一套常减压1号电脱盐变压器增加自动调压装置技术改造

邵梦宇

摘要：对一套常减压1号电脱盐变压器电源侧增加功率控制柜，使得电脱盐变压器可根据工艺需求，自动调整高压电场，达到较好的脱盐脱水使用效果，又通过设定装置限流作用，保护电脱盐引线、极板等设备。

关键词：电脱盐;功率控制柜

前言

随着原油性质多变，我厂在原油预处理过程遇到了许多困难，如：原油深度脱盐达标率较低;原油脱盐排水含油升高;脱盐能耗大幅度升高;原油脱后含水增加等，进而给后续加工带来了许多问题。原油脱盐脱水过程中，高压电场脱盐起主要作用，但整个过程要经过重力沉降、加热沉降、化学破乳、电脱盐等几种方法的共同作用。重力沉降是利用了水比油重的原理将部分油水分离，加热沉降主要是降低原油的粘度，便于脱水脱盐，其中还加入了破乳剂等化学试剂进行化学破乳，但在其中起最重要的作用就是利用高压电场进行电脱盐。

一、电脱盐变压器脱盐脱水工作原理

我厂常减压装置为两级脱盐流程。原料油经过换热至135～140℃，与来自破乳剂泵的破乳剂、一级注水泵的水混合，乳化液进入一级电脱盐罐强电场进行脱盐脱水，含盐污水沉降至电脱盐罐底，回注或排出;原料油从一级电脱盐罐顶出来，与来自破乳剂泵的破乳剂、二级注水泵的水混合，乳化液进入二级电脱盐罐强电场进行脱盐脱水，含盐污水沉降至电脱盐罐底，排出罐外，经一级注水泵加压后注入一级电脱盐罐前，原料油从二级电脱盐罐顶出来，至后续换热单元。

净化水至二级注水泵，经泵加压后和一级电脱盐排水换热，温度换至约80℃后，经流量调节后注入二级电脱盐混合阀前;二级电脱盐排水经一级注水泵加压后，经流量调节后注入一级电脱盐混合阀前;一级电脱盐排水经和二级注水换热后排至污水处理场处理。

在充电的脱盐器中，当油水乳化液通过两电极之间时，由于极性作用，小水滴被极化，并被拉伸成椭圆形。这种极性吸引提高了电场中水分子的振荡和运动速度。这样，水滴被迫向有吸引力的电极一方运动。在它们向相反方向运动时，它们彼此以一个很大的力撞击。当水滴互相撞击时它们很容易结合成大水滴。这些大水滴接着就从原油中分离出来，然后由于重力吸引下沉至水相。由于水滴的加大和原油受热后粘度的降低，这些水滴的沉降速度显著加快。

外加电场为交变电场时，水滴将产生振荡，使水滴周围的乳化膜强度减弱，相邻的相反极性的水滴发生碰撞聚结。

在交流电场中，水滴存在偶极聚结和振荡聚结作用。由于交流电场方向随时间变化，因此没有出现沿电场方向排列的水链，微水滴呈混乱的随机分布，使水滴的相互碰撞机会增加，水滴更容易聚结、长大，从而沉降、分离。

二、施工技术方案

一套常减压电脱盐装置分为一、二级电脱盐罐，每个电脱盐罐与之匹配的为3台交流电脱盐升压变压器，变压器一次侧输入电压为380V，二次侧输出电压为16000V、19000V和22000V三档可调。

根据电场力公式，电场强度越高，对水滴间的聚积力越大，但电场强度过高，会发生电分散现象，将水滴分散为更小的微小水滴，不利于水滴的聚结，同时电场强度过高，电耗也随之增加。为了达到设备的高效运行且降低能耗，宜采用不同梯度的电场强度，所以在变压器一次侧输入端增压功率控制器，使得一次电压从0V-380V范围内变化，进而二次侧输出高电压随之变化，达到电脱盐罐中电场强度的变化。

功率控制柜由主路功率控制器回路和旁路综保回路组成，功率控制器型号为四川英杰KTY1S-350单相控制器，调整参数设置移相调压，通过接收仪表4-20mA调压信号，调节电脱盐变压器输入侧电压从0V-380V变化。功率控制器设定参数表：

当功率控制器故障时，可切换至旁路综保回路继續运行。旁路综保回路采用电动机综保北斗银行BDM-100C+系列，通过设定热过载参数对电脱盐变压器和电极板进行保护。同时，对主路功率控制回路和旁路综保回路增加抗晃电模块，保证在电力系统波动时，电脱盐变压器不受影响。

仪表专业对与电气专业连接的DI、DO卡件重新配线，在操作站画面上组态了变压器启停按钮，并对电气专业反馈的电流进行PID组态。通过对操作站组态，可实现的功能如下：

1、可通过调节4-20mA模拟量，对1号电脱盐变压器调压;

2、在原有电流显示的基础上，可显示1号电脱盐变压器运行状态和故障状态;

3、可通过编写开关按钮的脚本控制1号电脱盐变压器的启动、停止;

4、可通过电流PID控制回路，给定电流，自动调整1号电脱盐变压器电压。

三、结束语

改造后的电脱盐变压器运行状况良好，但在施工改造过程中，存在几点不足需改进，例如功率控制器模拟量输出端子信号与仪表显示电流值存在偏差;电脱盐变压器一次测量100V电压监测等问题，在日后电脱盐变压器改造中改进，并提供参考依据。

参考文献：

[1]李宏涛，肖宾，吴春宇.原油电脱盐装置的技术改造及应用效果[J].石化技术，2001，8（4）：203-206

[2]郭猛，曹晓剑.电脱盐变压器工作原理及维护心得[J].山东工业技术，2017，2（3）：3-5