平挂电极式电脱水器静电聚结特性的实验研究.pdf

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1、第34卷第l1期(2015．11)(试验研究)2．2实验介质水滴粒径小且水滴间距相对较大，根据公式(1)，采用2种不同性质的A原油和B原油，与自来水滴需要更高的电场强度才能克服黏滞阻力与界面水混合后制成不同含水率的油水乳状液作为实验介张力的影响，发生有效聚结。含水率3O％时，水质。实验油品的物性参数见表1。滴粒径随着电场强度的增大迅速增大，电场强度高表1油品物性参数(50℃)于427kV／m后，电场力使得水滴的扭曲变形过油品黏度／mPa·S密度／kg·m相对介电常数电导率，s．m大，界面张力无法使变形恢复，导致部分水滴破裂成小水滴，出现

2、电分散现象，降低了分离效率，使原油脱水效果恶化。当电场强度不足以使液膜破裂2．3数据处理方法时，水滴会沿电场力方向排列成链，引起电流过大使用单反相机、显微镜拍摄不同工况下水滴粒从而击穿电极板。因此，电脱水器运行时，应将电径照片，然后使用Image—ProPlus图像处理软件，场强度严格控制在液膜破裂电场强度与水滴破裂电对水滴粒径照片进行处理并分析。本文采用Sauter场强度之间。相同含水率下，B油品乳状液的聚结平均直径D，来描述不同工况下的水滴粒径变化。效果优于A油品乳状液。这是因为A油品的电导率d高于B油品，相同条件下，作用于A油品乳

3、状液的D=(2)d有效电场强度小；且相同温度下A油品的黏度更1大，流动性比B油品差，水滴在A油品乳状液中所3实验结果及分析受的黏滞阻力大，不利于有效聚结。主要从电场强度、电场频率、温度、含水率43．2频率的影响个因素来研究平挂电极式电脱水器的聚结特性。图2为电场强度为335kV／m，含水率为5％、3．1电场强度的影响1O％、20％的A油品、B油品乳状液中水滴粒径随从含水率20％的A油品乳状液水滴粒径随电场电场频率的变化曲线。目前，交流电场中频率对水强度的变化可知，未加电场时，油水乳状液巾水滴滴聚结特性影响的研究较少，本研究通过加密实验粒

4、径较小，分布均匀，且微水滴数量多。电场强度点的方法来考察频率的影响。从图2可知，含水率为84kV／m时，水滴开始呈现明显变化，微水滴数5％、10％时，随着电场频率的增加，低频下水滴量减小，水滴粒径明显增大。随着电场强度的增粒径先增大后减小，高频下基本不再变化。含水率加，大水滴数量逐渐增加，粒径逐渐增大，当电场2O％时，低频下水滴粒径随电场频率的增大而增强度达到335kV／m时，开始出现粒径超过250m大，高频下基本保持不变。油水乳状液存在最优聚的大水滴。电场强度继续增大，水滴粒径超过250Ilm结频率，且最优频率随油品性质不同而变化。含

5、水的大水滴数量不再变化，而微水滴数量继续减小。率5％、1O％时，A油品、B油品乳状液的最优聚结这是因为此时油水乳状液中大水滴受到的电场力已频率在50Hz附近；含水率20％时，A油品乳状液不能克服水滴的黏滞阻力与界面张力，不再发生有的最优聚结频率在75Hz附近，B油品乳状液的最优效碰撞，但对于微水滴，电场力依然起作用，因此聚结频率在100Hz附近。这是由于水滴的极化作用微水滴数量继续减少。随电场频率的增加而增强，极化作用力增大，水滴从不同含水率下水滴粒径随电场强度的变化可的靠近时间相应减小。此外，当电场频率逐渐接近知，含水率10％、20％

6、时，随着电场强度的增大，水滴的固有频率时，水滴发生共振，此时水滴振幅水滴粒径呈增大的趋势。这是由于含水率较低时，增大，界面膜强度减弱，微水滴更容易破裂和聚呈蛩砉曩图2不同含水率时水滴粒径随电场频率的变化一16油气田地面工程(http：／／www．yqtdmgc．corn)第34卷第1l期(2015．11)(试验研究)并，从而发生有效的沉降，分离效率增大；超过这沉降速度加快。但过高的温度除使能耗增高外还会个频率后，水滴共振作用减弱，聚结效果相应变差。使原油的电导率增大，运行过程中的电流增大，造3．3含水率的影响成电脱水器运行不稳定。图3为

7、电场频率为50Hz，含水率为10％、4结论20％、30％时A油品乳状液水滴粒径随电场强度的(1)电场强度是影响静电聚结的主要因素。在变化曲线。从图3可以看出，油水乳状液的水滴粒水滴破裂之前，电场强度越高，聚结效果越好；聚径随电场强度的增大先快速增长，达到一定电场强结过程存在水滴粒径增速变缓电场强度，含水率为度后增速放缓。含水率10％、20％时增长趋势基本1O％、2O％时，A油品乳状液增速变缓电场强度为相同，电场强度达到335kV／m后水滴粒径基本不335kV／m；含水率为30％时，增速变缓电场强度为再变化。含水率30％时水滴粒径增速明显

8、高于低含248kV／m。水率时水滴粒径增速，增速放缓时的电场强度为(2)聚结过程存在最优聚结频率。含水率为248kV／m，当电场强度大于335kV／m时，发生电分5％、10％时，A油品、B油品乳状液的最优聚