原油脱水电源设计操作说明书

高压/高频脉冲交流电源

设计使用说明书

目录

一、原油脱水的国内外现状及发展趋势概述---------------------------------------------1

二、HTC型高压/高频脉冲交流电源特点--------------------------------------------------2

三、电源整体设计方案-------------------------------------------------------------------------3

（一）方案概述----------------------------------------------------------------------------3 （二）电气连接图-------------------------------------------------------------------------5

四、主要性能指标------------------------------------------------------------------------------7

五、操作说明------------------------------------------------------------------------------------7 （一）基本操作---------------------------------------------------------------------------------7 （二）变压器说明------------------------------------------------------------------------------9 （三）工控触摸屏操作说明------------------------------------------------------------------10 （四）电源报警及保护-----------------------------------------------------------------------13 六、人机界面及PLC优化控制装置软硬件接口说明----------------------------------14 （一）PLC的I/O连线-----------------------------------------------------------------------14 （二）PLC软件I/O地址分配-------------------------------------------------------------14 （三）软件设计说明---------------------------------------------------------------------------16

（四）软件中变量地址分配------------------------------------------------------------------17 七、售后服务信息-----------------------------------------------------------------------------17

一、原油脱水的国内外现状及发展趋势概述

用电场加速原油乳化液中水滴的聚结，最早始于1911年Cottrell 进行的破乳试验。电场的作用机理主要有两种，偶极聚结和电澄清 (electrofining) , 由 Waterman 首先提出。此后 Allan 和 Brown 等人分别进行了直流电场和交流电场中的水滴聚结实验，并得出了相似的结论，即在电场中液滴寿命缩短，沉降速度加快。Bailes 和 Larkai 等人又进一步证明交流电场比直流电场更有效，同时又指出破乳电场存在最佳值（图1）。到目前为止，电脱水仍然是效率最高的一种脱水方法。

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U 图1 电脱水示意图

Fordedal 等人最近的研究表明，当场强很低时，水滴沿着场强方向呈链珠状排列，相互之间不发生聚结，撤销电场后，水滴又呈现随机排列，当场强超过某一临界值时，水滴便开始破裂并相互聚结成大水滴。

1914年Barnickel 使用 FeSO 4对原油进行破乳，标志着原油破乳剂的诞生，此后破乳剂经历了快速发展，品种涉及从无机到有机，从离子型到非离子型，从小分子到高分子乃至超高分子等庞大的物质领域。开发出高效、低廉、稳定的化学破乳剂，并从破乳剂的组成、结构、复配以及破乳剂的油水界面性质与破乳效

果的关系等方面进行研究也是原油脱水领域的一个方向。此外，还有下列原油破乳方法：

(1 )生物破乳：对环境污染少，但由于其成本高，目前还无法推广。

(2 )微胶囊破乳：微胶囊的壳是一种凝胶，并用有效数量的螯合剂加以稳定，将破乳剂置于胶囊中，在高浓度盐水和碱金属存在下，可以延长破乳剂的释放时间，达到长时间破乳的目的。

(3)声化学破乳：其原理是将声波能量辐射到原油乳液中，使之产生一系列的超声效应(搅拌、空化等)，从而破坏油水相界膜，起到破乳脱水的作用。

(4)微波辐射破乳：其原理是由里向外加热，极子旋转和离子传导，但由于微波设备难以推广，所以目前仅限于实验研究。

(5)超声波原油破乳：该方法早在50、60年代，前苏联和美国开始研究，我国60年代才开始研究。其特点是对原油无污染，但大功率的超声发射装置难以实现。

国内外原油脱水的发展方向主要集中在各种破乳新方法的研究以及新型破乳剂的开发等方面，HTC型高压/高频脉冲交流电源已成功应用于油田现场，与传统脱水电源相比正显示出其独特的优越性。

二、HTC型高压/高频脉冲交流电源特点

电脱水器是依靠电场力的作用对油包水型乳化液进行破乳脱水，它的效率高、速度快，在各油田得到普遍应用。目前，电脱水器使用的是工频50Hz的正弦交流电源。

随着高可靠性的大功率电子开关器件IGBT的发展，利用该器件研制出了HTC型高压/高频脉冲交流电源，优点如下：