chǎng)脫水的特點(diǎn)聚結(jié)形式為電泳聚結(jié)和偶極聚結(jié)；脫水效果比交流電脫水好；但直流電的脫出水含油量要比交流電的多；供電電路需整流設(shè)備。我國(guó)油田上直流電脫水比交流電脫水使用得較為廣泛。18直流電場(chǎng)脫水的特點(diǎn)聚結(jié)形式為電泳聚結(jié)和偶極聚結(jié)；542.雙電場(chǎng)脫水各油田先后試驗(yàn)成功了交直流雙電場(chǎng)脫水工藝，在原油含水率較高的脫水器中下部建立交流電場(chǎng)，在原油含水率較低的脫水器中上部建立直流電場(chǎng)。實(shí)踐說明：雙電場(chǎng)脫水能提高凈化原油的質(zhì)量，并使處理每噸原油的耗電量降為原直流電脫水的1/2以下。192.雙電場(chǎng)脫水各油田先后試驗(yàn)成功了交直流雙電場(chǎng)脫水工藝55直流電場(chǎng)和雙電場(chǎng)脫水的供電，在原直流電場(chǎng)脫水中，變壓器次級(jí)線圈中心抽頭接地，變壓器輸出電壓為40千伏。下層電極與殼體間的電壓UBC為20千伏，而兩極間的電壓為40千伏。形成下層電極與殼體間為弱直流電場(chǎng)，兩極間為強(qiáng)直流電場(chǎng)。2.雙電場(chǎng)脫水20直流電場(chǎng)和雙電場(chǎng)脫水的供電，在原直流電場(chǎng)脫水中，變壓器次56直流和雙電場(chǎng)脫水的供電KG一調(diào)整初級(jí)線圈電壓的可控硅；B一脫水變壓器；ZL一整流硅堆；TS一脫水器體間電壓兩種接線電壓比較（a）直流電場(chǎng)電壓；（b）雙重電場(chǎng)電壓；UBA一下、上層電極電壓；UBC一下層電極與殼體電壓21直流和雙電場(chǎng)脫水的供電兩種接線電壓比較57在改造后的雙電場(chǎng)脫水中，一般只用次級(jí)線圈的一半，即變壓器輸出電壓為20千伏。在交流電的正半周中，下層電極與殼體間的電壓為20千伏，由于上層電極無電流流回變壓器，故兩極間的電壓為零。在交流電的負(fù)半周中，殼體與上層電極間的電壓為20千伏，它由殼體與下層電極、下上兩電極間兩部分電壓疊加組成，即UCB＋UBA。2.雙電場(chǎng)脫水22在改造后的雙電場(chǎng)脫水中，一般只用次級(jí)線圈的一半，58用雙重電場(chǎng)脫水時(shí)，下層電極與殼體間構(gòu)成正負(fù)幅值不等的交流電場(chǎng)，而兩電極間為直流脈沖電場(chǎng)。由上分析可知，雙重電場(chǎng)脫水綜合了交、直流脫水的優(yōu)點(diǎn)，使原油脫水效果得到改善，同時(shí)極間電壓的成倍降低，使雙重電場(chǎng)脫水的電耗大幅度降低。2.雙電場(chǎng)脫水23用雙重電場(chǎng)脫水時(shí)，下層電極與殼體間構(gòu)成正負(fù)幅值不等的交流59三、電脫水器的結(jié)構(gòu)我國(guó)早期在玉門使用的脫水器為常壓儲(chǔ)罐形電脫水器，即在立式常壓儲(chǔ)罐內(nèi)安裝幾組脫水電極。后來由于原油蒸發(fā)損耗太大，在大慶油田開發(fā)初期被立式圓筒形耐壓脫水器所取代，近年來，各油田廣泛采用大型臥式耐壓脫水器。24三、電脫水器的結(jié)構(gòu)我國(guó)早期在玉門使用的脫水器為常壓儲(chǔ)罐60臥式電脫水器中含水原油由管4進(jìn)入脫水器內(nèi)油水界面以下的分配頭。由分配頭流出的含水原油經(jīng)水洗除去游離水后，自下而上沿水平截面均勻地經(jīng)過電場(chǎng)空間。在高壓電場(chǎng)下，從原油中分出的水滴沉降至脫水器底部，經(jīng)放水排空口排出。凈化原油經(jīng)頂部管線排出。在油層和水層間，通常有50～100毫米厚的油水共存段。三、電脫水器的結(jié)構(gòu)25臥式電脫水器中含水原油由管4進(jìn)入脫水器內(nèi)油水界面以下的61

臥式電脫水器結(jié)構(gòu)示意圖1—?dú)んw；2—接電裝置；3—電極組；4—人孔口；5—進(jìn)液管；6—進(jìn)油管：7—沖砂裝置；8—進(jìn)液裝置；9—接地電極板；10—中間分配箱；11—分配箱；12—檢修平臺(tái)26臥式電脫水器結(jié)構(gòu)示意圖62臥式耐壓電脫水器的特點(diǎn)增加容器長(zhǎng)度，可增加脫水器容積，減少設(shè)備臺(tái)數(shù)；有很大的水平截面積，可設(shè)置電場(chǎng)，處理能力明顯提高；水滴的沉降距離短，有利于水滴分出和提高凈化油質(zhì)量。但排砂和清除底部油泥較為困難。27臥式耐壓電脫水器的特點(diǎn)增加容器長(zhǎng)度，可增加脫水器容積，減63四、電脫水器的供電方式根據(jù)油品性質(zhì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)本著技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和安全適用等原則，選用供電方式。根據(jù)《原油電脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，原油電脫水的供電方式，應(yīng)優(yōu)先采用交直流雙重電場(chǎng)，亦可采用直流電場(chǎng)或交流電場(chǎng)。28四、電脫水器的供電方式根據(jù)油品性質(zhì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)本64五、電脫水達(dá)到的技