电脱水器描述

目 录I 公司简介·············································································································· 41.1 大型化电脱盐技术在中国大型化炼厂中的应用简介·············································· 61.2 我公司与中国海洋石油总公司项目合作情况简介················································· 7II 基本原理············································································································ 92.1 前言····································································································································· 92.2 电脱水的基本原理············································································································· 9III 海上原油电脱水器装置技术特点及操作条件·············································· 133.1 原油电脱水器的技术特点································································································ 133.2 电脱水器的详细描述······································································································· 143.2.1 工艺系统描述········································································································ 143.2.2 电气系统描述········································································································ 16IV 电脱水器的安装、调试················································································· 204.1 电脱水器的安装··············································································································· 204.1.1 电场组件的安装···································································································· 204.1.2 电器设备的安装···································································································· 204.2 电脱水器的试验··············································································································· 214.2.1 电源设备空载测试································································································ 214.2.2 变压器短路或接地测试························································································ 224.3 电脱水器的运行··············································································································· 224.3.1 电脱水装置投入运转开车步骤············································································ 224.3.2 运行工艺要求········································································································ 244.3.3 电脱水器吹扫规则································································································ 254.4 电脱水器的停车操作······································································································· 26V 电脱水器的操作和维护··················································································· 285.1 日常维护··························································································································· 285.1.1 阀门························································································································ 285.1.2 仪表························································································································ 28FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 3 页 共 35 页5.1.3 电器设备················································································································295.2 主要设备的维护和检修··································································································· 325.2.1 电极组件················································································································ 325.2.2 进油分配器············································································································ 325.2.3 专用电源设备········································································································ 325.2.4 绝缘吊挂················································································································ 325.2.5 警戒标志················································································································325.2.6 现场防爆操作柜···································································································· 335.2.7 低液位开关············································································································ 335.2.8 界位控制仪············································································································ 335.2.9 界面控制调节········································································································ 335.2.10 冲洗管线系统······································································································· 33附录1 电脱水装置日常维护检修对照········································································· 34附录2 电脱水装置工艺过程故障排除指南································································· 35FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 4 页 共 35 页I 公司简介长江（扬中）电脱盐设备有限公司创建于1987 年，是我国第一家最早从事高压静电分离技术的专业公司，是中国海洋石油总公司集团采办部合格供应商，中国石油化工集团总公司推荐产品生产厂家，中国石油天然气集团总公司网络成员单位，连续十年获得“重合同、守信誉”称号，是国家高新技术企业，江苏省特级信用企业，具有一、二类压力容器的设计和制造资质，拥有13 项高压静电分离技术相关的专利技术，交流电脱盐成套设备获得国家科技进步三等奖，高效交直流电脱盐成套设备被列入国家火炬计划项目(项目编号98D231D6900244)，高速电脱盐成套设备被国家四部委联合评为国家重点新产品（项目编号2005ED690138）。公司于1997 年通过ISO9001 国际质量管理体系认证，并取得UKAS 皇冠标志国际认证证书，公司于2002 年顺利进行了质量体系2000 版的转版工作，目前质量体系按2000 版有效运行，2004 年公司顺利通过了ISO14000 国际环境管理体系认证。长江（扬中）电脱盐设备有限公司在电脱盐技术和相关配套设施方面拥有先进的技术，所生产的设备主要有：􀂗 炼油厂交流、交直流、高速电脱盐成套设备；􀂗 电脱盐排出含油污水处理成套设备；􀂗 高效破乳剂；􀂗 陆上油田电脱水成套设备；􀂗 海上油田FPSO 和中心平台电脱水电脱盐橇块装置；􀂗 破乳剂等炼油助剂自动注入系统；􀂗 炼油厂油品电精制成套设备；􀂗 炼油厂润滑油基础油脱氮电精制成套设备；􀂗 炼油厂及化工厂含酚污水处理成套设备；􀂗 膜分离技术成套设备公司专注于电脱盐、电脱水等技术的研究，正致力于建立国内最先进的能够代表中国电脱盐技术水准的高压静电分离技术研究中心！公司目前拥有两套能够模拟现场操作条件的动态实验装置，其中一套为两级_电脱盐工艺流程动态模拟实验装置，另一套为三级电脱盐工艺流程动态模拟实验装置。拥有国内外研究高压静电分离技术的实验仪器设备，从国外引进的乳化液稳定性测定仪（Emulsion Stability Tester）不仅能够直接观察在高压电场的作用下水滴的聚积和沉降过程，而且能够输出高压静电分离过程中电流和电压变化曲线，这将为电脱盐设备的工程设计提供了重要的设计依据。长江（扬中）电脱盐设备公司在多年从事电脱盐、电脱水、电精制等高压静电油水分离技术的设计、制造、安装和调试过程中，积累了丰富的工程经验，特别是大型化电脱盐装置的工程经验尤为重要，在这个过程中，更加培养了一批技术过硬的工程设备设计、安装、调试人员，因此我们完全有能力在该项目中向贵公司提供安全可靠的电脱盐成套技术和优质服务，这些服务包括大型化电脱盐成套设备的设计、制造、安装、调试、周期检修和维修等一条龙服务。迄今为止，长江（扬中）电脱盐设备公司已经为中海油、中石化和中石油提供了电脱水、电脱盐、电精制成套设备1000 余套，已承接制造了从年处理量5万吨到年处理量1000 万吨的交流、交直流、高速电脱盐和电脱水成套设备，市场覆盖率占90%以上，在采用的国产技术的项目中单套设备年处理量800 万吨以上大型化电脱盐成套设备均为我公司设计和制造，已经拥有年处理量1000 万吨大型化高效交直流电脱盐工业装置和年处理量1000 万吨高速电脱盐工业装置。同时，我公司面向国际市场，为苏丹喀土穆炼厂，苏丹减粘项目，阿尔及利亚SORALCHIN 炼厂，阿尔及利亚TOUAT 项目，哈萨克斯坦北部扎齐项目等国内外石油石化企业，提供电脱盐、电脱水、电精制等高压静电分离技术成套设备和服务。今年5 月份，两批来自哈萨克斯坦北布扎奇项目现场操作人员先后来我公司进行技术交流和培训，对我公司设计制造的电脱水器的运行效果远远好于国外同类产品的运行效果给予了充分的肯定。长江（扬中）电脱盐设备公司高压静电分离技术已经处于国内领先地位，并达到国际先进水平！1.1 大型化电脱盐技术在中国大型化炼厂中的应用简介自1997 年以来，随着中国炼厂大型化进程加快，我公司就开始了电脱盐技术大型化的研制和开发工作。在电脱盐装置大型化方面，我公司主要从事了两件事：一方面挖掘交直流电脱盐的处理潜力，开发了大型化高效交直流电脱盐技术；另一方面研制和开发了高速电脱盐技术。目前，我公司设计和制造的高速电脱盐成套设备和大型化高效交直流电脱盐成套设备已经在很多大型化炼厂中得到应用。FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 6 页 共 35 页高速电脱盐技术在中国炼厂的应用首先是由美国Petreco 公司1997 年在中国的镇海炼化股份有限公司，上海石化股份有限公司和齐鲁石油化工公司进行的，高速电脱盐技术在中国炼厂的应用是由于炼厂在扩能改造过程中需要达到比较大的处理量，而放置电脱盐罐体空间不足而引进的。作为电脱盐专业公司，早在国外高速电脱盐技术被引进中国炼厂前，我们已经展开的高速电脱盐技术的研究与开发，研制成功的首套国产高速电脱盐技术于2001 年5 月在济南炼油厂一次开车成功，随后在中国炼厂得到推广与应用，如中石油兰州石化分公司年处理量500 万吨高速电脱盐，中石化扬子石化股份有限公司年处理量600 万吨高速电脱盐，中石油大连石化分公司年处理量500 万吨和1000 万吨高速电脱盐，中石化湛江石化工程公司年处理量500 万吨高速电脱盐，中石油大港石化分公司年处理量500 万吨高速电脱盐，中石化镇海石化股份公司年处理量600 万吨高速电脱盐，中石化广州石化分公司年处理量800 万吨高速电脱盐，中石油辽阳石化分公司年处理量550 万吨高速电脱盐，中石化燕山分公司年处理量800 万吨高速电脱盐，中石化福建炼油化工有限公司年处理量800 万吨高速电脱盐，中石油独山子石化分公司年处理量1000 万吨高速电脱盐，中石化青岛炼化有限公司年处理量1000万吨高速电脱盐项目等。另一方面，通过对交直流电脱盐技术的挖潜增效实现了高效交直流电脱盐技术的大型化。在大型化高效交直流电脱盐技术应用方面，我公司为下列项目提供了设备和服务，茂名石化年处理量500 万吨、金陵石化南京炼油厂年处理量800万吨、上海炼油厂年处理量800 万吨， 上海石油化工股份有限公司处理量1000万吨，洛阳石化年处理量500 万吨，海南实华石油化工有限公司年处理量800 万吨，广州石化年处理量800 万吨等项目。我公司在利用高速电脱盐技术和大型化高效交直流电脱盐技术为中国炼厂提供设备情况如表1.1 所示。表1.1 大型化电脱盐技术在中国炼厂的应用情况FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 7 页 共 35 页1.2 我公司与中国海洋石油总公司项目合作情况简介最早与中国海洋石油总公司的合作是在渤海PL19-3 改造项目FPSO 明珠号电脱水器改造，后来在中国海洋石油总公司南海公司的AMOCO 流花油田电脱水脱盐器的改造项目又进行了更密切的合作。II 基本原理2.1 前言原油含水、含盐的原因是在原油开采过程中夹带出了油田伴生盐水和固体沉淀物。从油层中开采出来的原油中的含水量和含盐量根据油田而异，又与开发年限和强化开采方式有关，彼此之间会有很大差异，含水量可在百分之几、十几，甚至高达百分之几十；含盐量可在几十到几千毫克/升，有的原油可达几克/升。含有大量盐水的原油在储运中不仅增加了动力消耗，还会造成输油管线、油罐等设备的腐蚀，所以采出的原油首先要在油田就地进行处理，在早期一般采用加热静置沉降的方式初步脱水、脱盐，使其含水量达到0.51%，含盐量小于50mg/l 的标准后再向外输送到炼油厂，但是这样的规定对于炼油厂原油加工装置仍然过高，所以原油在进入炼油装置之前，必须先进行炼厂脱水、脱盐。原油含水、含盐对原油储运及加工带来的不利影响主要有：1. 增加运输、贮存的负荷水的存在，加大了原油的重量和体积。这就给运输、贮存增加了负荷，增大了动力消耗、提高了储运成本，这是石油开采后需立即进行脱水的主要原因。2. 影响加工过程的平稳操作原油的平均分子量在200 左右，而水的分子量是18，如果石油中含水为1%（W），汽化后水的体积就占总体积的11%。因此在加工过程中，无形的加大了管道、设备内的空间。换言之，同样的设备，加工能力就减少了11%。另外，水的突然汽化会造成系统压力降增加，往往引起塔内超压和冲塔事故。3. 增加加工过程的动力消耗一般原油的汽化热为350kJ/kg，水的汽化热为2600kJ/kg，为原油的68 倍。如果原油中含有大量的水，在石油加工中的很多相变化过程中势必增加燃料和冷却水的消耗量。4. 造成设备和管道的结垢和堵塞原油中所含的无机盐，主要是氯化钠、氯化镁、氯化钙等。在原油加工过程中，在炉管、换热设备中，由于水分蒸发使盐沉积下来而结垢。换热管结垢后会FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 10 页 共 35 页影响传热，恶化换热器的操作。炉管结垢，寿命缩短，压力降增大，严重时可使炉管或换热器堵塞，造成装置停工。5. 腐蚀管线和设备在石油炼制过程中，腐蚀是最严重的问题。原油在加工过程中，盐类水解会生成HCl，如：MgCl2 +2H2O Mg(OH)2 +2HCl氯化氢在有水存在时会生成盐酸，生成的盐酸会对设备产生严重的腐蚀。Fe + 2HCl FeCl2 + H2特别是和硫化物在一起时，腐蚀更为严重，此时有下列反应：Fe + H2S FeS + H2FeS + 2HCl FeCl2 + H2S生成的氯化亚铁溶于水中，使得铁被腐蚀，剥离开金属表面，而生成的硫化氢又与铁继续反应，造成更严重的腐蚀，这就是加工含硫原油带来的腐蚀问题。因此为了消除上述原油含水含盐各种危害，在原油开采出来之后和原油进行加工之前，都要进行原油的脱水和脱盐处理。2.2 电脱水的基本原理原油的脱水方法很多，通常有离心脱除法，重力沉降法，化学分离法和静电分离法等。离心脱除在小批量的工业生产中非常有效，分离效率很高，但是设备操作费用较大。重力沉降法一般用于陆上油田在开采初期的轻质原油的脱水，如果采出的是重质原油，若采用重力沉降法，所需要的罐体会很大，沉降时间也将很长。在重力沉降时也往往加入一些破乳剂，以破坏油水乳化液，促进水的脱除，这种利用化学助剂实现油水分离的方法称为化学分离法。这些分离方法的效率是很有限的，随着原油开采量的增大，对分离效率、采用的罐体和沉降分离的时间提出了更高的要求，采用高压静电技术的脱水方法就FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 11 页 共 35 页被应用到原油的脱水过程中。这就是原油高压静电油水分离技术，简称为电脱水。在三相分离器中，原油中含有的大部分自由水被脱除，但是还有一部分水与原油结合在一起形成比较牢固的乳化液，这些乳化液中的水必须借助高压电场作用才能破乳脱除出来，这就是电脱水。原油中的水进入电场后被极化，即负电荷集中到水滴一端，正电荷集中到水滴另一端，每个极化水滴成为一个感应偶极子携带电量相等而极性相反的电荷的颗粒，如图1 所示：图1 水滴在电场中被极化形成感应偶极子极化后的水滴之间产生相互吸引的电场力，促进水滴的聚结，如图2 所示。我们把这种导致微小水滴聚结的引力称为聚结力，可以用以下公式表示：FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 12 页 共 35 页从上述公式中可以看出，水滴之间电场聚结力F 与水滴半径的平方成正比，与电场强度E 的平方成正比，而与两水滴间的中心距离l 的四次方成反比。其中E 就是电脱水器内电极板组成的电场所形成的电场强度。在电场力作用下，相邻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。在原油电脱水过程中，小水滴聚成大水滴后，原油和水的分离是依靠油水密度差的重力沉降来实现的，水滴在原油中的自然沉降速度服从斯托克斯定律：其实在沉降过程中水滴仍在不断地与周围水滴结合，不断变大，沉降速度并不是均匀保持不变，而是不断加快，最终水滴聚结在罐体底部，从排水管线中排出到污水处理系统。为了提高脱水率，可向原油乳化液中注入破乳剂，一般在三相分离器前加入破乳剂，事实上在电脱水器也应加入破乳剂，同时设计混合系统以加强破乳剂与原油的混合效果。同时破乳剂有助于加快破乳过程，减少电脱水排水携带出电脱水器的含油量。FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 13 页 共 35 页III 海上原油电脱水器装置的特点、操作条件3.1 海上原油电脱水器的技术特点海上油田的原油电脱水器与陆地油田的原油电脱水器工作原理是基本相同的，只是由于电脱水器的工作地点不一样，对海上原油的电脱水器设计和运行提出了一些更高的要求。根据多年来在海洋石油工程的工作经验，我们总结了海上油田原油电脱水器的主要特点，这些主要特点如下：1. 适应恶劣海洋环境的要求海上采油设施要经受各种恶劣气候和风浪的袭击，经受海洋环境高湿度、高腐蚀性气体的侵蚀。受风浪的影响，FPSO 上的设备因船只的横摇，纵摇，升沉等运动而处于非静止状态中，这些必须在设计时予以考虑。2. 满足安全生产的要求海上采油环境为易燃易爆危险场所，各种生产作业频繁同时受空间限制，油气处理设施、电气设备、人员住房可能聚集在一起，因此对电脱水器设计的安全性提出了较高的要求，主要设计自动安全关断、报警、停止等安全生产保护措施，确保长周期安全生产。3. 设备布置紧凑，自动化程度高海上平台和FPSO 的规模决定了投资的多少，因此在满足生产的前提下，尽量选用效率高，占地空间小的设备，并要求布局合理，设计紧凑。由于海上油田操作人员少，因而要求设备的自动化程度高，为保证仪表的性能，仪表一般采用质量优良的进口仪表。4. 增强设备的稳定性设备的机械稳定性是其正常运行的基本特征。特别是FPSO 上的设备，设计时充分考虑船体运动的加速度，电脱水器和底座都必须进行加固、加强处理。电场结构采用三角形的稳定性进行固定设计，这是因为容器内的流体在运动中会对电极板造成冲击，严重时会造成极板松动或脱落。仪表、管线、电器等设备也必须进行固定，避免船只的运动造成设备的损坏。5. 适应性强，脱水效率高的高压电场的设计FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 14 页 共 35 页海上油田在不同开采时段，原油产量不同，有时产量波动很大，石油中含水量也有很大的变化。这要求所设计的电脱水器必须具有较强的适应性，能够在多种原油处理量和原油含水量下平稳操作，并达到理想的脱水效果。6. 油水界位防浪技术和水冲洗装置的设计在电脱水行业，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。开采出的石油含有大量泥沙，电脱水器长期运行后，沉沙将沉积在罐体底部，必须及时地将泥沙排出罐体，否则将影响油水界位的平稳运行。3.2 XJ23-1 电脱水器（FPSO-V-2002）的详细描述3.2.1 工艺系统描述该电脱水器依据原油电脱水器采购技术文件包、原油电脱水器技术规格书、原油电脱水处理器FPSO-V-2002 数据表及相关技术图纸、中华人民共和国石油天然气行业标准原油脱水设计规范（标准号：SY/T00451999）及其它相应标准规范的要求、电脱水器撬块澄清会议纪要以及我公司多年积累的电脱水设计制造的工程经验进行设计和制造的。原油电脱水器的设计寿命是25 年。原油电脱水器（FPSO-V-2002）的主要工艺设计参数如下：设计压力： 1000kPaG；设计温度： 130；操作压力： 450kPaG；操作温度： 100；撬块的尺寸： 17500mm（长）×6120mm（宽）×7325（高）。在电脱水器内含水的乳化液通过设计在电脱水器底部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FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 15 页 共 35 页个罐体的体积，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，固体泥沙、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水平交流电极板，高压电通过高压连接装置被输送到电极板上形成高压电场。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。该水平交流电极板的设计，下层电极板与油水介面形成了交流弱电场，电极板之间形成了交流强电场。经过水层冲洗后，乳化液首先进入极板下边界和水界位形成的交流弱电场，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，乳化液进入中强电场和强电场，小和更小的水滴在更强电场力作用下聚积成大水滴，沉降到罐体底部，实现原油和水的分离。油水界位被视为电脱水器的“心脏”，只有稳定的油水界位才能保证电脱水器的正常运行。这主要是因为油水界位和底部的电极板之间形成一个弱电场，弱电场的是否正常工作将直接影响整个电脱水器的运行效果。在电脱水器侧面设计了五个固定采样口，用来监测罐内乳化状况和油水界位的真实位置，同时也可以用来判断界位仪表是否指示准确。在电脱水器底部分布了2 个冲砂口，用来与冲砂泵来水相连后冲洗沉降在罐体底部的固体颗粒的泥沙。罐体内部设计了水冲洗设施。该冲洗设施安装在电脱水器底部，用于定期地冲洗沉积在底部的泥沙，在电脱水器运行过程中，原油中的泥沙会逐渐地沉积在容器底部，日积月累，泥沙会逐渐增多。泥沙层会变得越来越厚，使容器的有效容积减少，这将影响油水的分离。在这种情况下，如果油水界位还保持原设定值，势必缩短了脱出水在罐底的停留时间，使得排水含油量增加；如果为了保证排水含油量的技术指标，必使油水界位上升，而油水界位上升将使电极板间的电导率增大，严重时，会使油水界位达到电极板，发生短路现场，影响电脱水器的正常稳定运行。而且，有时泥沙会沉积下来变得很艰硬，难以处理而不得不停车清理。由于不同油田含沙量各不相同，一般不强制规定水冲洗时间和频率，各油田应根据实际情况确定水冲洗的时间和频率，在没有操作经验的情况下，建议每周冲洗两次，每次不少于20 分钟，如果还没有冲洗干净，可以适当增加水冲洗的时间和频率。高压电引入系统是电脱水器的重要组成部分，能将高压电在一定温度和一定FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 16 页 共 35 页压力条件下引入到电脱水器一根能够承受50KV 高压的特种高压电缆，该特种高压电缆固定在充满干燥变压器绝缘油中的十字套筒中，以保证良好的电气绝缘。电极棒是我公司的主要专利产品，采用三层密封绝缘的设计结构形式，能够在压力为2.5MPa 下保持压力密封。出厂前，每根电极棒都做了施加高压电“50KV通电时间5min 不击穿”和在“2.5MPa 压力下30min 不泄漏”的实验。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。油水界位的稳定对于电脱水器的平稳运行具有重要意义。油水界位是通过安装在排水管线上的调节阀控制排水量的大小来实现的。如果界位过高，油水界位距离电极板太近，电流将升高，达到变压器的设定报警电流时，在CCR 变压器将报警，由于该变压器是电脱水专用变压器，过电流报警和高电流运行是不会损坏设备的，时间过长，变压器将自行关断。为保证油水介位相对稳定，在电脱盐罐内设置了档浪板，档浪板将电脱盐罐内水层分成若干小的空间，档浪板上设计了很都多圆孔，每个档浪板的水通透根据FPSO 摇摆度和通透水量进行设计，以将油水介位的波动降到最小范围内，保持油水介位的相对稳定。两个人孔设计在电脱水器的封头两端，内部所有构件都能够在人孔中进出，以便顺利安装和维修。在电脱水器出油管和排水管上都安装了取样冷却器，分别对脱后原油和排出污水进行取样、分析，考察电脱水器的运行效果。3.2.2 电气系统描述电脱水器的电气系统是电脱水器的重要组成部分，与电脱水器中电场的形成，脱水效果的好坏，系统的运行稳定性都有着直接的联系。FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 17 页 共 35 页电气系统主要由下列部分组成：a) MCC 馈电系统， b) 交直流电脱水变压器， c) 现场防爆控制盘，d) 高压引入装置， e) 罐内电极板等组成。a) MCC 馈电系统配电房（MCC）给撬块配送一路单相380V 交流电源，并通过继电器对电脱水器进行保护。b) 交流电脱水防爆变压器（TYDK80/30）1) 设备性能电 源：380VAC 50Hz 1PH 2W； 额定功率：80kVA；额定电流：210.5A； 电压输出：10，15，20，25，30kV；根据石油化工企业的特殊要求，变压器设计成永久防爆型，防爆标志为ExOeIIT5。防爆结构参照了GB3836.1、GB3836.2、GB3836.3 等国家标准。2) 原理描述交流变压器是专为交流电脱水器设计的防爆电源设备，该变压器在一次侧线圈中串接了相应容量的电抗器形成100%的全阻抗变压器，当二次侧输出短路时，一次侧电流会恒定在额定电流，使变压器在短路的情况下也能安全的运行。其原理见下图3：图3 变压器原理图3) 安全性根据电脱水器在实际操作中不稳定的情况，专为变压器设计成带有电抗器，FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 18 页 共 35 页并具有100%阻抗，使变压器在短路时也具有较高的安全性。在变压器二次侧发生短路时，输入电压将大大降低，并使二次电压随着降低，这样便可以遏制二次电流，降低功率消耗，有效的降低变压器的过载发热量，变压器输出特性曲线见图4 所示：图4 变压器输出特性曲线图4) 调节性及可靠性变压器根据生产工艺要求，对不同的原油应采用不同强度的电场。因此，变压器的输出是不同的。在设计时选择了无载分级可调节器开关对二次输出电压进行调节，使输出电压从10kV-30kV 分五档可调，调节开关手柄安装在油箱外，调节简单方便（特别注意：更换档位时必须断电操作）。变压器和电抗器是同时设计，采用共轭整体铁芯结构，机械性能好，选择优良的硅钢芯片，损耗低，空载电流小，具有良好的节能特性。5) 适用性该变压器具有良好的环境适应性，对应用场所的要求非常低，在自然条件下户外的各种场所均可运行，具体使用条件为：1. 环境温度 最高：40oC 最低：-20oC；2. 海拔高度 安装地点海拔1000 米以下；3. 相对湿度 气温为25时相对湿度小于98%；4. 安装场所 户外安装，可用于高盐雾的潮湿气体环境。c) 现场防爆操作盘FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 19 页 共 35 页1) 设备参数电 源：220VAC 50Hz 1PH 2W； 额定功率：50W；额定电流：5A； 数 量：1 台/套现场防爆控制盘的外壳防护等级为：IP56，防爆标志为：ExdIIBT4，适用环境为：1 区、2 区危险场所。IIB 类爆炸性气体环境。2) 性能描述现场防爆控制盘为安装在现场撬块上方便操作的位置，控制盘上设计了电脱水变压器一次电压，一次电流，二次电压的显示，以及设备的运行指示，停止指示，启停控制。可以对设备进行启停操作，在此盘上可以根据仪表显示判断电脱水器的运行情况。防爆控制箱采用隔爆型，防爆接线箱采用增安型外壳的复合型结构，采用铝合金铸造钢板焊接而成，控制箱内装元件有控制按钮以及防爆信号灯和各种过载仪表与MCC 的配电盘实现设备的多种功能保护和控制，实现就地操作和远距离控制。d) 高压引入装置高压电引入装置的设计主要考虑了安全性和便于安装维护这两个因素。一根能够承受50KV 高压的特制高压电缆被固定在充满干燥电气绝缘油的保护十字套筒内，能够安全地将高压电引入到电脱水器内。它与变压器、罐体部分采用法兰连接形成，通过金属软管可以对高压电引入装置进行灵活操作和维护。e) 罐内电极板电脱水器采用了垂挂式变极距电极板，该极板为框架组合式结构。出厂前已经过予组装，检验试验合格。FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 20 页 共 35 页IV 电脱水器的操作4.1 电脱水器安装4.1.1 电场组件的安装1. 罐内支座检查根据罐体设备总图，检查核对罐内各安装支座的位置、尺寸是否符合图纸要求。2. 电场结构框架固定按电极板结构总图，将电极板框架等大梁安装到罐体支座上，并调整各层电极板的间距，使其达到设计值。极板大梁框架平面度误差不大于±3mm。安装绝缘吊挂时应保证所有吊挂及支撑处于垂直状态。3. 组装电极板按极板布置图，将各种不同规格的电极板安装固定在极板框架上，并调整整组极板的平面度，使其误差不大于±5mm。4.1.2 电器设备的安装 变压器起吊后安装在电脱水器罐顶平台上，通过螺栓固定，电极棒的安装应在晴朗天气下进行，阴雨天湿度大时不能安装。安装完毕后及时充满干燥变压器绝缘油。 现场防爆操作盘以及现场接线箱通过地脚螺栓固定在撬块底座上（见撬块总图）。 电缆桥架固定在桥架支撑上，然后铺设电缆，电缆应用金属扎带进行固定，并在电缆末端捆扎不锈钢电缆位号牌。4.2 电脱水器试验电脱水装置第一次投入运行时，长江（扬中）电脱盐设备有限公司的有经验的技术人员应到现场，为用户操作提供帮助，帮助他们确定适合于现有操作条件的电脱水装置的操作步骤。在这份操作和维护说明书中概述的开车和操作步骤是FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 21 页 共 35 页作为准则向用户提供的。在电脱水装置的现场实际现场操作期间，用户和我公司现场的技术人员可根据现场实际情况的需要对它们进行适当的修改和调整。在电脱水装置投入操作之前，确保管线已经做好罐体的水压实验和管线的气密性实验，并确认电脱水撬块上的各台阀门和仪表都已检查处于正常状态。也就是确保电脱水撬块的各组成部件必须达到投入运行的技术条件。确保各工艺条件已经具备后，在电脱水器投入操作之前，用户必须对电脱水装置进行两项重要的电气性能的测试试验：空载测试试验；短路测试试验。4.2.1 空载测试试验在试图进行电气性能测试试验之前，首先要检查随这台电脱水装置一起供货的电源设备上的铭牌，并按长江（扬中）电脱盐设备有限公司提供的电气原理图和控制设备的接线图检查无误后方可进行试验。在使用电脱盐装置投入操作之前，当电脱水装置首次投入运转或以后电气维修后再投入运转时，用户必须检查电脱盐设备是否已完成空载测试试验和短路测试试验。除非全部通过两个电气试验，否则不得使电脱盐装置投入运转。以上确认无误后，还要进行下一步的确认，检查内容如下： 确认罐内没有任何可燃易爆性的混合气体。 确认罐内无任何工作人员。 确认在电脱水罐内不应存在的任何固定的导线、碎屑、破损的金属缠绕垫片和搭脚手架材料，以及所使用的工具。使低液位安全开关处于闭合位置，就像电脱水罐充满介质。 在测试期间，确保无任何人可能进入电脱水罐内。在人孔外侧设置护栏和高压电送电试验危险类的警惕标示。用户必须遵照执行有关低电压和高电压以及有关电脱盐容器内爆炸混合物的各项安全预防措施。在上述安全措施全部具备，并由用户同意和确认后，给变压器送电，将高压电送到电极板上，测试时应将变压器的每个电压档位都进行测试，每个档位通电FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 22 页 共 35 页时间至少10 分钟。空载测试时，要求： 交流电压表应读出最大线路电压。 所有电流表读数都应很小（大约10A 左右）。进行这项测试是为了确定在电源设备空载性能正常，以及检查电源设备的控制回路操作是否正常。注意：在每次转换变压器档位开关前，要确认变压器已被断电！4.2.2 短路测试试验将罐内带电极板用一根导线与罐体连接在一起，并且确保可靠接地，操作人员离开罐体到安全区，检查各相安全措施全部具备，并由用户同意和确认后，接通电源，给变压器送电将高压电送到电极板上。短路测试时，要求： 交流电压表的电压读数应接近零。 电流表的电流读数应达到额定电流。 控制回路中声光报警动作。“断开”电源，拆除极板连接线，为确保连接线已全部拆除，需空载试验的要求再给变压器空载送电一次，合格后即可封罐备用。最后使低液位安全开关恢复到电气闭合位置。注意：用户可以进行以上短路测试，确保电源设备与每个通电电极之间的电气连续性。4.3 电脱水器的运行各项电气测试工作完成后，电脱水装置就可以投入运转了。4.3.1 电脱水装置投入运转的开车步骤 打开原油进口和出口阀门。 关闭电脱盐器的污水排放管线。打开电脱盐罐的放空管线。用氮气吹扫电脱水罐，除去空气。（如果用户不能使用氮气而使用蒸汽，FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 23 页 共 35 页就按用户安全规程所规定的吹扫方法）。使少量蒸汽慢慢地进入电脱水罐内。作用于电脱水罐的蒸汽压力绝不能超过压力容器的设计压力，电脱水罐内的温度不得超过180，以保护绝缘吊挂和电极棒，吹扫时的详细要求请参考本章后的“吹扫规则”。打开罐顶放空阀，向罐体内进油。电脱水罐充满原油后，关闭放空阀。使配电箱的断路器开锁。接通电源。电压表应读出线路电压。电流表应读出低电流值。在这种工况下操作电脱水装置，直到充入电脱水装置的原油达到其操作温度为止。使界面控制器投入使用。建立油水界面，使罐底部水位逐渐增高，达到设计操作高度。调节控制排水阀，使水从电脱水罐流到污水处理系统。在这些工况下操作电脱水装置，使其完全置换若干次。当达到所设计的操作条件后，平稳运行24 小时后，对经过脱水处理的原油和排出的污水进行取样，分别分析测定其含盐量和含油量。如果脱后效果很理想，就按最佳脱水效率的要求调整各种操作参数。确定沉积物冲洗次数和间隔时间。将高压冲洗水线接到罐体上的冲洗口处，打开沉积物冲洗进口管线上的阀门，对罐体底部的沉积物进行冲洗。如果从电脱水罐内正在冲洗出沉积物，则污水看起来是脏的或混浊的。沉积物冲洗系统应操作到排出电脱水罐的水不再混浊为止。几个小时以后，再次操作冲洗水系统，并对流出污水进行取样，观察或分析。如果水并不混浊，或者含有极少量的沉积物，就停用冲洗水系统。由于各油田的原油中的沉积物的性质和含量各不相同，每次的冲洗时间应根据具体情况在冲洗操作中进行摸索。在电脱水装置已投入操作一段时间之后，用户也可以调整这一冲洗时间，冲洗间隔时间与冲洗时间一样根据具体情况在冲洗操作过程中进行摸索和确定。4.3.2 运行工艺要求FPSO-V-2002 CRUDE DEHYRATOR CEDEC第 24 页 共 35 页一旦电脱水装置投入运行之后，就可能要求用户进行调整工作，使系统获得可能最好的脱水率。对影响系统从原油中脱除水的主要因素说明如下： 原油流量； 原油性质； 破乳剂种类和加入量； 电脱水罐内水位； 操作温度； 操作压力。用户在按系统最佳性能进行调整时，经常有必要调整这些工艺参数中的多项参数。 原油流量如果原油处理量增加到电脱水系统的设计能力之上，将会使脱水效率受到一定程度的损失。原油的流量必须是与油品的性质相适应，原油的改变将会影响到原油的流量的改变，如果流量过小，有些测量仪表可能受到测量范围的限制。 原油性质原油的密度、粘度及含水量直接影响电脱水器的操作工艺，原油的密度和含水量一般不能被人们控制或改变，但粘度可通过温度变化使其相应得到改变，因此在操作过程中应结合这些参数的变化，在可能的情况下调整脱水工艺操作参数。 破乳剂种类和加入量