專利名稱：一種高頻智能響應電脫鹽成套設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種原油電脫鹽成套設備，屬于原油預處理過程中的電脫鹽技術(shù)領 域，尤其涉及一種輸入頻率可調(diào)和輸入電壓根據(jù)二次電流變化自動響應調(diào)整一次輸入電壓 的電脫鹽成套設備。
背景技術(shù)：
近年來，原油供應市場的不穩(wěn)定性及原油價格的不規(guī)則震蕩，大大增加了原油煉 制成本。為適應原油市場的變化，降低原油加工成本，往往采購或摻煉一些劣質(zhì)原油，甚至 某些煉廠已經(jīng)完成了從加工輕質(zhì)優(yōu)質(zhì)原油到加工重質(zhì)劣質(zhì)原油的轉(zhuǎn)型。這些劣質(zhì)原油雖然 降低了采購成本，但使得原油趨于劣質(zhì)化，為煉油設備的平穩(wěn)運行帶來挑戰(zhàn)，特別是在加工 高比重、高粘度、高含鹽量、高酸值的劣質(zhì)原油時，往往在電脫鹽罐體內(nèi)發(fā)生乳化，在油水界 面處生成穩(wěn)定的難以破除的乳化物，在電脫鹽設備運行過程中，出現(xiàn)短路，報警，設備跳閘， 送電困難等現(xiàn)象，影響整個煉廠裝置的平穩(wěn)運行。而且，脫后原油含水量經(jīng)常高于0.3%的 技術(shù)指標，含鹽量也很難達到3mg/l的標準要求。特別是電脫鹽排水，由于罐體內(nèi)發(fā)生乳 化，也往往出現(xiàn)排水含油量超標的情況，遠遠高于200ppm的技術(shù)指標，嚴重時甚至排水含 油量達到幾千ppm的情況，如在加工達混原油時就出現(xiàn)了這種情況，大大增加了下游的污 水處理廠的壓力。目前比較常見的電脫鹽技術(shù)，無論是交流電脫鹽技術(shù)，交直流電脫鹽技術(shù) 和高速電脫鹽技術(shù)都采用100%全阻抗防爆變壓器作為電脫鹽設備的電源，該電源都在初 級線圈設計了一個電抗器。這在保護電源方面起到作用，當加工復雜原油，在油水界面處形 成高導電率的頑固乳化液時，為保護電源設備，輸出到電脫鹽罐體內(nèi)的高壓迅速降低，降低 的電壓往往難以破除乳化液。也就是說，100%全阻抗電脫鹽電源在乳化發(fā)生時，為了保護 變壓器電源設備而犧牲了高壓電場的破乳脫水脫鹽效果。當這種情況出現(xiàn)時，電脫鹽設備 運行電流非常高，100%全阻抗變壓器出現(xiàn)能耗高，無功功率消耗大，破乳效果差的情況，這 對節(jié)能是不利的。為了解決上述問題中國專利200610018081. 3介紹了一種電脫鹽脫水器，在電脫 鹽脫水器沿罐體的軸向設置一組或多組電極組合件，各組電極組合件由格柵結(jié)構(gòu)的第一電 極和第二電極組成。第一電極為與罐體軸向相垂直的弓形平面電極，第二電極由一個與罐 體的軸向垂直的弓形平面和該弓形平面相垂直并環(huán)繞其周邊的圓弧面和底平面組成。變壓 器采用了脈沖變壓器，第二電極與脈沖變壓器的輸出端相連，第一電極接地。但這種電脫鹽 脫水器存在三個問題，一是僅為脈沖式輸入高壓電，不能起到良好破乳效果；二是第一電 極接地，第二電極帶電，工作時為帶電電極對接地電極直接放電構(gòu)成回路并形成高壓電場， 功耗較高；三是為了能夠確保水平的油流流過，電極為格柵結(jié)構(gòu)，比較稀疏，形成的高壓電 場不密集。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高頻智能響應電脫鹽成套設備，本成套設備克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，并能夠達到滿意的脫鹽脫水效果。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高頻智能響應電脫鹽成套設備，包括一個臥式電脫鹽 罐體，罐體頂部外側(cè)設置有變壓器，變壓器的輸出電壓幅值在200 60000V之間。罐體內(nèi)上 部設置有與罐體軸向平行的出油收集管，罐體下部設置有與罐體軸向平行的進油分配管， 罐體內(nèi)部安裝有垂掛式網(wǎng)狀電極板，網(wǎng)狀極板分成兩種，一種接在變壓器的正極輸出端，叫 做網(wǎng)狀正電極板，一種接在變壓器的負極輸出端，叫做網(wǎng)狀負電極板，網(wǎng)狀正電極板和網(wǎng)狀 負電極板間隔設置，正負極板間距在100 300mm之間，網(wǎng)狀正電極板和網(wǎng)狀負電極板通 過吊桿分別連接在正電極梁和負電極梁上，然后通過高壓電引入系統(tǒng)和變壓器相連接，網(wǎng) 狀正電極板和網(wǎng)狀負電極板主要由固定框架和金屬網(wǎng)構(gòu)成，金屬網(wǎng)的目數(shù)在2. 5 10之 間。在罐體外部側(cè)面設置有變壓器防爆控制系統(tǒng)，該防爆控制系統(tǒng)能夠監(jiān)測運行一次電流， 同時能夠根據(jù)電流來智能調(diào)整輸出電壓，使電脫鹽罐體內(nèi)始終有電場存在，達到破乳目的。 變壓器防爆控制系統(tǒng)上面同時設置有頻率調(diào)整按鈕，能夠控制罐內(nèi)高壓電的頻率在200 5000Hz之間，該頻率可根據(jù)脫鹽脫水效果進行人工調(diào)整。本發(fā)明的有益效果是采用本高頻智能響應電脫鹽成套設備時，能夠根據(jù)電脫鹽 成套設備的運行電流隨時調(diào)整輸出電壓，使罐內(nèi)始終存在高壓電場，破除頑固乳化液；同時 因為設置的網(wǎng)狀正電極板和網(wǎng)狀負電極板，形成的比較密集和均勻的電場，提高了電場的 破乳效率；由于網(wǎng)狀正電極板和網(wǎng)狀負電極板不是構(gòu)成回路，而是等效成一個電容，大大降 低了運行能耗；變壓器防爆控制系統(tǒng)上面同時設置有頻率調(diào)整按鈕，提高了變壓器的頻率 適應范圍，能夠在很大范圍內(nèi)選擇最佳工作頻率，提高破乳效率，保證了脫鹽脫水指標。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2為網(wǎng)狀正電極板和網(wǎng)狀負電極板主視3為變壓器和變壓器防爆控制系統(tǒng)主電路原理框圖

1.電脫鹽罐體，2.出油收集管，3.變壓器，4.高壓電引入系統(tǒng)，5.變 壓器防爆控制系統(tǒng)，6.負電極梁，7.正電極梁，8.吊桿，9.網(wǎng)狀負電極板，10.進油分配管， 11.網(wǎng)狀正電極板，12.固定框架，13.金屬網(wǎng)，14.全橋整流電路，15.濾波調(diào)壓電路，16.逆 變電路，17.整流模塊，18.驅(qū)動電路，19.采樣電路，20.防偏磁電路，21. PWM控制電路， 22.參數(shù)給定電路。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。參見圖1，一種高頻智能響應電脫鹽成套設備，包括一個臥式電脫鹽罐體(1)，罐 體頂部外側(cè)設置有變壓器(3)，變壓器(3)的輸出電壓幅值在200 60000V之間。罐體內(nèi) 上部設置有與罐體軸向平行的出油收集管O)，罐體下部設置有與罐體軸向平行的進油分 配管(10)，罐體內(nèi)部安裝有垂掛式網(wǎng)狀電極板，網(wǎng)狀極板分成兩種，一種接在變壓器的正極 輸出端，叫做網(wǎng)狀正電極板(11)，一種接在變壓器的負極輸出端，叫做網(wǎng)狀負電極板(9)， 網(wǎng)狀正電極板(11)和網(wǎng)狀負電極板(9)間隔設置，網(wǎng)狀正電極板(11)和網(wǎng)狀負電極板(9) 間距在100 300mm之間，網(wǎng)狀正電極板(11)和網(wǎng)狀負電極板(9)分別通過吊桿⑶連接在正電極梁(7)和負電極梁(6)上，正電極梁(7)和負電極梁(6)通過高壓電引入系統(tǒng) (4)和變壓器( 相連接。在電脫鹽罐體(1)外部側(cè)面設置有變壓器防爆控制系統(tǒng)(5)，變 壓器防爆控制系統(tǒng)(5)能夠監(jiān)測運行一次電流，同時能夠根據(jù)電流來智能調(diào)整輸出電壓， 使電脫鹽罐體(1)內(nèi)始終有電場存在，達到破乳目的。變壓器防爆控制系統(tǒng)( 上面同時 設置有頻率調(diào)整按鈕，該按鈕能夠通過參數(shù)給定電路控制電脫鹽罐內(nèi)(1)高壓電的頻率在 200 5000Hz之間，該頻率可根據(jù)脫鹽脫水效果進行人工調(diào)整。 參見圖2，網(wǎng)狀正電極板(11)和網(wǎng)狀負電極板(9)主要由固定框架(12)和金屬網(wǎng)構(gòu)成，固定框架(12)可采用6 18的圓鋼，金屬網(wǎng)(13)的目數(shù)在2.5 10之間，并 通過焊接連接在固定框架(1 上。參見圖3，全橋整流電路(14)將輸入的三相交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，并且? MOV間連續(xù)可調(diào)。濾波調(diào)壓電路(1 對全橋整流電路(14)輸出的直流電進行濾波。逆 變電路(16)將整流濾波后的直流電變?yōu)榉?、頻率及脈寬可調(diào)的矩形波交流，該交流加到 變壓器C3)的原邊，在其付邊得到高壓輸出。整流模塊(17)將對變壓器C3)輸出高壓進行 整流，得到正負電壓，然后接到電脫鹽罐體(1)內(nèi)的正電極梁(7)和負電極梁(6)上?？刂?電路由采樣電路(19)、防偏磁電路(20)、PWM控制電路(21)、驅(qū)動電路(18)和參數(shù)給定電 路02)組成。整個控制電路的工作原理為利用脈寬調(diào)制集成芯片TL494作為控制電路的 核心，采樣電路(19)利用霍爾電壓傳感器測量變壓器一次側(cè)電壓，向防偏磁電路輸出0-5V 的電壓信號。在防偏磁電路00)中，這一電壓信號經(jīng)A/D器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，輸出的數(shù)字 信號送入單片機進行處理。單片機對信號處理后，經(jīng)過判斷向需要調(diào)整的一路PWM控制電 路輸出合適的調(diào)整信號，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器變?yōu)槟M量后，對TL494輸出的PWM輸出波形進行控 制。通過參數(shù)給定電路0 可人工設定輸出電壓和輸出頻率。下面結(jié)合實際操作說明本發(fā)明的工作過程原油和水的乳化液從罐體底部的進油 分配管(10)均勻的進入電脫鹽罐體(1)內(nèi)，油流的方向為從下向上，當油流流經(jīng)網(wǎng)狀正電 極板(11)和網(wǎng)狀負電極板(9)之間時，由于變壓器(3)輸出的高壓電通過高壓電引入系統(tǒng) ⑷導入到了正電極梁(7)和負電極梁(6)上，而正電極梁(7)和負電極梁(6)上又通過 吊桿連接在了網(wǎng)狀正電極板(11)和網(wǎng)狀負電極板(9)之間上，網(wǎng)狀正電極板(11)和網(wǎng)狀 負電極板(9)之間就形成了高壓電場，電場力就會引起水滴極化聚集成大水滴后沉降到電 脫鹽罐體(1)底部，因為電場力的方向為水平方向，不會干擾水滴的向下沉降，處理后的原 油水含量也比較低，處理后的原油通過出油收集管(2)流出電脫鹽罐體(1)。由于網(wǎng)狀正 電極板(11)和網(wǎng)狀負電極板(9)之間沒有直接形成電路，而是等效成一個電容，設備運行 電流比一組極板帶電一組極板接地時要低一半，大大降低了運行能耗。網(wǎng)狀正電極板(11) 和網(wǎng)狀負電極板(9)采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)代替了格柵結(jié)構(gòu)，形成的電場比較均勻，也能夠提高水 滴的聚集效率。當電脫鹽罐體(1)內(nèi)的原油乳化嚴重時，通過變壓器防爆控制系統(tǒng)(5)內(nèi) 的采樣電路(19)、驅(qū)動電路(18)、防偏磁電路00)、PWM控制電路可自動調(diào)整輸出電 壓，使電脫鹽罐體(1)內(nèi)始終維持有高壓電場，達到破乳目的。變壓器防爆控制系統(tǒng)(5)內(nèi) 設有參數(shù)給定電路，可通過變壓器防爆控制系統(tǒng)頻率和電壓調(diào)整按鈕人工設定輸出電壓和 輸出頻率。實驗證明，采用本發(fā)明的電脫鹽成套設備時，原油處理后鹽含量在1.8mg/l以內(nèi)， 水含量均小于0. 1%，耗電量只有傳統(tǒng)電脫鹽成套設備的三分之一，在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明尤其適用乳化嚴重、水含量高的重質(zhì)原油。
權(quán)利要求
1.一種高頻智能響應電脫鹽成套設備，包括一個臥式電脫鹽罐體(1)，罐體頂部外側(cè) 設置有變壓器(3)，罐體內(nèi)上部設置有與罐體軸向平行的出油收集管O)，罐體下部設置有 與罐體軸向平行的進油分配管(10)，罐體內(nèi)部安裝有垂掛式網(wǎng)狀電極板，網(wǎng)狀極板分成兩 種，一種接在變壓器的正極輸出端，叫做網(wǎng)狀正電極板(11)，一種接在變壓器的負極輸出 端，叫做網(wǎng)狀負電極板(9)，網(wǎng)狀正電極板(11)和網(wǎng)狀負電極板(9)分別通過吊桿⑶連 接在正電極梁(7)和負電極梁(6)上，正電極梁(7)和負電極梁(6)通過高壓電引入系統(tǒng) (4)和變壓器( 相連接。在電脫鹽罐體(1)外部側(cè)面設置有變壓器防爆控制系統(tǒng)(5)，變 壓器防爆控制系統(tǒng)(5)能夠監(jiān)測運行一次電流，同時能夠根據(jù)電流來智能調(diào)整輸出電壓， 使電脫鹽罐體(1)內(nèi)始終有電場存在，達到破乳目的。變壓器防爆控制系統(tǒng)( 上面同時 設置有頻率調(diào)整按鈕，該按鈕可調(diào)節(jié)電脫鹽罐內(nèi)(1)高壓電的頻率幅值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻智能響應電脫鹽成套設備，其特征在與網(wǎng)狀正電 極板(11)和網(wǎng)狀負電極板(9)間距在100 300mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻智能響應電脫鹽成套設備，其特征在與網(wǎng)狀正電 極板(11)和網(wǎng)狀負電極板(9)主要由固定框架(12)和金屬網(wǎng)(13)構(gòu)成，固定框架(12) 可采用6 18的圓鋼，金屬網(wǎng)(13)的目數(shù)在2. 5 10之間，并通過焊接連接在固定框架 (12)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻智能響應電脫鹽成套設備，其特征在與變壓器防 爆控制系統(tǒng)(5)內(nèi)設有參數(shù)給定電路，可通過變壓器防爆控制系統(tǒng)頻率和電壓調(diào)整按鈕人 工設定輸出電壓和輸出頻率。
全文摘要
一種高頻智能響應電脫鹽成套設備，包括一個臥式電脫鹽罐體，罐體頂部外側(cè)設置有變壓器，罐體內(nèi)上部設置有與罐體軸向平行的出油收集管，罐體下部設置有與罐體軸向平行的進油分配管，罐體內(nèi)部安裝有垂掛式網(wǎng)狀電極板，在罐體外部側(cè)面設置有變壓器防爆控制系統(tǒng)，該防爆控制系統(tǒng)能夠監(jiān)測運行一次電流，同時能夠根據(jù)電流來智能調(diào)整輸出電壓，變壓器防爆控制系統(tǒng)上面同時設置有頻率調(diào)整按鈕。
文檔編號B01D17/06GK102086406SQ20091025424
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者劉建春, 王小勇 申請人:江蘇三星化工有限公司