[實用新型]數字化原油電脫水控制系統

有效

• 申請號: 201220562924.7
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN202849338U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 賈新紅;王睛波;賈世祥
• 申請（專利權）人: 蘭州正邦自動化成套設備有限公司
• 主分類號: C10G33/02
• 分類號: C10G33/02
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 馬英

技術領域

本實用新型屬于原油電脫水裝備技術領域，具體涉及一種適合于高含水（含水達95%的原油）、高礦化度和絕緣性能較差的原油脫水的控制系統及控制方法，尤指其中的高壓中頻脈沖全數子電源。

背景技術

從地層里開采出來的原油中不可避免地含有大量的水和鹽類,?這對后續的儲運、煉制加工等環節帶來了許多負面影響,?因此在油田一般需要對原油進行脫水處理以使其外輸前的含水質量分數低于0.5%。原油中的鹽類主要以堿金屬和堿土金屬鹽的形式存在;?水主要以溶解水、乳化水、懸浮水等3種存在形式,其中乳化水較為穩定，而難以采用常規的靜置沉降法去除。迄今為止、人們已針對油水乳化液的分離問題進行了大量研究,?在化學輔助破乳的基礎上又提出了靜電聚結、離心分離、微波輻射、超聲波、膜分離等措施,?但真正在生產流程中得到廣泛應用的首推靜電聚結法,?相應的設備有電脫水器和電脫鹽器兩大類。利用靜電聚結作用進行原油乳化液的電脫水，不僅經濟性能較好,?而且對周圍環境也較為友善。

目前各油田大都采用常規電脫水方法，其所加頻率為50?Hz?的交流或直流高壓，供電方式一般有交流脫水、直流脫水和交—直流脫水，大量使用于油田含水量小于30%，礦化度低的原油脫水。若含水量高于30%，則電極之間容易形成水鏈，造成垮電場，甚至無法投入；而礦化度高的原油，絕緣性能差，也容易造成垮電場。故常規電脫水裝置不能適應高含水、高礦化度的原油處理。對于含水量高于30%的原油，油田一般采用電——化學方式進行脫水，既先用三相分離器加破乳劑對原油進行預脫水，將原油中的含水降到10%以內；再用常規電脫水器進行二次脫水，將原油中的含水降到0.2%后輸出；污水中的含油只要低于0.1%，便可排出進入污水處理裝置進行再處理。

實用新型內容

本實用新型提供一種數字化原油電脫水控制系統，可處理高含水（含水達95%的原油）、高礦化度和絕緣性能較差的原油脫水，而且自動化程度高，脈沖電壓幅值、頻率和占空比調節精度高、調節范圍廣，低能耗、低諧波。

為此，采用如下技術方案：一種數字化原油電脫水控制系統，有原油脫水罐體及脫水電源，它還包括基于工業控制計算機PCC的控制裝置且所述脫水電源為高壓中頻脈沖電源；該基于工業控制計算機PCC的控制裝置通過對所述高壓中頻脈沖電源的脈沖電壓、電流、頻率、占空比的調整及控制，實現原油電脫水過程的數字化控制。

所述高壓中頻脈沖電源包括濾波器、?一、二級濾波電路、整流回路、逆變回路、高壓中頻脈沖變壓器；其連接關系為：輸入的三相380V交流電信號首先經過濾波器濾波處理后進入一級濾波回路進行進一步的諧波濾波，之后進入三相全橋整流回路得到電壓可調的直流電壓信號，該直流電壓信號進入二級濾波回路進行強濾波后，進入逆變回路變為頻率及占空比可變的低壓交流脈沖信號,?該低壓交流脈沖信號通過高壓中頻脈沖變壓器升壓為幅值、頻率、占空比可調的高壓脈沖交流信號，經變壓器內的硅堆進行正負脈沖截取后，施加于所述原油脫水罐體內的極板上。

所述逆變回路和高壓中頻脈沖變壓器之間連接高精度、變換時間為響應時間為5μs的霍爾電流變送器和10μs的高速檢測模塊。

所述一級濾波電路包括三相交流電抗器和電容；電容兩兩并聯后分別并接在電抗器的AB、BC、CA出線端。

所述二級濾波電路包括雙直流電抗器和多個電容；多個電容分別并接在所述雙直流電抗器的出線端DC+、DC-之間。

所述二級濾波電路中電容為大容量電容。

所述控制系統有工業以太網接口。

本實用新型可處理高含水（含水達95%的原油）、高礦化度和絕緣性能較差的原油脫水，處理后原油含水基本為痕跡，可大大降低原油含水外輸成本和二次處理等費用。同時還可降低外輸泵及管線的檢修成本；而處理后的污水含油小于50PPM，每處理1000立方米液量耗電小于48度，達到了高效、節能、脫水效果好、生產成本低的目的。而且整個控制系統自動化程度高，脈沖電壓幅值、頻率和占空比調節精度高、調節范圍廣，低能耗、低諧波。

附圖說明

圖1為本實用新型高壓中頻脈沖電源的結構框圖；

圖2為本實用新型的高壓中頻脈沖變壓器原邊側脈沖雙頻示意圖；

圖3為本實用新型高壓中頻脈沖變壓器副邊側正脈沖雙頻示意圖；

圖4為本實用新型高壓中頻脈沖變壓器副邊側負脈沖雙頻示意圖；

圖5為本實用新型高壓中頻脈沖電源的一級濾波電路的結構示意圖；

圖6為本實用新型高壓中頻脈沖電源的二級濾波電路的結構示意圖；