[发明专利]原油电脱水自动控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种原油电脱水控制装置。具体是涉及一种 原油电脱水自动控制装置。

背景技术

原油脱水是石油行业越来越突出的问题，由于原油开采 进入后期，原油含水量上升，来液量波动大。现有的原油电 脱水装置其组成包括罐体和设置于罐体内的金属电极以及 硅整流控制部分，含水原油通过由电极产生的电场区，使原 油中的水分产生电凝聚，最终使油水气分离。目前，原油电 脱水的技术改进集中在电极的形状和电极材料上， 96224362.0.98207272.4和00125911.3，美国专利US4,252， 631等公开的电脱水器，其金属电极表面上涂有一层亲水的 纤维素材料。01203438.X、02203590.7、200620021367.2等 采用的是控制器。这些都是对原油脱水的安全性、可靠性及 原油脱水精度的控制，方案简单。当原油介质导电率高或含 水量增加时，如含水大于20％时，供电电流会急剧增加，容 易产生过流跳闸，脱水效果不好，耗能大等。

发明内容

本发明技术方案是：利用PLC技术和微机自动控制来实 现对电脱水电极的电流调整，从而使两极间对原油达到击穿 效果，使油水气分离。

装置由传感元件、PLC芯片、智能模块和微机数学模型 计算器形成闭环控制回路，装置主要由三个闭环回路构成。 其工作原理是当原油含水量变化、电导率随之变化时，通过 数学模型调整供电电流，电流的调节是随着现场的工况和采 集到的信息反馈给下位机PLC，然后再到上位机处理，再对 智能移相模块的导通角进行自动调节，使脱水电极上的电流 随之调整，确保脱水效果达到最佳。

油水界面测量仪采集到的电信号给计算机，经处理后自 动调节水阀开启度，形成闭环控制。压力传感器采集到的电 信号给计算机，经处理后自动调节油阀开启度，形成闭环控 制。电流检测元件采集到的电信号给计算机，经处理后自动 实现智能模块移相控制，自动调节电脱电极电流，实现闭环 控制。

本发明原油电脱水装置可大大节省电耗，稳定操作工 艺，提高脱水率，适应于油田高含水原油的脱水二段处理工 艺。该装置可平稳操作，使脱水后原油含水小于3‰，污水 含油量降至最小，并能降低电耗约30％以上。

图1是原油电脱水自动控制装置的电原理框图。

本发明的技术方案是通过以下具体方式实现的：

该装置采用现场的一次仪表、电动调节阀以及智能模块 MJYD-JL-300、上位机采用工控机、下位机采用PLC等配置， 系统平台采用WindowsXP2、人机界面为WinCC等

为了该装置在使用过程中能够平稳可靠，不误生产特研 发设计三种运行方式：一是全自动化自动控制；二是电脑人 机界面手动控制；三是继电器搭配组成的手动调节控制。

电脱是通过高压侧的电极在脱水罐中把含油的水包物 进行高压的磁化分离破解、把油提取出来。系统中的下位机 PLC所采集的信号分别是：油水界面测试仪(油水层监测)、 压变传感(成品油输出管线压力MPa)低含水监测仪(含水 量测达0.1％)油调节阀(开启度)水调节阀(开启度)电 流检测元件(检测升压变压器初级端的电流)等。采集来的 信号经过PID和自编软件程序处理后来控制智能移相模块的 导通角来实现低压0～380V之内线性可调节，同时高压侧0～ 28KV之内线性可调节。电流的调节是随着现场的工况和采集 到的信息自动调节的，智能移相模块的导通角并反馈给下位 机PLC供人机界面。下位机PLC将采集到的信号除了控制智 能模块外还把数字信息传输通讯到上位工控机并实时显示 在人机界面上供操作人员观察现场的情况进行操作。油水界 面测量仪采集到的电信号给计算机，经处理后自动调节水阀 开启度，形成闭环控制。压力传感器采集到的电信号给计算 机，经处理后自动调节油阀开启度，形成闭环控制。电流检 测元件采集到的电信号给计算机，经处理后自动实现智能模 块移相控制，自动调节电脱电极电流，实现闭环控制。手动 操作由安装在柜体表面的手操器和上位机人机界面实现。报 警功能由智能报警器和人机界面实现。数据实时监测由人机 界面实现。