平掛電極式電脫水器靜電聚結(jié)特性的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

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1、第34卷第l1期(2015．11)(試驗(yàn)研究)2．2實(shí)驗(yàn)介質(zhì)水滴粒徑小且水滴間距相對(duì)較大，根據(jù)公式(1)，采用2種不同性質(zhì)的A原油和B原油，與自來(lái)水滴需要更高的電場(chǎng)強(qiáng)度才能克服黏滯阻力與界面水混合后制成不同含水率的油水乳狀液作為實(shí)驗(yàn)介張力的影響，發(fā)生有效聚結(jié)。含水率3O％時(shí)，水質(zhì)。實(shí)驗(yàn)油品的物性參數(shù)見(jiàn)表1。滴粒徑隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增大迅速增大，電場(chǎng)強(qiáng)度高表1油品物性參數(shù)(50℃)于427kV／m后，電場(chǎng)力使得水滴的扭曲變形過(guò)油品黏度／mPa·S密度／kg·m相對(duì)介電常數(shù)電導(dǎo)率，s．m大，界面張力無(wú)法使變形恢復(fù)，導(dǎo)致部分水滴破裂成小水滴，出現(xiàn)

2、電分散現(xiàn)象，降低了分離效率，使原油脫水效果惡化。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度不足以使液膜破裂2．3數(shù)據(jù)處理方法時(shí)，水滴會(huì)沿電場(chǎng)力方向排列成鏈，引起電流過(guò)大使用單反相機(jī)、顯微鏡拍攝不同工況下水滴粒從而擊穿電極板。因此，電脫水器運(yùn)行時(shí)，應(yīng)將電徑照片，然后使用Image—ProPlus圖像處理軟件，場(chǎng)強(qiáng)度嚴(yán)格控制在液膜破裂電場(chǎng)強(qiáng)度與水滴破裂電對(duì)水滴粒徑照片進(jìn)行處理并分析。本文采用Sauter場(chǎng)強(qiáng)度之間。相同含水率下，B油品乳狀液的聚結(jié)平均直徑D，來(lái)描述不同工況下的水滴粒徑變化。效果優(yōu)于A油品乳狀液。這是因?yàn)锳油品的電導(dǎo)率d高于B油品，相同條件下，作用于A油品乳

3、狀液的D=(2)d有效電場(chǎng)強(qiáng)度??；且相同溫度下A油品的黏度更1大，流動(dòng)性比B油品差，水滴在A油品乳狀液中所3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析受的黏滯阻力大，不利于有效聚結(jié)。主要從電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)頻率、溫度、含水率43．2頻率的影響個(gè)因素來(lái)研究平掛電極式電脫水器的聚結(jié)特性。圖2為電場(chǎng)強(qiáng)度為335kV／m，含水率為5％、3．1電場(chǎng)強(qiáng)度的影響1O％、20％的A油品、B油品乳狀液中水滴粒徑隨從含水率20％的A油品乳狀液水滴粒徑隨電場(chǎng)電場(chǎng)頻率的變化曲線。目前，交流電場(chǎng)中頻率對(duì)水強(qiáng)度的變化可知，未加電場(chǎng)時(shí)，油水乳狀液巾水滴滴聚結(jié)特性影響的研究較少，本研究通過(guò)加密實(shí)驗(yàn)粒

4、徑較小，分布均勻，且微水滴數(shù)量多。電場(chǎng)強(qiáng)度點(diǎn)的方法來(lái)考察頻率的影響。從圖2可知，含水率為84kV／m時(shí)，水滴開(kāi)始呈現(xiàn)明顯變化，微水滴數(shù)5％、10％時(shí)，隨著電場(chǎng)頻率的增加，低頻下水滴量減小，水滴粒徑明顯增大。隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增粒徑先增大后減小，高頻下基本不再變化。含水率加，大水滴數(shù)量逐漸增加，粒徑逐漸增大，當(dāng)電場(chǎng)2O％時(shí)，低頻下水滴粒徑隨電場(chǎng)頻率的增大而增強(qiáng)度達(dá)到335kV／m時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)粒徑超過(guò)250m大，高頻下基本保持不變。油水乳狀液存在最優(yōu)聚的大水滴。電場(chǎng)強(qiáng)度繼續(xù)增大，水滴粒徑超過(guò)250Ilm結(jié)頻率，且最優(yōu)頻率隨油品性質(zhì)不同而變化。含

5、水的大水滴數(shù)量不再變化，而微水滴數(shù)量繼續(xù)減小。率5％、1O％時(shí)，A油品、B油品乳狀液的最優(yōu)聚結(jié)這是因?yàn)榇藭r(shí)油水乳狀液中大水滴受到的電場(chǎng)力已頻率在50Hz附近；含水率20％時(shí)，A油品乳狀液不能克服水滴的黏滯阻力與界面張力，不再發(fā)生有的最優(yōu)聚結(jié)頻率在75Hz附近，B油品乳狀液的最優(yōu)效碰撞，但對(duì)于微水滴，電場(chǎng)力依然起作用，因此聚結(jié)頻率在100Hz附近。這是由于水滴的極化作用微水滴數(shù)量繼續(xù)減少。隨電場(chǎng)頻率的增加而增強(qiáng)，極化作用力增大，水滴從不同含水率下水滴粒徑隨電場(chǎng)強(qiáng)度的變化可的靠近時(shí)間相應(yīng)減小。此外，當(dāng)電場(chǎng)頻率逐漸接近知，含水率10％、20％

6、時(shí)，隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增大，水滴的固有頻率時(shí)，水滴發(fā)生共振，此時(shí)水滴振幅水滴粒徑呈增大的趨勢(shì)。這是由于含水率較低時(shí)，增大，界面膜強(qiáng)度減弱，微水滴更容易破裂和聚呈蛩砉曩圖2不同含水率時(shí)水滴粒徑隨電場(chǎng)頻率的變化一16油氣田地面工程(http：／／www．yqtdmgc．corn)第34卷第1l期(2015．11)(試驗(yàn)研究)并，從而發(fā)生有效的沉降，分離效率增大；超過(guò)這沉降速度加快。但過(guò)高的溫度除使能耗增高外還會(huì)個(gè)頻率后，水滴共振作用減弱，聚結(jié)效果相應(yīng)變差。使原油的電導(dǎo)率增大，運(yùn)行過(guò)程中的電流增大，造3．3含水率的影響成電脫水器運(yùn)行不穩(wěn)定。圖3為

7、電場(chǎng)頻率為50Hz，含水率為10％、4結(jié)論20％、30％時(shí)A油品乳狀液水滴粒徑隨電場(chǎng)強(qiáng)度的(1)電場(chǎng)強(qiáng)度是影響靜電聚結(jié)的主要因素。在變化曲線。從圖3可以看出，油水乳狀液的水滴粒水滴破裂之前，電場(chǎng)強(qiáng)度越高，聚結(jié)效果越好；聚徑隨電場(chǎng)強(qiáng)度的增大先快速增長(zhǎng)，達(dá)到一定電場(chǎng)強(qiáng)結(jié)過(guò)程存在水滴粒徑增速變緩電場(chǎng)強(qiáng)度，含水率為度后增速放緩。含水率10％、20％時(shí)增長(zhǎng)趨勢(shì)基本1O％、2O％時(shí)，A油品乳狀液增速變緩電場(chǎng)強(qiáng)度為相同，電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到335kV／m后水滴粒徑基本不335kV／m；含水率為30％時(shí)，增速變緩電場(chǎng)強(qiáng)度為再變化。含水率30％時(shí)水滴粒徑增速明顯

8、高于低含248kV／m。水率時(shí)水滴粒徑增速，增速放緩時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度為(2)聚結(jié)過(guò)程存在最優(yōu)聚結(jié)頻率。含水率為248kV／m，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度大于335kV／m時(shí)，發(fā)生電分5％、10％時(shí)，A油品、B油品乳狀液的最優(yōu)聚