矩形波交流原油脱水电源的研制

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1、摘要原油开采进入高含水开采期后，含水量大增，同时三次采油技术的运用，使得原油性质变差，聚合物增多，现有的脱水设备经常出现“倒电场”现象，脱水工作无法正常进行，对脱水设备提出了更高的要求。常规的脱水电源为正弦波交流，对乳化膜的冲击力度小，采用矩形波交流，电场由零开始瞬间跃变到极大值，即最佳电场，使水珠中的正、负离子得到最大限度的加速，对乳化膜形成最为强烈的冲击；提出采用IGBT为核心的矩形波交流电源的研制。通过对电脱水系统等效电路的分析及实验验证，发现当电路发生谐振时，整个脱水系统效率最高，脱水效果最佳，从而得出脱水系统

2、存在一个最佳频率，设置频率可调电路，可以使脱水系统工作在最佳状态。本文设计了以IGBT为功率开关器件的主电路，对主电路中整流、调压、滤波、保护电路等进行设计计算，给出电路中元器件参数计算方法；控制电路设计给出总体硬件结构，分析了PWM脉宽调制芯片SG3525A的工作原理，详细介绍了该芯片及其外围电路，并对信号驱动电路、保护电路等进行详细说明。本文还研制了数据采集系统，将数据采集系统运用到原油电脱水中，通过采集电压、电流数据并在PC机上还原成波形显示出来，可以实时监控脱水情况，并通过有效值波形的变化，对电源进行反馈控制。

3、通过数据采集采到的有效值波形，可以分析各种性质原油的脱水电流情况，为进一步优化电源各项性能指标提供依据。现场试验运行表明，该电源运行稳定可靠，脱出油含水率保持在O．2％左右，符合相关标准，并对后续工作进行展望。与传统脱水电源相比该电源有极大的优势，可在各油田推广，具有良好的应用前景。关键词：原油脱水，矩形波交流，SG3525A，数据采集DeVelopmentofCrudeOilDehydrationPowerSupplywithAlternateCurrentRectangle—waVeLinpingping(Mate

4、rialProcessingEngineering)DirectedbyAssociateProf_NiuJunbangAbstractWithpetrDle啪extractionenteringthestageofhi曲watercut，liquidwatercontentoftllec11ldeoilhasgreatlyincreaSed．Besides，印plicationofteIrtiaD，oilrecoVer)，technology，deterioratedthenanJreofcmdeoil，andinc

5、reaSedpolymercontem．CollapseofdehydrationelectricfieldoccuⅡedfrequently，auldtheelectricdehydrationequipmentcannotworknomally．So，higherperf0衄a11ceisrequiredofmeelectricdehydrationequipmem．TheoutputofconVentioIlaldehydrationpowersupplyissinusoidalwaVefonn．Electric

6、fieldproducedbysinusoidalimpulsehaSlittleimpactontheEmulsionfilms．IIlordert0intensi匆theimpact，electricfieldproducedbyrec伽gle—waVeformisproposedin“spaper．Therectangle·、VaVefonllelectricfieldcalljⅧ叩仔omzerotothemaxhnumstren百h，andthepositiVeaJldnegatiVeionsintheglob

7、uleareforce向llyaccelerated，exertingthemostpowemliIllpactontheEmulsionfihns．111addition，aulalysisoft11edehydration—systemequiValentschemedemonStratesthatt11ereexiStsaIloptimum丘equencyfordehydration．W6rkingatt11eoptimum丘equency，、Ⅳhichist11eresonaIlce行equencyofmeeq

8、uiValentscheme，canma

9、【ethedehydrationsystemthemostea’ectiVe．Therefore，mispaperconcen仃atesontlledeVelopmemofa11IGBTbaLSeddehydrationsupply，whichcalloutputVariablef．req