電脫鹽變壓器工作原理及維護(hù)心得

郭猛　曹曉劍

摘 要：中國石油獨(dú)山子石化公司1000萬噸/年常減壓裝置，主要加工哈薩克斯坦庫姆科爾混合原油。同時(shí)，中哈原油管道哈薩克斯坦原油逐年遞減，俄羅斯油等逐年增加，并可能超過50%，為具有一定的原油適應(yīng)能力，同時(shí)按三年一修考慮，裝置年開工時(shí)數(shù) 8400h。裝置設(shè)兩級(jí)電脫鹽V-101A/B，采用高速電脫鹽技術(shù)。

關(guān)鍵詞：電脫鹽；變壓器；小電流選線裝置

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.003

0 引 言

原油中含有大量氯化鈣、氯化鎂等含鹽成分，會(huì)在后續(xù)工序中，造成管道和設(shè)備的腐蝕，同時(shí)也會(huì)造成催化劑“中毒”反應(yīng)，所以煉油第一道工序就是電脫鹽。主要包括電脫鹽變壓器、控制電路、電脫鹽罐和安裝在電脫鹽罐中的高電壓極板。其關(guān)鍵電氣設(shè)備為電脫鹽變壓器。它的任務(wù)是在電脫鹽罐內(nèi)極板間建立起一個(gè)強(qiáng)電場，不論電源處于正半周還是負(fù)半周，均在二層水平極板之間形成垂直強(qiáng)電場，在垂直極板之間形成倍壓強(qiáng)電場，同時(shí)極板與水層之間形成交流垂直弱電場。當(dāng)注入水和破乳劑后的原油從極板間通過時(shí)，加速油水分離，使小水滴聚合成大水滴沉降到罐底。油在上層，水在下層，把下層的水排掉，鹽分就隨之脫掉。

1 常見的幾種脫鹽脫水方法

原油脫鹽脫水過程中，高壓電場脫鹽起主要作用，但整個(gè)過程要經(jīng)過重力沉降、加熱沉降、化學(xué)破乳、電脫鹽等幾種方法的共同作用。重力沉降是利用了水比油重的原理將部分油水分離，加熱沉降主要是降低原油的粘度，便于脫水脫鹽，其中還加入了破乳劑等化學(xué)試劑進(jìn)行化學(xué)破乳，但在其中起最重要的作用就是利用高壓電場進(jìn)行電脫鹽，這里重點(diǎn)要介紹電脫鹽的原理.

2 電脫鹽變壓器的工作原理

1000萬噸/常減壓有2個(gè)脫鹽罐，6臺(tái)電脫鹽變壓器。為二級(jí)脫鹽，東面V-101A為一級(jí)脫鹽罐，西面V-101B為二級(jí)脫鹽罐。每個(gè)脫鹽罐有3臺(tái)電脫鹽變壓器，由配電室1個(gè)盤柜控制，現(xiàn)場只有1個(gè)操作柱，一副起停按鈕。

其中每個(gè)電脫鹽脫水罐分3隔，每隔罐內(nèi)有4層極板。最上層為接地極，下3層為交流高壓極。結(jié)構(gòu)如圖1所示：

根據(jù)電場力公式，電場強(qiáng)度越高，對(duì)水滴間的聚積力越大，但電場強(qiáng)度過高，會(huì)發(fā)生電分散現(xiàn)象，將水滴分散為更小的微小水滴，不利于水滴的聚結(jié)，同時(shí)電場強(qiáng)度過高，電耗也隨之增加。

為了達(dá)到設(shè)備的高效運(yùn)行且降低能耗，宜采用不同梯度的電場強(qiáng)度，利用弱電場脫除大量的大水滴，用強(qiáng)電場脫除細(xì)小水滴，工業(yè)應(yīng)用實(shí)踐證明，采用不同梯度電場強(qiáng)度進(jìn)行脫鹽脫水時(shí)，能得較好的脫鹽效果。因此三臺(tái)變壓器被設(shè)計(jì)四層電場結(jié)構(gòu)，形成弱電場、強(qiáng)電場和高強(qiáng)電場三種不同電場強(qiáng)度的梯度電場。

電脫鹽變壓器為一升壓變壓器，主體為充油型結(jié)構(gòu)，沒有儲(chǔ)油柜，但是油面以上到箱蓋應(yīng)油足夠空間，以保證在允許最高油溫時(shí)油不致溢出。繞組，電抗器、高壓極均浸在絕緣油中。正常時(shí)低壓側(cè)油位計(jì)指示器應(yīng)該看到綠色浮標(biāo)，高壓極油位指示器內(nèi)的油位應(yīng)該在1/2～2/3為宜。

接線端子與外部導(dǎo)線的連接，均在接線盒內(nèi)進(jìn)行。高壓接線盒為充油型，低壓接線盒為增安型。二次接地點(diǎn)設(shè)在一次側(cè)接線盒內(nèi)。電脫鹽變壓器允許在短路狀態(tài)下長期連續(xù)運(yùn)行。

變壓器的動(dòng)作電流按照極板間短路電流的80%（263A）整定，時(shí)間繼電器整定值為5S。低液位開關(guān)裝于罐上，運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)低液位時(shí)分?jǐn)嘀鹘佑|器。電極組裝后，應(yīng)做短路試驗(yàn)以觀察電流、電壓值，運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)短路可報(bào)警。

3 鹽變壓器的缺陷及維護(hù)心得

該電脫鹽變壓器一次電纜直接進(jìn)入變壓器接線盒內(nèi)，與瓷瓶上接線柱連接。根據(jù)多年對(duì)電脫鹽變壓器的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，由于冬夏或者日常氣溫變化會(huì)造成電纜與瓷瓶上接線柱連接受力，導(dǎo)致瓷瓶底部滲油。如果滲油嚴(yán)重的話必須停運(yùn)，對(duì)生產(chǎn)帶來不利影響。老廠電脫鹽故障處理90%以上都是因?yàn)檫@個(gè)原因造成的。我們?cè)诮泳€盒內(nèi)固定一接線端子排，將一次電纜接在該端子排上，然后再引到瓷瓶上接線柱連接將能消除這個(gè)缺陷。另外高壓極密封墊為石棉墊子，不耐油，建議更換塑料絕緣墊。

當(dāng)發(fā)生過流和低液位的時(shí)候都會(huì)報(bào)警，但是在配電室不能區(qū)分。建議利用KT延時(shí)閉合常開接點(diǎn)與一個(gè)黃色燈來顯示過流故障，利用KA常開接點(diǎn)與一個(gè)白燈來顯示低液位故障。

電脫鹽變壓器主體為充油型結(jié)構(gòu)，沒有儲(chǔ)油柜，但是油面以上到箱蓋應(yīng)油足夠空間，以保證在允許最高油溫時(shí)油不致溢出。繞組，電抗器、高壓極均浸在絕緣油中。正常時(shí)低壓側(cè)油位計(jì)指示器應(yīng)該看到綠色浮標(biāo)，高壓極油位指示器內(nèi)的油位應(yīng)該在1/2～2/3為宜。除按照普通降壓變壓器的維護(hù)巡檢項(xiàng)目巡檢外，還應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)力度才能保障其平穩(wěn)運(yùn)行。

4 結(jié)論

經(jīng)過對(duì)我廠電脫鹽變壓器多年的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其維護(hù)要點(diǎn)和故障多發(fā)點(diǎn)已經(jīng)有比較豐富的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其運(yùn)行特點(diǎn)有較好的掌握，如何使其能夠長周期的運(yùn)行已也是我們需要深入探討和研究的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]電脫鹽變壓器使用說明書[S].