一套常減壓1號電脫鹽變壓器增加自動調(diào)壓裝置技術(shù)改造

邵夢宇

摘要：對一套常減壓1號電脫鹽變壓器電源側(cè)增加功率控制柜，使得電脫鹽變壓器可根據(jù)工藝需求，自動調(diào)整高壓電場，達到較好的脫鹽脫水使用效果，又通過設定裝置限流作用，保護電脫鹽引線、極板等設備。

關(guān)鍵詞：電脫鹽;功率控制柜

前言

隨著原油性質(zhì)多變，我廠在原油預處理過程遇到了許多困難，如：原油深度脫鹽達標率較低;原油脫鹽排水含油升高;脫鹽能耗大幅度升高;原油脫后含水增加等，進而給后續(xù)加工帶來了許多問題。原油脫鹽脫水過程中，高壓電場脫鹽起主要作用，但整個過程要經(jīng)過重力沉降、加熱沉降、化學破乳、電脫鹽等幾種方法的共同作用。重力沉降是利用了水比油重的原理將部分油水分離，加熱沉降主要是降低原油的粘度，便于脫水脫鹽，其中還加入了破乳劑等化學試劑進行化學破乳，但在其中起最重要的作用就是利用高壓電場進行電脫鹽。

一、電脫鹽變壓器脫鹽脫水工作原理

我廠常減壓裝置為兩級脫鹽流程。原料油經(jīng)過換熱至135～140℃，與來自破乳劑泵的破乳劑、一級注水泵的水混合，乳化液進入一級電脫鹽罐強電場進行脫鹽脫水，含鹽污水沉降至電脫鹽罐底，回注或排出;原料油從一級電脫鹽罐頂出來，與來自破乳劑泵的破乳劑、二級注水泵的水混合，乳化液進入二級電脫鹽罐強電場進行脫鹽脫水，含鹽污水沉降至電脫鹽罐底，排出罐外，經(jīng)一級注水泵加壓后注入一級電脫鹽罐前，原料油從二級電脫鹽罐頂出來，至后續(xù)換熱單元。

凈化水至二級注水泵，經(jīng)泵加壓后和一級電脫鹽排水換熱，溫度換至約80℃后，經(jīng)流量調(diào)節(jié)后注入二級電脫鹽混合閥前;二級電脫鹽排水經(jīng)一級注水泵加壓后，經(jīng)流量調(diào)節(jié)后注入一級電脫鹽混合閥前;一級電脫鹽排水經(jīng)和二級注水換熱后排至污水處理場處理。

在充電的脫鹽器中，當油水乳化液通過兩電極之間時，由于極性作用，小水滴被極化，并被拉伸成橢圓形。這種極性吸引提高了電場中水分子的振蕩和運動速度。這樣，水滴被迫向有吸引力的電極一方運動。在它們向相反方向運動時，它們彼此以一個很大的力撞擊。當水滴互相撞擊時它們很容易結(jié)合成大水滴。這些大水滴接著就從原油中分離出來，然后由于重力吸引下沉至水相。由于水滴的加大和原油受熱后粘度的降低，這些水滴的沉降速度顯著加快。

外加電場為交變電場時，水滴將產(chǎn)生振蕩，使水滴周圍的乳化膜強度減弱，相鄰的相反極性的水滴發(fā)生碰撞聚結(jié)。

在交流電場中，水滴存在偶極聚結(jié)和振蕩聚結(jié)作用。由于交流電場方向隨時間變化，因此沒有出現(xiàn)沿電場方向排列的水鏈，微水滴呈混亂的隨機分布，使水滴的相互碰撞機會增加，水滴更容易聚結(jié)、長大，從而沉降、分離。

二、施工技術(shù)方案

一套常減壓電脫鹽裝置分為一、二級電脫鹽罐，每個電脫鹽罐與之匹配的為3臺交流電脫鹽升壓變壓器，變壓器一次側(cè)輸入電壓為380V，二次側(cè)輸出電壓為16000V、19000V和22000V三檔可調(diào)。

根據(jù)電場力公式，電場強度越高，對水滴間的聚積力越大，但電場強度過高，會發(fā)生電分散現(xiàn)象，將水滴分散為更小的微小水滴，不利于水滴的聚結(jié)，同時電場強度過高，電耗也隨之增加。為了達到設備的高效運行且降低能耗，宜采用不同梯度的電場強度，所以在變壓器一次側(cè)輸入端增壓功率控制器，使得一次電壓從0V-380V范圍內(nèi)變化，進而二次側(cè)輸出高電壓隨之變化，達到電脫鹽罐中電場強度的變化。

功率控制柜由主路功率控制器回路和旁路綜保回路組成，功率控制器型號為四川英杰KTY1S-350單相控制器，調(diào)整參數(shù)設置移相調(diào)壓，通過接收儀表4-20mA調(diào)壓信號，調(diào)節(jié)電脫鹽變壓器輸入側(cè)電壓從0V-380V變化。功率控制器設定參數(shù)表：

當功率控制器故障時，可切換至旁路綜?；芈防^續(xù)運行。旁路綜?；芈凡捎秒妱訖C綜保北斗銀行BDM-100C+系列，通過設定熱過載參數(shù)對電脫鹽變壓器和電極板進行保護。同時，對主路功率控制回路和旁路綜保回路增加抗晃電模塊，保證在電力系統(tǒng)波動時，電脫鹽變壓器不受影響。

儀表專業(yè)對與電氣專業(yè)連接的DI、DO卡件重新配線，在操作站畫面上組態(tài)了變壓器啟停按鈕，并對電氣專業(yè)反饋的電流進行PID組態(tài)。通過對操作站組態(tài)，可實現(xiàn)的功能如下：

1、可通過調(diào)節(jié)4-20mA模擬量，對1號電脫鹽變壓器調(diào)壓;

2、在原有電流顯示的基礎上，可顯示1號電脫鹽變壓器運行狀態(tài)和故障狀態(tài);

3、可通過編寫開關(guān)按鈕的腳本控制1號電脫鹽變壓器的啟動、停止;

4、可通過電流PID控制回路，給定電流，自動調(diào)整1號電脫鹽變壓器電壓。

三、結(jié)束語

改造后的電脫鹽變壓器運行狀況良好，但在施工改造過程中，存在幾點不足需改進，例如功率控制器模擬量輸出端子信號與儀表顯示電流值存在偏差;電脫鹽變壓器一次測量100V電壓監(jiān)測等問題，在日后電脫鹽變壓器改造中改進，并提供參考依據(jù)。

參考文獻：

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[2]郭猛，曹曉劍.電脫鹽變壓器工作原理及維護心得[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017，2（3）：3-5