索引

1     公司介绍

2     燃机燃油为什么要进行处理

3     BAKER公司静电燃油处理工艺概述

4     BAKER公司燃油处理系统总体设计

5     BAKER公司燃油处理系统的优点

6     BAKER公司近期业绩介绍

燃油处理工艺、设计、优点及经验简介

1   公司介绍：

    Petrolite公司（现称“Baker（工艺）公司”）作为Baker Hughes公司的一部分，是特殊化学品、设备系统以及工程服务的主要生产厂家和供应商，其服务对象为世界范围内的石化产业以及动力发电市场。其雄厚的技术、工程服务与资源集中体现在所生产的油、水处理所需的化学品及其相关分离设备。

    “Baker（工艺）公司”的燃油处理技术部（简称“FUELTEC”）代表了液体燃料处理领域的国际专家队伍，他们为燃机电厂的可靠运行提供了设备及化学品方案。

    此项服务由“Baker（工艺）公司”独家提供，运用在全世界60多家燃油处理站上，以及无数其他化学用途中，这些用途中Baker Hughes公司生产的添加剂及破乳剂运用于所有类型的液体燃机燃油处理。

除了用于发电系统外，Baker工艺公司/Petrolite公司另有2000多个静电分离系统日常运用于世界范围内的炼油厂和油田中，其中绝大多数还涉及Baker工艺公司/Petrolite公司的特殊化学品，所有这些均得到国际服务网络的支持。

    Baker Hughes公司总部设在美国，其主要的国际分支机构则设在法国、德国、意大利、英国以及新加坡等等。

    本公司所提供的产品与服务符合ISO9001质量体系认证。

2   燃机燃油为什么要进行处理：

    因为燃油中存在少量的金属污染物，尤其是钠、钾、钒及铅，所以凡使用轻油、原油或渣油的燃油都会遇到高温腐蚀和灰尘沉积的问题，这些杂质在燃烧过程中形成一个低熔点的灰尘混合物，该混合物凝结在燃机热通道内的金属部件上。随着熔化的灰尘积淀物在热合金表面的积累，会产生高温腐蚀并最终导致部件出现故障。

    有些微量金属杂质最初源自原油，并可能在随后的提炼过程增多，而有些则源于运输存储过程中（如通过盐水污染）。

    钠和钾以水溶性杂质出现在燃油中，再加上产生的沉积物，这些杂质都可由Baker工艺公司的静电燃油处理系统有效控制，减少到可以接受的低水平。该工艺称为“燃油清洗”，即用大量的清水来稀释并萃取可水溶性和水解性杂质。含有杂质的水通过静电聚合工艺（整个静电工艺不含旋转部件）与燃油分离。

    而钒和铅则以油溶性的混合物存在于燃油中，且不可去除。然而若燃油已适当清洗过，则可通过加入一种油溶性的抑制添加剂的办法来控制钒和铅对燃机内部的高温部件腐蚀。

    因此，燃机的燃油处理工艺包括燃油的清洗，用以去除水可萃取的污染物，继而对剩余的油溶性的污染物进行化学萃取。

 

3   简单描述Baker公司静电燃油处理

3．1    燃油清洗

    将水溶性杂质如钠、钾盐，沉淀物及颗粒物从油中去除，是通过一个称为静电除盐的处理工艺来完成，该净化过程亦称为燃油清洗。

    该技术是在1909年由Cottrell博士（Petrolite创业者）首次开发完成，并应用于石油工业中，分离原油和水的乳浊液。如今，静电除盐已成为提炼加工工业以及原油生产中一个必不可少的、非常关键的组成部分，这种处理方法已成功地应用于电厂燃气轮机的液体燃料处理工艺中。

    Baker公司用来去除用水萃取的杂质的处理发生于静电区，并在一个增压容器中持续。未处理过的油须先从一个加热系统中抽取（加热系统可以采用蒸汽、热水、电或热油来加热），从而使其粘度调整到适当的范围。

    用一定量的淡水将油充分混合，用来稀释和萃取含有杂质的分散状态的水，适当的混合密度决定了萃取或清洗的整体效率。

    然后该燃油和水的分散相会进入静电分离水箱，箱内的电力迅速将水滴聚集，并将液体混合物分离为不含水的油和含有萃取的杂质的水的两部分。

    在注入清洗水之前，可用少量的化学破乳剂混合到燃油中，以克服油中的自然乳化成分的作用，还可以降低表面张力，并将出现的固体颗粒“弄湿”。这样，油中的固体颗粒和沉淀物就会完全溶解于水并和水一起分离出来。因此静电分离工序可以成功地将绝大部分多数固体颗粒和沉淀物以及钠盐和钾盐去除。

    水洗过程可根据未经处理的燃油中杂质的实际含量采用单级或多级处理。在多级清洗系统中，清洗所需的水量由于“逆流”模式从而达到最少，通过“逆流”，清水注入最后一级燃油处理罐中，而分离出来的水注入前一级燃油处理罐中，这个水流方案确保每个清洗步骤的效率达到最高，而且淡水的消耗也最经济。通常剩余渣油至少需要两次清洗。

3．2    添加化学品处理

    去除如钒和铅这一类油溶性有机金属杂质，是没有较经济的工艺的。因此，为控制这些杂质的高温腐蚀性，需加入添加剂从而来改变其产生的灰尘化学物特性及灰尘的熔点。

    通常我们使用高纯度的油溶性添加剂，而且一般都含有镁。在某些特殊应用中，由燃气轮机制造商的推荐，我们也采用组合性的含有镁、硌（或）硅的添加剂，然而如果燃油中的钠和钾已降低到可以接受的规格水平时，通常建议采用只含镁的添加剂。

    通常在燃气轮机前面或在燃油处理系统的出口处，通过计量和混合加药系统，加入正确剂量的添加剂到清洗过的燃油中。

    添加剂的用量要视燃油中的杂质的多少（以Ppm即百万分率计）、添加剂中活性金属的浓度以及输入燃气轮机的燃油流量而定。

 

4   Baker公司燃油处理系统总设计：

4．1    总述

    Baker公司燃油处理系统加工成类似于一个紧凑的工厂，而且设计得尽量象一个集装箱。整个系统由若干个预制的模块以及一个双级静电分离罐组成，所有设备及附件都已经安装在这几个模块中，用管道（必要的隔热保护）、电缆以及仪表便可简易地进行现场安装。内部联结用的管道也基本上都是预制的。

    另外，为保证处理过程连续可靠运行，所有泵均必须具有100%备用容量。

    中央控制盘的线路在出厂前就已接好线。该控制盘可置于邻近燃油处理厂的独立的控制室内。

4．2    系统的控制与操作

    燃油处理系统仪表的检测与控制由中央控制系统（CCS）完成。包括一个模拟显示的显示盘以及其他各种必要的，包括对油中的含量的连续监视（BS+W）的系统控制设备。

4．3    起动/停机及警报系统

    Baker公司燃油处理厂是由位于控制室的中央控制系统控制的。与电站主控制室（CCR/DCS）的信号交换可对处理厂进行遥控监视。

    中央控制系统盘监控着所有的起动、运行的情况，它包括有许多控制功能，还可使处理厂在无人值守的情况下运作，也有为全人工控制及半自动控制所配备的设施。

    警报保护系统有以下几个功能组成：

        ——停机故障警报

        ——再循环故障警报

        ——简单故障警报

    这些警报的功能是在故障发生时给出图象或声音警告，并发出恰当的补救命令。（如再循环或停机）。如停机的情况下，所有的泵和变压器会被关闭，所有仪表保持在安全位置，随时准备再次起动。

再循环警报会使处理厂转至再循环状态，处理过的油会直接流入未处理燃油的油箱内。

    简单警报则只是给出警告，故障发生时，警报器的信号灯闪亮，并发出声音信号。操作人员接收后，警报器进入稳定状态，警报声停止，而信号灯会在警报源（在传感器处）消失或重新起动后方会熄灭。

在起动或再循环操作后，一旦处理厂运作正常，警报器发出的视听讯号（与故障讯号不同）会向操作者表示，处理厂现已可以执行“存储”命令。

    这时，操作者必须确定已处理燃油的所有条件均以符合存储要求，然后按STORE命令，处理厂即从再循环状态进入存储状态。

4．4    高压除盐动力系统

    高压电形成静电区，用以即时从油中分离水、盐、固体颗粒的一种方法，外部动力机件提供电源，为了能承受不断变化的加工条件以及恶劣的气候，这些电源必须充足而且是无需修理的。Baker公司为该渣油处理罐提供了特殊型号的单相、100%电抗控制的交流电源系统。

    动力系统包括一个变压器为静电分离器中的电极提供高压交流电。变压器配有电源，并配有变压器额定功率100%的电抗器，该变压器与主绕组串联接线，这样可以在非正常操作时限制短路，并使机组转回到运行状态，而无需另作调节。由于变压器会自动调整加工所需的状态，所以不需断路器跳闸，也不需任何操作。

4．5    燃油与水的混合

    注入的清洗水和油的乳状液之间的充分混合是影响去除钠盐、钾盐和沉淀物效果的主要因素。不仅是清洗水必须接触到盐水和燃油中的固体颗粒，而且原有的盐水本身必须在燃油中分散或形成密度均匀的液滴。液滴均匀分散是为了使之在静电区最大程度地聚合，Baker公司燃油处理系统自己有特殊的双孔混合阀，持续分离油和水，因此混合的强度可通过对混合阀进行压降调整来达到控制的目的。

4．6    静电分离器

    静电分离器是Baker公司的一个描述性术语，是指用水和高压电结合起来处理原油的方法，现已在全世界的提炼工业和燃气轮机电站得到广泛使用和接受的一种加工方法。

    静电分离器结合利用水洗水滴和静电区的聚积力，以期达到燃油高效清洗处理的目的。

    这样的结合有许多优点，通过恰当的乳化技术可以使加工过的水与油密切结合，这样一来便可以快速地进行充分地萃取。尽管其混合得很紧密，但电聚积力可随时破乳，这样一来就避免了通常很严重的分离问题。

    Baker公司静电分离器的内部构造包括以下部分。

        ——电极组件，其作用是完成净化的大部分功能。经由高压电源通电后，电极组件产生一个高电势的电场，在该电场内水被凝结并从油中分离沉淀出来。

电极通过特殊的Baker支撑绝缘体悬浮在容器中，绝缘体连接在容器顶部的托架上。绝缘体将电极和容器中的其它部分及其设备绝缘开。

        ——入口分配

    电极的每一部分只能在相等油量下工作，一个好的液压设计应该是无论数量、尺寸多少均将乳化油均匀分布在容器的各个角落。Baker公司的静电分离器备有经特殊设计的分配器，其作用是使分离器的液压状况得以均衡和控制。

        ——出口油收集器

    Baker公司的静电分离器配有经特殊设计的油收集器，其作用是使得容器周身的液体压力状况得以均衡和控制。

        ——出口水收集器

Baker公司的静电分离器配有经特殊设计的水收集器，其作用是使得容器周身的液体压力状况得以均衡和控制。

 

5   Baker公司燃油处理的优点

较之其它技术而言，Baker静电处理系统为我们提供了许多改进的地方：

☆不含旋转部件：

因为我们将静电分离器设计为静态的（即不含旋转部件），所以其主要优点是易于运作，实际上无需维护，且所需备件极少。

☆运行成本更低：

由于是静态设计，所以在分离过程中的耗电量仅仅为总装机容量的约20%。而且静电过程本身的耗电量较离心分离技术要低得多。

对于渣油处理而言，静电系统的耗电量约相当于离心系统的30%。

☆人力更少：

由于是静态设计以及不含旋转或磨损件，所以较离心系统所需的运行和维护人员更少。

☆燃油及处理量范围广：

由于设计为最大流动流量，所以静电系统的处理量容易变动，无需对设备进行变更或调节。

与之类似，当设计成一个最差状况（即未经处理的燃油质量时），静电系统也可以将其处理为较好的油质而无需进行内部设备再造。例如设计为处理渣油，则静电系统也可以在不做任何改造的情况下来处理轻油且流量更大。

☆起动时间：

我们将静电系统设计成快速起动，正常情况下如果处理渣油，停机几天后，再起动需不足20分钟，如长期停机或者冷起动，则最多需要2个小时便可重新起动。

☆无温度限制及无蒸汽危害：

与离心系统不同的是，我们将静电分离器设计成在提高了的压力下运行，这样便可以利用最佳工艺温度以及最少量的泵部件，而且由于分离过程是在合适的压力容器中完成的，所以任何燃油均可安全地进行处理。

☆废渣易处理不会产生淤渣：

与离心系统不同的是，静电分离工艺不会产生废的油淤渣，所有的污油均在一个单独的水流中。若需对下游排放水进行环保处理，可由一个简单的污水（油）处理系统来完成。

☆操作简单：

静电分离器只需极少量的易于控制的装置，使得值守量和维护量最小化。而且操作或维护时无需特制工具。

☆构件更少：

只处理渣油时，只需两个串联运行的分离罐。而无需并行水流和备用元件。

☆户外安装：

静电分离器实际上可安装于任何环境，而无需保护性围栏以及维护支撑装置。

☆连续运行：

我们将静电分离器设计成不会因清洗或维护而导致经常性水流中断，即整个系统处于连续运行状态下，或按要求很容易使其停机或起动。

☆安装简单：

静电系统已安装在工厂装配好的的框架中，这样易于现场的快速安装。安装时只需一个简单的混凝土基础以及预制好的尽可能长的管道和电缆，然后用户只需将所供管路和主电源电缆接通即可。

☆Baker公司“全系统处理法”

只有Baker公司才能同时提供燃油处理设备和化学用品，同时还拥有一个经验丰富的和“Know-how”服务网络来处理系统的化学品备件及其技术工程。

☆所涉及的设备和材料更少：

静电系统无需下列设备：

——1个用于收集油淤和被放出液体的收集油箱及其相当设备和土建。

——1套用于清洗旋转盘的清洗设施。

——1套用于维修、保养的特制工具。

6   Baker公司近期业绩介绍：

    Baker工艺公司/Petrolite公司在全世界范围内已供应了60多套燃油处理系统，并在该领域被公认为权威，以下即为其近期业绩：

1）  中国的东莞

    4台由双S公司提供的烧轻油的LM-5000系列的轻型燃机。由于该燃机对油的质量有严格的要求，所以业主决定由Baker公司来提供一套处理能力为50t/h的静电轻燃油处理厂。该燃机和轻油处理厂自1992年以来已进入成功的日常运行状况。

    另一套相似的系统也已提供给双S供其位于印度尼西亚的新现场的机组处理轻燃油。

2）  菲律宾利美芭丹—A区和B区

    2X300MW的联合循环电站，每套均包括3台KHI/ABB公司的11N型燃机。Baker公司与业主签定了两个合同，每个均为82t/h处理能力的两级静电系统。其中一套燃油处理厂用于芭丹A区，而另一套则用于芭丹B区。待处理的燃油是船舶用C级混合渣油，其SG含量达0.9855公斤/升，每个合同的供货范围如下：

        —未处理的重油输送泵站

        —两级燃油处理厂

        —污水处理厂

        —自动控制系统及低压开关柜

        —处理后的燃油输送泵站

        —柴油输送泵站

        —添加剂输送泵站

    两套燃油处理厂均按时交货安装，并于1994年投入运行。系统所产生的处理后的渣油中Na+K的含量约0.5PPm，低于所规定的最大1.0PPm的安全线。

3）菲律宾利美芭丹—燃油混合系统

    1993年Baker公司与业主签定了第三份供货合同，合同规定为芭丹提供一整套燃油混合系统。该设备将2#柴油与重渣油混合，从而保证混合后的船舶用C级燃油满足合同所规定的所有硫、重金属等含量的相关规格。该系统于1994年投入运行。

4）叙利亚的艾尔纳斯瑞哈：

    1994年1月份Baker公司与Fiat Avio公司签定了一份合同，为邻近大马士革的1个新的燃机电厂项目提供一套燃油处理系统。该系统包括一套两级的静电燃油处理厂，其设计能力为100m3/h的渣油，另外污水处理，系统控制及现场实验室也包括在Baker公司的供货范围内。该处理厂自1995年10月份以来已成功启动并已进入商业运行。

5）叙利亚赞祖

    1994年7月份Baker公司与Fiat Avio公司签定了第二份合同，为新的赞祖电厂提供一套燃油处理系统，其供货范围与上述位于艾尔纳斯瑞哈的电厂项目完全一样。安装和前期运行已于1996年3月份成功完成，1996年9月份开始投入商业运行。

6）黎巴嫩的贝达威

    1995年7月份Baker公司与意大利的Ansaldo Energia公司签定了一份合同，提供一套轻燃油处理厂，该处理厂包括2套并联的单级系统，每个系统的处理能力为100t/h。燃机将由德国的西门子公司和Ansaldo Energia公司来提供，其中对处理后燃油中Na+K含量的要求为底于0.3PPm。

该处理厂已按时交货，运行和起动已于1997年9月份成功进行。自那时起该燃油处理厂一直处于商业运行中。

7）黎巴嫩的扎哈拉尼

    同样于1995年7月份，Ansaldo Energia向Baker公司订购了一套轻燃油处理厂，用于扎哈拉尼电站，其设计、供货范围及交货情况请参阅贝达威项目。

该套处理系统于1997年10月份投入商业运行。

8）希腊的拉维利昂

    Baker公司已于法国的EGT公司签定了供货及现场监管合同，为即将安装于希腊拉维利昂的550MW联合循环电厂提供一套处理能力为220m3/h的轻燃油处理厂。

该处理厂已于1997年7月份按时交货，于1999年7月份成功起动并投入运行。

   

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                                                      二零零三年八月