裴紹輝

（中海石油（中國）有限公司秦皇島32-6/渤中作業(yè)公司，天津 300459）

電脫水器作為原油生產(chǎn)中的關鍵設備，是通過直流或交流電所形成的電場強度來將開采出的原油在海上采油平臺進行進一步的脫水，從而使其達到含水在0.5%以下的合格凈化油的電氣設備。電脫水工作作為原油開采中實現(xiàn)原油乳狀與液態(tài)水脫離的最后環(huán)節(jié)，在海上原油開采和陸上油田開發(fā)中都獲得了廣泛的應用，經(jīng)過電脫水工作的凈化油具有含水量低、質(zhì)量高、穩(wěn)定性強、低能耗等優(yōu)點，對于促進我國原油生產(chǎn)和電站主機穩(wěn)定運行具有重要作用。

1 原油中含水的危害

原油即石油，又被稱為“黑色金子”，是一種由各烴類物質(zhì)組成的黑褐色或暗綠色黏稠液態(tài)或半固態(tài)的可燃物質(zhì)，主要被用來作為燃料和汽油，同時也是人類日常生活用品的重要原料。原油含水對原油生產(chǎn)、外輸和各類煉廠加工都會帶來巨大危害。

1.1 增加設備的耗能，降低使用設備的有效利用率

在海上原油開采過程中，含水原油多為“油包水”型的乳液狀，由于較大的水分含量使得原油中的油水混合物的密度和粘度遠遠高于凈化油，這就很容易使輸油離心泵運作時的摩阻大幅度增加，隨之會引起油井回壓上升，造成抽油機和輸油泵的運作速度降低、動力消耗增大，甚至破壞離心泵的吸入性能。同時，原油作為半固態(tài)的可燃物質(zhì)，較多的水分含量會增大原油中的液流體積流量，導致總體積的輸液量增加，設備耗能增加，從而使得設備和運輸管路的利用效率降低。此外，原油開采中水的比熱為原油的2倍，進行脫離技術時，要預先對水進行加熱，就會造成很大一部分的熱能消耗在水的升溫過程，造成嚴重的燃料浪費。

1.2 加速開采設備容器腐蝕，降低加熱設備的熱效率

由于海上原油開采中，含水量高就同樣表示含鹽量的增加，原油中的鹽類等礦化物質(zhì)對容器和管線等設備極易造成不可逆的損害，加速了原油使用過程中容器以及輸油管線等設備的腐蝕速度。同時，高鹽分含量容易使設備在細微處形成鹽垢，在鹽垢越積越厚時，就會縮減輸油管路的流道面積，降低加熱效率，嚴重時甚至會堵塞流道，造成加熱爐事故。此外，在原油集輸過程中，為了滿足工藝生產(chǎn)的需求，會通過加熱操作對原油進行升溫，以達到降低原油黏度的要求。然而當使用專業(yè)設備加熱礦化度較高的含水原油時，會因為內(nèi)壁的結垢而影響到熱能的傳導，降低了原油加熱設備的熱效率。

1.3 對相關石油產(chǎn)品的煉制和運輸具有一定安全隱患

在原油煉制過程中，由于水分子能量比油的相對分子能量小得多，在進行加熱過程中水分會受熱急速氣化膨脹，體積猛增，導致設備中的壓力上升，從而影響石油煉廠的常規(guī)操作流程和產(chǎn)品質(zhì)量，嚴重時甚至會引起爆炸。同時，如果開采原油是加熱輸送，水分汽化在密閉空間帶來的壓力增大就會造成原油儲罐的爆炸失火，還可能造成沸溢，給人民的生命安全帶來極大的威脅。此外，原油中的水分含量超標，會使過多的水分子占據(jù)煉制過程中催化劑酸性中心，導致酸性中心的金屬中心平衡量遭到破壞，催化劑活性下降，甚至失活，在影響催化劑使用壽命的同時，極易造成人員的催化劑中毒，因此，嚴格控制原油生產(chǎn)中的水分含量對于保證原油產(chǎn)品質(zhì)量，確保人民生命財產(chǎn)安全具有重要現(xiàn)實意義。

2 海上原油生產(chǎn)中電脫水器的調(diào)試

在海上石油化工生產(chǎn)過程中，常常需要對原油乳化液進行破乳脫鹽脫水處理。在我國目前的石油工業(yè)中，破乳脫鹽脫水技術除了傳統(tǒng)的化學脫水法之外，電脫鹽脫水法也是使用較為廣泛，具有廣闊應用前景的一類方法。電脫水法的基本原理是通過直流電和交流電產(chǎn)生的電場力來破壞原油乳化液，使水珠相互凝結，從而使水分自原油中分離出來的安全脫離法，在這一過程中電脫水器的合理調(diào)試對整個流程的順利開展具有重要作用。

2.1 電脫水器電源設備的空載調(diào)試

在設備使用之前必須進行電源設備的空載測試，確保設備的電壓電流系統(tǒng)的有效調(diào)節(jié)。這一操作目的在于調(diào)試電脫水設備電氣連續(xù)性以及對應相位的準確性。具體操作步驟：第一，確定電脫水器罐體內(nèi)部沒有易燃易爆的混合氣體。第二，確保罐體內(nèi)部無任何作業(yè)人員。第三，檢查電脫水器罐內(nèi)是否存在其他材料的雜亂物質(zhì)，例如導線、木質(zhì)材料、各類碎屑以及其他工具。第四，高度注意使開關處于閉合狀態(tài)，禁止安全浮動設備的開關開路。第五，在確保電脫水器罐內(nèi)無人的情況下，調(diào)試者嚴格按照安全預防措施中的要求，做好有關低電壓、高電壓的安全保護，并在調(diào)試現(xiàn)場外部放置警示牌。第六，調(diào)試者在電脫水設備外利用現(xiàn)場防爆操作箱進行測試，將設備變壓器中的每個電壓檔位都按照操作規(guī)范進行現(xiàn)場調(diào)試，且每個檔位的通電時間不少于10分鐘。

2.2 電脫水器溫度和壓力的調(diào)試

常規(guī)情況下電脫水器的設計溫度是根據(jù)脫水器內(nèi)所使用的聚四氟乙烯絕緣掛板所能承受的最高耐熱溫度所決定的，一般在150℃左右。但若使用耐熱溫度更高的絕緣掛板則電脫水器的設計溫度也會相應變高。其次，海上原油電脫水器的操作溫度是根據(jù)開采原油的黏溫特性所決定的，在這一條件下進行脫水的原油運動粘度應該低于50mm2/s，目前，我國海上原油開采選用的電脫水器操作溫度在40～85℃范圍內(nèi)。但是不同稠度的原油脫水設備溫度設置不同，相對較稠的原油在進行脫水操作時，設備溫度就需要有大幅度的提高。其次，電脫水器壓力設置一般在0.4～1.0MPa之間，對于電脫水器壓力的調(diào)試應該滿足以下幾個要求：第一，在對沒有除氣段的電脫水器進行壓力調(diào)試時，應該比在同階段溫度下的壓力值和原油飽和蒸汽壓高0.15MPa，從而減少電力消耗。第二，電脫水器的操作壓力值應該確保能夠滿足整個原油脫水流程的需要，在充分考慮上游能量的同時，保證原油脫水器內(nèi)的原油可以在壓力的推動下自動流入設備穩(wěn)定塔，從而減少了動力設備的增加使用。

2.3 對離心泵的效率和質(zhì)量檢測

（1）在離心泵裝配之前要進行質(zhì)量調(diào)試。具體操作步驟：第一，泵殼的檢查，確保泵蓋和泵下體無砂眼和結瘤，以保證流道的光滑、通暢，同時對流道的密封系統(tǒng)進行檢測調(diào)試，確保泵殼的加工精度。第二，泵抽件的檢驗，同樣確保泵抽件表面的精細化加工程度。同時注意保證泵軸中部的彎曲程度不得大于0.05mm等數(shù)據(jù)標準。第三，在進行泵體、葉輪、口環(huán)調(diào)試時，應該注意導翼進出口中心與葉輪的出口中心應對正，確保平衡盤與平衡葉之間的間隙在0.1～0.2mm之間浮動。（2）對于泵效的調(diào)試。第一，接通電源，確保在最大靈敏度的情況下，各個儀器表顯示為零。第二，接通A、B兩個電阻端，預熱15min。第三，對每個泵臺測3～5點，并在每點停留15min，取進口壓力、出口壓力、電流、電壓、及穩(wěn)定溫差5個數(shù)據(jù)。第四，根據(jù)做測數(shù)據(jù)計算出每個泵效及排量，確保其與標準數(shù)值保持一致。

3 海上原油生產(chǎn)中電脫水器的維護

在海上原油生產(chǎn)中的電脫水操作過程中有效做到“三勤”、“五平穩(wěn)”，即勤檢查、勤調(diào)查、勤記錄、加藥平穩(wěn)、流量平穩(wěn)、水位平穩(wěn)、溫度平穩(wěn)、壓力平穩(wěn)，就能夠對電脫水器起到很好的維護與保養(yǎng)作用。此外，還需要在如下幾個方面對電脫水器進行有效維護：

3.1 閥門維護

對于閥門的維護要時常檢測設備閥門處是否有泄露現(xiàn)象，對于泄漏點要及時發(fā)現(xiàn)排查，在確定泄露點位置的前提下進一步判斷造成引起泄露的原因，針對性地對泄漏點進行修補完善。同時，調(diào)試人員在檢查過程中也要注意仔細檢查閥門外部的腐蝕情況，并做好記錄保存。

3.2 設備內(nèi)各類儀器、儀表的維護

對于儀器儀表的維護的關注點在于儀表中各類變送器的抗射頻能力以及設備橫縱向干擾能力的強弱。在以節(jié)約安裝成本的原則上，對于電脫水器的各類儀表的維護修理過程，要注意增強其的抗壓和抗震能力，確保運行穩(wěn)定。其次，儀表的保護管維護，在材料使用和形式選擇上要符合滿足高壓、高溫和強腐蝕介質(zhì)的要求，并且能夠在惡劣的環(huán)境中平穩(wěn)工作。

3.3 電氣故障維護

電脫水裝置的電氣設備一般容易在變壓器和高壓引入裝置中出現(xiàn)故障，表現(xiàn)為：變壓器內(nèi)部短路、容器內(nèi)不電極板短路、變壓器線路故障以及高壓引入裝置的絕緣套管腐蝕暴露等情況。在進行此類故障維護的過程，要注意在切斷總電源的情況下由合格的電氣維修人員進行實踐操作，從而一一排除相關情況。