1、系统介绍超声波强化酸化油破乳脱水超声波强化酸化油破乳脱水装置装置目录 1、超声波破乳脱水机理 2、超声波破乳脱水的处理工艺流程（附图）3、超声波破乳脱水装置的结构及框图 3.1自动控制系统，破乳脱水原理及流程 3.2超声波装置原理及结构 4、超声波破乳脱水装置装置操作规程 5、超声波破乳脱水装置装置的维护 5.1日常维护 5.2常见故障及处理方法什么超声波什么超声波声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如，鼓面经敲击后，它就上下振动，这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播，这便是声波。超声波是指振动频率大于20KHz以上的，其每秒的
2、振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性，目前腹部超声成象所用的频率范围在 25MHz之间，常用为33.5MHz（每秒振动1次为1Hz，1MHz=106Hz，即每秒振动100万次，可闻波的频率在1620，000HZ 之间）。1、超声波破乳脱水机理1.11.1原油中水的存在形式原油中水的存在形式 原油中的水主要来源于两方面：原油中的水主要来源于两方面：
3、(1)(1)原油本身含水；原油本身含水；(2)(2)原油在开采过程中带入的水。原油在开采过程中带入的水。悬浮水悬浮水溶解水溶解水乳化水乳化水水在油中呈悬浮状态，可以用加热沉水在油中呈悬浮状态，可以用加热沉降的方法分离除去。降的方法分离除去。水以分子形态存在于烃类化合物分子水以分子形态存在于烃类化合物分子之间，成均相状态之间，成均相状态由于原油中夹带的大量无机矿物盐颗粒由于原油中夹带的大量无机矿物盐颗粒和原油本身所含的胶质、沥青质等成分和原油本身所含的胶质、沥青质等成分都属于表面活性物质，是天然的、高性都属于表面活性物质，是天然的、高性能的油水乳化剂，这种乳状液比较稳定，能的油水乳化剂，这种乳状
4、液比较稳定，乳化水必须采用特殊的工艺才能除去。乳化水必须采用特殊的工艺才能除去。悬浮水悬浮水溶解水溶解水乳化水乳化水 原油在开采、输送过程原油在开采、输送过程中，由于油、水之间存在碰撞、剪切以及水中一些杂质吸附中，由于油、水之间存在碰撞、剪切以及水中一些杂质吸附在油水界面上，使油包水型在油水界面上，使油包水型(W/O)(W/O)乳状液中的水滴一般带正电乳状液中的水滴一般带正电(称为电位离子称为电位离子)。在静电引力。在静电引力作用下，水滴带电后会吸附周围与其电荷相反的离子作用下，水滴带电后会吸附周围与其电荷相反的离子(称为反离子称为反离子)。反离子一方面受电位离子的静电吸引存在靠近水滴的趋势，
5、另一方面由于本身的热反离子一方面受电位离子的静电吸引存在靠近水滴的趋势，另一方面由于本身的热运动存在离开水滴扩散出去的趋势。在这两种相互作用的影响下，反离子就分为两部分：运动存在离开水滴扩散出去的趋势。在这两种相互作用的影响下，反离子就分为两部分：(1)(1)反离子受电位离子的吸引而被束缚在水滴周围，与电位离子一起构成吸附层；反离子受电位离子的吸引而被束缚在水滴周围，与电位离子一起构成吸附层；(2)(2)反离子在吸附层之外扩散分布，构成扩散层。吸附层和扩散层共同构成了乳状反离子在吸附层之外扩散分布，构成扩散层。吸附层和扩散层共同构成了乳状液的双电层结构。液的双电层结构。这种结构对保持乳状液的稳
6、定性起着重要的作用。当两个液滴互相靠近时，由于双这种结构对保持乳状液的稳定性起着重要的作用。当两个液滴互相靠近时，由于双电层之间同种电荷相斥的作用，阻止了液滴之间的聚结，使乳状液保持相对稳定的状态。电层之间同种电荷相斥的作用，阻止了液滴之间的聚结，使乳状液保持相对稳定的状态。原油中的盐类大都溶于原油所含的水中，而水与油形成了稳定的原油中的盐类大都溶于原油所含的水中，而水与油形成了稳定的W/O乳状液。因此，乳状液。因此，原油脱盐和脱水是同步进行的，原油脱盐关键在于脱水，脱水的关键在于原油脱盐和脱水是同步进行的，原油脱盐关键在于脱水，脱水的关键在于破乳。破乳。原油乳状液脱水首先需要利用各种方法降低
7、油水界面的原油乳状液脱水首先需要利用各种方法降低油水界面的ZetaZeta电位，破坏油水界面双电层电位，破坏油水界面双电层结构，使油水界面膜破裂，即破乳。结构，使油水界面膜破裂，即破乳。聚结聚结破乳破乳沉降分离沉降分离图图1 原油破乳机理图原油破乳机理图超声波是一种在媒质中传播的弹性机械波，具有机械振动、空化及热作用。超声波是一种在媒质中传播的弹性机械波，具有机械振动、空化及热作用。国内外研究表明，超声原油破乳是一种设备简单、成本低、适应性广的很有发展国内外研究表明，超声原油破乳是一种设备简单、成本低、适应性广的很有发展前景的新型破乳方法。前景的新型破乳方法。驻波超声场破乳是基于驻波声场中作用
8、于性质不同的流体介质产生的驻波超声场破乳是基于驻波声场中作用于性质不同的流体介质产生的“位移效应位移效应”来实现油水分离；由于超声波在油和水中均具有较好的传导性，故这种方法适用于来实现油水分离；由于超声波在油和水中均具有较好的传导性，故这种方法适用于各种类型的乳状液。各种类型的乳状液。另外，超声波和化学破乳剂联合作用时，由于其扩散效应，还能提高破乳剂的作另外，超声波和化学破乳剂联合作用时，由于其扩散效应，还能提高破乳剂的作用效率，减少破乳剂用量。超声波与化学破乳相结合用于乳化原油脱水，在常规脱水用效率，减少破乳剂用量。超声波与化学破乳相结合用于乳化原油脱水，在常规脱水方法不能奏效的情况下，有很
9、好的发展前景。方法不能奏效的情况下，有很好的发展前景。1.3、超声波破乳脱水作用机理二、超声波破乳脱水的处理工艺流程2.1处理工艺简介 根据TK-444酸化油处理站的现有工艺，在第三级沉降罐与净化罐之间增加一个超声波作用罐，从第三级沉降罐输出的酸化油通过现有的两台泵先进入超声波作用罐，经有效超声波声辐射一定时间后，再通过泵分别送入第13号净化罐和第21号净化罐。操作方式：超声波处理系统可控制与原有2台螺杆泵联动；依据原有泵的运行，超声波处理系统自动运行。2.2现场安装方案三、超声波破乳脱水装置的结构及框图 3.1自动控制系统流程 3.2超声波装置原理及结构3.2.1设备原理及组成 大功率超声波
10、发生器主要由超声波发生机、发射型压电換能器以及连接电缆等组成。发生机产生强脉冲信号，经发射型压电換能器把电能转变为机械振荡，使其以一定频率、功率与介质耦合。3.2.2仪器系统的框图 3.2.3、主要指标 1超声波电源技术参数：1.1供电电源：220V10AC 50Hz、1.2功率容量：16KVA 1.3输出超声频率：2040KHz 1.4工作制式：PWM（脉冲调宽）1.5调频脉宽：200300ms 1.6单路输出峰值功率：0.52KW 1.7电源控制方式：自动 2 2超声波换能器（发射器）技术参数：超声波换能器（发射器）技术参数：2.1换能器机械品质因数：210 2.2电声效率：80 2.3绝
11、缘电阻：室温时，超声波换能器两极之间及对换能器壳体之间的绝缘电阻应7M 2.4静态电容Co=70110nF均为正常。2.5耐电压：换能器两极对壳体承受50Hz、1500V交流电压1min、不发生击穿或闪路现象4、操作规程5、超声波破乳脱水装置装置的维护及保养5.1 日常维护1、常规检测：11测量换能发射机绝缘电阻(25)两极之间500M两极分别对机体500M(均用500v兆欧表且是首次安装使用时的数据)1.2检查超声波变频机内接插件、螺钉有无松动，零部件等有无损坏。1.3检查现场交流电压是否稳定以及装换能器的容器是否充满液体。1.4检查一切正常后，送入电源进行调试 2、调试方法：(此项工作通常
12、为我公司技术人员完成、若为防爆柜次项工作出厂时此项工作通常为我公司技术人员完成、若为防爆柜次项工作出厂时已完成现场不需调试，此处仅供设备维护时参考已完成现场不需调试，此处仅供设备维护时参考)。a、打开控制柜机门可见电源总开关的红灯亮，表明220v市电己送入超声波控制柜内；将电源开关向上合闸、则绿灯亮同时频率电流均有显示(防爆柜无此功能防爆柜无此功能)，表明超声波控制柜内低压电路己开始工作。b、先关闭电源断开高压整流板上的断开高压整流板上的+300v将双踪示波器测试头分别接在控制板G1、S1、和G2、S2测试端上，合上电源(+300v此时不连接此时不连接)两驱动信号应等幅反相。（电压大约10 v
13、12v）c、合上电源开关，高压整流板上指示灯亮，测输山直流电压值为(30010)V，正常后再关闭电源开关关闭电源开关恢复直流300V与控制板的连线。d、示波器测试头移到输出变压器板上的电压、电流的测试端上;合上电源开关，则此时频率显示为242KHz左右(防爆柜无此功能防爆柜无此功能)，大约3分钟左右电流显示逐步升高到稳定；此时的电流显示816A设备正常工作后，关闭电源门、调试结束。e、频率调整(非专业人士切勿进行此项操作、避免触电非专业人士切勿进行此项操作、避免触电!)准备一把“一字”小改刀(调整电位器时用)；打开超声波电源机门；按主控板(大板)上K301按键2秒钟直至绿色发光二极管L301亮
14、；用“一字”小改刀慢慢顺时针或逆时针旋转主控板(大板)上蓝色电位器R301（此板上仅此一只)，同时观察面板上频率与电流变化的数值，通常情况是：频率降低电流升高，反之，频率升高电流降低；观察10分钟，当频率、电流(不要超过额定值)符合要求时，按主控板（大板)上 K302按键，此时绿色发光二极管L301应熄灭，当前状态锁存调整完 七、故障与维护 1、当某一路的输出电流长时间小于2A或相对应的输出指示灯不闪烁时（防爆柜无此功能），此回路可能有故障需维护，但因其每路输出相互独立、故不影响其它回路工作；2、对于无法排除的故障，应及时通知研制单位派人修理。请勿擅自拆、卸发生器电源内部线路板和换能器，断电后
15、某些部件可能有高断电后某些部件可能有高压残余，以免发生触电危险！压残余，以免发生触电危险！故障故障 原原 因因 排除方法排除方法全无指示全无指示无电源输入或输入交流保险管损坏检查电源机的交流输入插座以及更检查电源机的交流输入插座以及更换插座内保险管换插座内保险管 电流显示很小电流显示很小电流表损坏 检查并更换检查并更换 电流取样回路接触不良或损坏检查并更换取样电阻检查并更换取样电阻紧固连接线缆紧固连接线缆换能发射机损坏检查换能发时机并更换检查换能发时机并更换 软启动电阻器烧坏或电源高压整流软启动电阻器烧坏或电源高压整流板烧坏板烧坏功放模块FM45302F损坏可控硅SCR开路，二极管Z1、Z2击穿电容C4、C5、C6、C7击穿检查并更抉损坏器件检查并更抉损坏器件
