專利名稱：數(shù)字化原油電脫水控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于原油電脫水裝備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適合于高含水(含水達(dá)95%的原油)、高礦化度和絕緣性能較差的原油脫水的控制系統(tǒng)及控制方法，尤指其中的高壓中頻脈沖全數(shù)子電源。
背景技術(shù)：
從地層里開采出來的原油中不可避免地含有大量的水和鹽類，這對后續(xù)的儲運(yùn)、煉制加工等環(huán)節(jié)帶來了許多負(fù)面影響，因此在油田一般需要對原油進(jìn)行脫水處理以使其外輸前的含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于O. 5%。原油中的鹽類主要以堿金屬和堿土金屬鹽的形式存在；水主要以溶解水、乳化水、懸浮水等3種存在形式，其中乳化水較為穩(wěn)定，而難以采用常規(guī)的靜置沉降法去除。迄今為止、人們已針對油水乳化液的分離問題進(jìn)行了大量研究，在化學(xué)輔助破乳的基礎(chǔ)上又提出了靜電聚結(jié)、離心分離、微波輻射、超聲波、膜分離等措施，但·真正在生產(chǎn)流程中得到廣泛應(yīng)用的首推靜電聚結(jié)法，相應(yīng)的設(shè)備有電脫水器和電脫鹽器兩大類。利用靜電聚結(jié)作用進(jìn)行原油乳化液的電脫水，不僅經(jīng)濟(jì)性能較好，而且對周圍環(huán)境也較為友善。目前各油田大都采用常規(guī)電脫水方法，其所加頻率為50Hz的交流或直流高壓，供電方式一般有交流脫水、直流脫水和交一直流脫水，大量使用于油田含水量小于30%，礦化度低的原油脫水。若含水量高于30%，則電極之間容易形成水鏈，造成垮電場，甚至無法投入；而礦化度高的原油，絕緣性能差，也容易造成垮電場。故常規(guī)電脫水裝置不能適應(yīng)高含水、高礦化度的原油處理。對于含水量高于30%的原油，油田一般采用電——化學(xué)方式進(jìn)行脫水，既先用三相分離器加破乳劑對原油進(jìn)行預(yù)脫水，將原油中的含水降到10%以內(nèi)；再用常規(guī)電脫水器進(jìn)行二次脫水，將原油中的含水降到O. 2%后輸出；污水中的含油只要低于
O.1%，便可排出進(jìn)入污水處理裝置進(jìn)行再處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種數(shù)字化原油電脫水控制系統(tǒng)及控制方法，可處理高含水(含水達(dá)95%的原油)、高礦化度和絕緣性能較差的原油脫水，而且自動化程度高，脈沖電壓幅值、頻率和占空比調(diào)節(jié)精度高、調(diào)節(jié)范圍廣，低能耗、低諧波。為此，采用如下技術(shù)方案一種數(shù)字化原油電脫水控制系統(tǒng)，有原油脫水罐體及脫水電源，它還包括基于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)PCC的控制裝置且所述脫水電源為高壓中頻脈沖電源；該基于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)PCC的控制裝置通過對所述高壓中頻脈沖電源的脈沖電壓、電流、頻率、占空比的調(diào)整及控制，實(shí)現(xiàn)原油電脫水過程的數(shù)字化控制。所述高壓中頻脈沖電源包括濾波器、一、二級濾波電路、整流回路、逆變回路、高壓中頻脈沖變壓器；其連接關(guān)系為輸入的三相380V交流電信號首先經(jīng)過濾波器濾波處理后進(jìn)入一級濾波回路進(jìn)行進(jìn)一步的諧波濾波，之后進(jìn)入三相全橋整流回路得到電壓可調(diào)的直流電壓信號，該直流電壓信號進(jìn)入二級濾波回路進(jìn)行強(qiáng)濾波后，進(jìn)入逆變回路變?yōu)轭l率及占空比可變的低壓交流脈沖信號，該低壓交流脈沖信號通過高壓中頻脈沖變壓器升壓為幅值、頻率、占空比可調(diào)的高壓脈沖交流信號，經(jīng)變壓器內(nèi)的硅堆進(jìn)行正負(fù)脈沖截取后，施加于所述原油脫水罐體內(nèi)的極板上。所述逆變回路和高壓中頻脈沖變壓器之間連接高精度、變換時(shí)間為響應(yīng)時(shí)間為5μ8的霍爾電流變送器和10μ8的高速檢測模塊。所述一級濾波電路包括三相交流電抗器和電容；電 容兩兩并聯(lián)后分別并接在電抗器的AB、BC、CA出線端。所述二級濾波電路包括雙直流電抗器和多個(gè)電容；多個(gè)電容分別并接在所述雙直流電抗器的出線端DC+、DC-之間。所述二級濾波電路中電容為大容量電容。所述控制系統(tǒng)有工業(yè)以太網(wǎng)接口。一種數(shù)字化原油電脫水控制系統(tǒng)的控制方法，主要步驟為a、當(dāng)油品發(fā)生變化導(dǎo)致原設(shè)定參數(shù)不滿足運(yùn)行要求時(shí)，如水鏈的產(chǎn)生和絕緣的擊穿時(shí)，前期表征為脈沖電流的瞬間增大，檢測脈沖電流的瞬時(shí)值，對脈沖的頻率fl和占空比進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時(shí)間和調(diào)節(jié)比例按Ims降低1%降低占空比，當(dāng)占空比降低到20%時(shí)，則按Ims升高O. IHz的速度增加頻率；電流恢復(fù)到O. 5倍額定電流Ie時(shí)延遲50ms恢復(fù)原參數(shù)；b、當(dāng)脈沖電流穩(wěn)定逐步上升至I. 5倍額定電流Ie，為中間層形成，開啟加藥泵20min，中間層消除，電流下降到
I.2倍額定電流Ie ;c、通過排油閥的控制調(diào)節(jié)油水界面，油水界面實(shí)際值小于油水界面實(shí)際值，Is增加閥門增加閥門開度1% ;若油水界面實(shí)際值大于油水界面實(shí)際值，Is增加閥門減小閥門開度1% ;若油水界面實(shí)際值等于油水界面實(shí)際值，則保持原有的閥門開度。本發(fā)明可處理高含水(含水達(dá)95%的原油)、高礦化度和絕緣性能較差的原油脫水，處理后原油含水基本為痕跡,可大大降低原油含水外輸成本和二次處理等費(fèi)用。同時(shí)還可降低外輸泵及管線的檢修成本；而處理后的污水含油小于50PPM，每處理1000立方米液量耗電小于48度，達(dá)到了高效、節(jié)能、脫水效果好、生產(chǎn)成本低的目的。而且整個(gè)控制系統(tǒng)自動化程度高，脈沖電壓幅值、頻率和占空比調(diào)節(jié)精度高、調(diào)節(jié)范圍廣，低能耗、低諧波。


圖I為本發(fā)明高壓中頻脈沖電源的結(jié)構(gòu)框 圖2為本發(fā)明的高壓中頻脈沖變壓器原邊側(cè)脈沖雙頻示意 圖3為本發(fā)明高壓中頻脈沖變壓器副邊側(cè)正脈沖雙頻示意 圖4為本發(fā)明高壓中頻脈沖變壓器副邊側(cè)負(fù)脈沖雙頻示意 圖5為本發(fā)明高壓中頻脈沖電源的一級濾波電路的結(jié)構(gòu)示意 圖6為本發(fā)明高壓中頻脈沖電源的二級濾波電路的結(jié)構(gòu)示意 圖7-1、7-2、7-3為本發(fā)明系統(tǒng)控制流程圖。其中圖7-1中的A、B、C三點(diǎn)對應(yīng)于圖7_2中的相應(yīng)點(diǎn)；圖7-2中的D點(diǎn)對應(yīng)于圖7-3中的相應(yīng)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面通過機(jī)理分析，現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)效果等方面對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本發(fā)明的機(jī)理分析原油乳化液在電場中脫水時(shí)，乳化液的負(fù)載特性是容性負(fù)載。采用常規(guī)電脫水方法，頻率低時(shí)分布在乳狀液上的電壓很低，當(dāng)頻率增大時(shí)電壓增大，當(dāng)頻率增大到一定值時(shí)電壓漸趨不變。采用中頻脈沖時(shí)，施加中頻脈沖的瞬間，電壓按電容分布，隨著時(shí)間的持續(xù)，電壓按電阻分布當(dāng)頻率較低時(shí)，分配在乳狀液上的電壓小，使電場力變??；當(dāng)頻率很高時(shí)，乳狀液形成的電容充放電效果不好，水滴不能很好地響應(yīng)外電場的變化，脫水效果也不好。通過乳狀液的電性能可知，任何乳狀液都有其臨界擊穿電場強(qiáng)度，當(dāng)外加的電場強(qiáng)度超出其臨界擊穿電場強(qiáng)度時(shí)，乳狀液會發(fā)生短路；電場消失后，短路會消失，不同性質(zhì)的乳狀液其臨界擊穿電場強(qiáng)度及短路形成時(shí)間和短路消失時(shí)間也不同。因此，中頻脈沖電脫水技術(shù)，可以通過調(diào)整中頻脈沖的頻率和占空比，使中頻脈沖輸出時(shí)間小于短路形成時(shí)間，中頻脈沖的間隔時(shí)間大于短路消失時(shí)間。也就是說，乳狀液短路形成之前，中頻脈沖就消失了，乳狀液短路消失，絕緣性能恢復(fù)后再發(fā)下一個(gè)脈沖。這也就是高壓中頻脈沖電脫水技術(shù)能處理較高含水、絕緣性能較差的乳狀液的原因。
高壓中頻脈沖原油脫水與常規(guī)原油電脫水相比，除交流和交直流所具備的脫水原理仍然有效外，由于是中頻，它的振蕩拉伸，偶極聚結(jié)和電泳聚結(jié)的次數(shù)將以頻率的次數(shù)增力口，加強(qiáng)了破乳強(qiáng)度，所以脫水速度快、處理量大；由于是脈沖，其能量更集中，閃躍出打靶效應(yīng)，所以破乳和聚結(jié)更徹底，所以脫水效率高；也由于是脈沖，它有瞬間電壓為零狀態(tài)，具有滅弧防水鏈作用，所以脫水系統(tǒng)操作更加平穩(wěn)且具有功耗小的特點(diǎn)。由高壓中頻原油電脫水的工作機(jī)理可知，若取得良好的原油電脫水效果和低電能的消耗，關(guān)鍵在于罐內(nèi)電場尺寸和脈沖的配合，以及高壓脈沖的幅值、頻率和占空比的控制和調(diào)節(jié)，使電場強(qiáng)度大小和時(shí)間間隔足以滿足水顆粒有效聚結(jié)沉降，同時(shí)使極板間短路形成前，電場強(qiáng)度減弱，使短路無法形成，保證電脫水高含水原油進(jìn)入電脫裝置時(shí)系統(tǒng)能平穩(wěn)運(yùn)行，并取得良好的脫水效果。這就對高壓中頻脈沖發(fā)生器、自動控制保護(hù)系統(tǒng)、脈沖變壓器和罐內(nèi)電極板的設(shè)計(jì)制造提出了很高的要求。同時(shí)為了保證破乳后的水靜置沉降，要控制油水界面不能有大的波動。本發(fā)明的內(nèi)容如下
參照圖1，一種數(shù)字化原油電脫水控制系統(tǒng)，有原油脫水罐體8、高壓中頻脈沖電源及基于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)PCC的控制裝置；所述高壓中頻脈沖電源包括濾波器I、一、二級濾波電路2、4、整流回路3、逆變回路5、高壓中頻脈沖變壓器7 ;其連接關(guān)系為輸入的三相380V交流電信號首先經(jīng)過濾波器濾波處理后進(jìn)入一級濾波回路進(jìn)行進(jìn)一步的諧波濾波，之后進(jìn)入三相全橋整流回路得到電壓可調(diào)的直流電壓信號，該直流電壓信號進(jìn)入二級濾波回路進(jìn)行強(qiáng)濾波后，進(jìn)入逆變回路變?yōu)轭l率及占空比可變的低壓交流脈沖信號，該低壓交流脈沖信號通過高壓中頻脈沖變壓器升壓為幅值、頻率、占空比可調(diào)的高壓脈沖交流信號，經(jīng)變壓器內(nèi)的硅堆進(jìn)行正負(fù)脈沖截取后，施加于所述原油脫水罐體內(nèi)的極板上。 所述逆變回路和高壓中頻脈沖變壓器之間連接高精度、變換時(shí)間為響應(yīng)時(shí)間為5μ8的霍爾電流變送器和10μ8的高速檢測模塊6。參照圖5，所述一級濾波電路包括一個(gè)三相交流電抗器和6個(gè)電容；電容兩兩并聯(lián)后分別并接在電抗器的AB、BC、CA出線端。參照圖6，所述二級濾波電路包括一個(gè)雙直流電抗器和12個(gè)電容；12個(gè)電容均并接在所述雙直流電抗器的出線端DC+、DC-之間。該12個(gè)電容為450V、IOOOOuF的大容量電容。本發(fā)明的系統(tǒng)控制流程如下
參照圖7_I、7_2，主任務(wù)流程圖
1、接通控制電源；
2、控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行自檢若有故障報(bào)警并等待故障排除；自檢正常進(jìn)行下一步；
3、器件及回路檢測若有故障，顯示故障內(nèi)容并報(bào)警，封鎖脈沖輸出和停止系統(tǒng)運(yùn)行，等待故障排除；自檢正常進(jìn)行下一步；
4、裝置檢查裝置壓力、溫度、油水界面，若有故障，顯示故障內(nèi)容并報(bào)警，封鎖脈沖輸·出和停止系統(tǒng)運(yùn)行，等待故障排除；自檢正常進(jìn)行下一步；
5、設(shè)定運(yùn)行電參數(shù)脈沖幅值電壓、脈沖頻率fl與f2、脈沖占空比、脈沖電流、油水界面等；
6、檢測主回路合閘；
7、檢測運(yùn)行模式選擇若模式為自動則調(diào)入自動運(yùn)行參數(shù)；若模式為手動則調(diào)入手動運(yùn)行參數(shù)；
8、檢查參數(shù)合理性若參數(shù)在范圍內(nèi)則進(jìn)行下一步，否則調(diào)整參數(shù)后進(jìn)入下一步
9、檢測系統(tǒng)啟停指令；
10、啟動系統(tǒng)系統(tǒng)啟動后分別觸發(fā)子任務(wù)I、子任務(wù)2、子任務(wù)3,返回第2步。參照圖7-3，子任務(wù)I流程圖
1、臨時(shí)參數(shù)調(diào)整檢查子任務(wù)2調(diào)節(jié)占空比要求，若要求降低占空比，則將占空比按Ims降低1%降低占空比，當(dāng)占空比降低到20%時(shí)子任務(wù)2仍要求降低占空比,貝U按Ims升高
O.IHz的速度增加頻率，進(jìn)行下一步；；若無調(diào)節(jié)要求恢復(fù)原參數(shù)，進(jìn)行下一步；
2、觸發(fā)雙頻脈沖；
3、檢測脈沖實(shí)際幅值電壓、頻率fl與f2、占空比；
4、比較脈沖實(shí)際幅值電壓和設(shè)定值，修改晶閘管的導(dǎo)通角，返回子任務(wù)I第I步； 參照圖7-3，子任務(wù)2流程圖
1、比較脈沖實(shí)際電流和設(shè)定電流；
2、若脈沖實(shí)際電流大于等于設(shè)定電流I.5倍，則向子任務(wù)I發(fā)出調(diào)節(jié)占空比要求；
3、若脈沖實(shí)際電流大于等于設(shè)定電流I.2倍而小于2倍，啟動加藥泵
4、若脈沖實(shí)際電流小于等于設(shè)定電流I.2倍則停止加藥泵。參照圖7-3，子任務(wù)3流程圖
1、檢測油水界面實(shí)際值
2、比較油水界面實(shí)際值和設(shè)定值；
3、若油水界面實(shí)際值小于油水界面實(shí)際值，Is增加閥門增加閥門開度1%;若油水界面實(shí)際值大于油水界面實(shí)際值，Is增加閥門減小閥門開度1% ;若油水界面實(shí)際值等于油水界面實(shí)際值，則保持原有的閥門開度；返回子任務(wù)3第I步；
本發(fā)明效果的詳細(xì)說明
I、本發(fā)明的電源為AC /DC雙電場+雙頻脈沖電源首先由晶閘管全控橋整流橋控制脈沖電壓輻值的調(diào)節(jié)，IGBT兩相逆變橋控制脈沖頻率及占空比，產(chǎn)生電壓幅值、頻率、占空比都在變化的交流脈沖，供給高壓中頻脈沖變壓器的一次繞組線圈。雙頻脈沖技術(shù)就是出現(xiàn)在脈沖變壓器一次繞組線圈側(cè)的信號而言的，此處的電壓波形由一系列頻率為fl的脈沖組成，但與此同時(shí)該脈沖信號的幅值又以頻率f2變化(f2也被稱為脈沖幅值電壓調(diào)整頻率)。脈沖變壓器將輸入電壓升高到足以產(chǎn)生水顆粒有效聚結(jié)的程度，然后再將二次繞組線圈側(cè)的電壓通過硅堆進(jìn)行類似于AC /DC雙電場的脈沖截取，所產(chǎn)生的DC電場電壓可達(dá) 60KV。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，施加電場的脈沖頻率H、脈沖幅值電壓調(diào)整頻率f2、最大幅值、最小幅值等參數(shù)將會直接影響到脫水效果。因此基于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)PCC控制的電源產(chǎn)生的AC /DC雙電場+雙頻脈沖技術(shù)不僅大大提高原油的處理效率，降低電能損耗；并通過進(jìn)一步的脈沖雙頻調(diào)節(jié)，以達(dá)到高含水、高礦化度原油進(jìn)入電場不會導(dǎo)致垮電場，降低裝置對介質(zhì)的溫度要求。參照圖2、3、4。該電源能產(chǎn)生頻率fl為500Hz至3000Hz、f2為O. OlHz至IOHz雙頻脈沖，脈沖占空比由20— 80%無級任意可調(diào)、脈沖電壓幅值從3KV至36KV可調(diào)，脈沖電流達(dá)到O — 6A，可任意設(shè)置和調(diào)整。2、采用增強(qiáng)的諧波抑制方法參照圖5、圖6，由于針對不同密度、粘度的原油脫水，所需的脈沖頻率、占空比和幅值不同，且運(yùn)行過程中脈沖頻率、占空比和幅值頻繁調(diào)整，·故原油電脫水脈沖電源產(chǎn)生很大的諧波污染電網(wǎng)，故本電源采用雙重濾波技術(shù)，且采用三相全橋整流。經(jīng)檢測(采用美翠2292電能質(zhì)量分析儀測量)，采用雙重濾波后，在脈沖電源工作時(shí)的諧波因數(shù)為9. 2%,為低諧波脈沖電源。3、快速完善的全數(shù)字控制方案直接采用工業(yè)計(jì)算機(jī)PCC作為電源的控制核心，將電源各器件的故障檢測(交流進(jìn)線電抗器和雙直流電抗器的溫度、IGBT模塊故障、快速熔斷器故障、主開關(guān)的分合閘狀態(tài)、直流電壓、直流電流、電源脈沖電流、脈沖電壓以及橇裝裝置的溫度、壓力、油水界面等進(jìn)行檢測)，脈沖的電壓幅值、頻率、占空比通過驅(qū)動板直接進(jìn)行控制，當(dāng)水鏈形成或絕緣擊穿電流增大時(shí)在5ms IOms內(nèi)完成脈沖的電壓幅值、頻率、占空比調(diào)整，確保高含水、高礦化度或經(jīng)過多元驅(qū)采絕緣性能較差的乳狀液的原油進(jìn)入脫水橇不垮電場，使設(shè)備在復(fù)雜的原油油品條件下進(jìn)行脫水而不垮電場?，F(xiàn)場運(yùn)行結(jié)果表明，進(jìn)入原油電脫水橇的原油含水率達(dá)到92%以上時(shí)，裝置正常工作。而且現(xiàn)場檢測信號和現(xiàn)場控制信號，通過現(xiàn)場總線防爆箱和CAN總線與控制器進(jìn)行數(shù)字通訊以減少控制器到現(xiàn)場的電纜，提高系統(tǒng)抗干擾，增強(qiáng)裝置運(yùn)行的可靠性。4、低能耗的控制模式發(fā)揮工業(yè)計(jì)算機(jī)PCC強(qiáng)大的檢測能力、計(jì)算能力和控制能力，對脈沖電壓幅值、頻率、占空比能快速準(zhǔn)確的控制。頻率范圍為500Hz 3000Hz，頻率調(diào)節(jié)精度為O. OlHz ;脈沖幅值范圍為3KV 36KV，脈沖幅值調(diào)節(jié)精度為IV ;脈沖占空比范圍為10 80%，脈沖占空比調(diào)節(jié)精度為130ns ;可為原油脫水橇脫水電場提供破乳所需的特定雙頻脈沖，節(jié)省電能，每處理2000方含水50%油水混液耗電小于100度，耗電很小(常規(guī)電脫水裝置每處理2000方含水25%油水混液耗電大于1000度)。5、低成本、高環(huán)保的工藝流程控制模式電源設(shè)置快速電流檢測環(huán)節(jié)，當(dāng)電流瞬間增大到某一值時(shí)，系統(tǒng)能自動調(diào)節(jié)脈沖的占空比、幅值電壓和頻率進(jìn)行降壓、降流運(yùn)行。我們在現(xiàn)場運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)，中頻脈沖電脫水設(shè)備可不加破乳劑進(jìn)行脫水，且沒有破乳劑的干擾，破乳更徹底，脫出的水含油更低(小于50ppm)。但中頻脈沖電脫水設(shè)備長時(shí)間不加破乳劑運(yùn)行，在水界面上逐步形成中間層，導(dǎo)致電流逐步增大。故在電源控制測量運(yùn)行的脈沖電流，選用IOOms的霍爾電流變送器和5ms IOms的高速檢測模塊，判斷電流的變化是水鏈(或絕緣擊穿)造成的還是中間層產(chǎn)生的，當(dāng)電流I. 2Ie<I<l. 5Ie(Ie電源運(yùn)行額定電流)，輸出繼電器動作控制加藥泵加藥?，F(xiàn)場運(yùn)行表明只需每隔4飛小時(shí)自動加破乳劑20min，用于消除變厚的油水界面上的中間過度層，大大降低了破乳劑的投放量(節(jié)省破乳劑的用量80%)。加與不加破乳劑對電流、處理后原油含水及污水含油的效果詳見表I 表3。加破乳劑和不加破乳劑脫水對比試驗(yàn)，在如下條件下進(jìn)行
介質(zhì)原油含水含量約70%、壓力O. I MPa O. 3MPa、介質(zhì)溫度彡60°C、處理量50 52m3/h、原油比重(環(huán)境溫度20°C時(shí))O. 852g/cm3，粘度48. 2CST、水的比重(環(huán)境溫度20°C時(shí))1. 051g/cm3 ;是在電壓2000V、頻率2000Hz、占空比50%。
表I電流時(shí)間變化表
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字化原油電脫水控制系統(tǒng)，有原油脫水罐體及脫水電源，其特征在于它還包括基于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)PCC的控制裝置且所述脫水電源為高壓中頻脈沖電源；該基于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)PCC的控制裝置通過對所述高壓中頻脈沖電源的脈沖電壓、電流、頻率、占空比的調(diào)整及控制，實(shí)現(xiàn)原油電脫水過程的數(shù)字化控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種數(shù)字化原油電脫水控制系統(tǒng)，其特征在于所述高壓中頻脈沖電源包括濾波器、一、二級濾波電路、整流回路、逆變回路、高壓中頻脈沖變壓器；其連接關(guān)系為輸入的三相380V交流電信號首先經(jīng)過濾波器濾波處理后進(jìn)入一級濾波回路進(jìn)行進(jìn)一步的諧波濾波，之后進(jìn)入三相全橋整流回路得到電壓可調(diào)的直流電壓信號，該直流電壓信號進(jìn)入二級濾波回路進(jìn)行強(qiáng)濾波后，進(jìn)入逆變回路變?yōu)轭l率及占空比可變的低壓交流脈沖信號，該低壓交流脈沖信號通過高壓中頻脈沖變壓器升壓為幅值、頻率、占空比可調(diào)的高壓脈沖交流信號，經(jīng)變壓器內(nèi)的硅堆進(jìn)行正負(fù)脈沖截取后，施加于所述原油脫水罐體內(nèi)的極板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)字化原油電脫水控制系統(tǒng)，其特征在于所述逆變回路和高壓中頻脈沖變壓器之間連接高精度、變換時(shí)間為響應(yīng)時(shí)間為5μ8的霍爾電流變送器和10μ8的高速檢測模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)字化原油電脫水控制系統(tǒng)，其特征在于所述一級濾波電路包括三相交流電抗器和電容；電容兩兩并聯(lián)后分別并接在電抗器的AB、BC、CA出線端。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)字化原油電脫水控制系統(tǒng)，其特征在于所述二級濾波電路包括雙直流電抗器和多個(gè)電容；多個(gè)電容分別并接在所述雙直流電抗器的出線端DC+、DC-之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種數(shù)字化原油電脫水控制系統(tǒng)，其特征在于所述二級濾波電路中電容為大容量電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種數(shù)字化原油電脫水控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)有工業(yè)以太網(wǎng)接口。
8.一種數(shù)字化原油電脫水控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于其主要步驟為a、當(dāng)油品發(fā)生變化導(dǎo)致原設(shè)定參數(shù)不滿足運(yùn)行要求時(shí)，如水鏈的產(chǎn)生和絕緣的擊穿時(shí)，前期表征為脈沖電流的瞬間增大，檢測脈沖電流的瞬時(shí)值，對脈沖的頻率fl和占空比進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時(shí)間和調(diào)節(jié)比例按Ims降低1%降低占空比，當(dāng)占空比降低到20%時(shí)，則按Ims升高O.IHz的速度增加頻率；電流恢復(fù)到O. 5倍額定電流Ie時(shí)延遲50ms恢復(fù)原參數(shù)；b、當(dāng)脈沖電流穩(wěn)定逐步上升至I. 5倍額定電流Ie，為中間層形成，開啟加藥泵20min，中間層消除，電流下降到I. 2倍額定電流Ie ;c、通過排油閥的控制調(diào)節(jié)油水界面，油水界面實(shí)際值小于油水界面實(shí)際值，Is增加閥門增加閥門開度1%;若油水界面實(shí)際值大于油水界面實(shí)際值，Is增加閥門減小閥門開度1% ;若油水界面實(shí)際值等于油水界面實(shí)際值，則保持原有的閥門開度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)字化原油電脫水控制系統(tǒng)及控制方法，有原油脫水罐體及脫水電源，它還包括基于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)PCC的控制裝置且所述脫水電源為高壓中頻脈沖電源；該基于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)PCC的控制裝置通過對所述高壓中頻脈沖電源的脈沖電壓、電流、頻率、占空比的調(diào)整及控制，實(shí)現(xiàn)原油電脫水過程的數(shù)字化控制。本發(fā)明可處理高含水(含水達(dá)95%的原油)、高礦化度和絕緣性能較差的原油脫水，處理后原油含水基本為痕跡，可大大降低原油含水外輸成本和二次處理等費(fèi)用。同時(shí)還可降低外輸泵及管線的檢修成本；而處理后的污水含油小于50ppm，每處理1000立方米液量耗電小于48度，達(dá)到了高效、節(jié)能、脫水效果好、生產(chǎn)成本低的目的。
文檔編號C10G33/02GK102876355SQ20121042367
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者賈新紅, 王睛波, 賈世祥 申請人:蘭州正邦自動化成套設(shè)備有限公司