【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气集输系统多相分离，涉及一种利用太阳能的原油电脱水系统及工作方法。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、传统的原油电脱水系统在运行过程中需要大量电能供给，这导致系统能耗较高，显著增加了油田地面工程的运营成本；另外，在进入电脱水设备之前，为了提高油水分离效率，通常需要对原油进行加热预处理，这不仅需要额外的加热设备以及能源消耗，还使得原油电脱水系统的操作流程复杂、运行效率低下。
3、油田地面设施尤其是电脱水系统通常需要大量的电能供应，而太阳能作为可再生能源，在中低温热发电领域具有良好的应用前景。但现有的太阳能发电系统难以直接有效地集成到这些系统中，未能充分满足原油电脱水的能源需求，导致太阳能整体利用率不高。
4、现有专利cn106587460a公开了一种太阳能油田污水处理系统，利用太阳能电池板将太阳能转换为电能进行储存或供给除油部件。然而，该系统仅通过光电转换所获得的电能储量较少，未能充分地将太阳能热效应用于油水分离过程，整体发电效率与热效率不高。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种利用太阳能的原油电脱水系统，不仅能够快捷高效地对原油乳状液实施预加热处理以及油水高效分离，同时实现了电能的直接回收利用；大幅度降低了油田地面工程的运行与维护成本；同时该系统对太阳能进行了梯级利用，有效提高了脱水系统的热效率与发电效率。
2、为了实现上述目的，
3、一种利用太阳能的原油电脱水系统，包括预加热与油水分离系统、水蒸汽直接膨胀系统、有机朗肯循环系统、聚光型太阳能集热循环系统；
4、所述聚光型太阳能集热循环系统包括第二换热器与第四换热器，所述聚光型太阳能集热循环系统通过所述第四换热器与所述有机朗肯循环系统实现热量交换；所述有机朗肯循环系统包括第一换热器、有机朗肯透平膨胀机；所述有机朗肯循环系统通过所述第一换热器将热量传递给所述预加热与油水分离系统；
5、所述聚光型太阳能集热循环系统通过所述第二换热器与所述水蒸汽直接膨胀系统实现热量交换；所述水蒸汽直接膨胀系统包括脱水器电源和蒸汽透平膨胀机；所述有机朗肯透平膨胀机和蒸汽透平膨胀机产生的电能供应给所述脱水器电源实现对原油进行电脱水。
6、进一步，所述的预加热与油水分离系统包括原油乳状液泵，原油乳状液泵的工质出口侧接入第一换热器的冷流进口侧，第一换热器的冷流出口侧连入卧式电脱水器的进液口。
7、进一步，所述水蒸汽直接膨胀系统包括卧式电脱水器，卧式电脱水器的水出口与节流阀的进口侧相连通，节流阀的出口侧接入第二换热器的冷流进口侧，第二换热器的冷流出口侧与蒸汽透平膨胀机的进口侧相连通，蒸汽透平膨胀机的出口侧接入第三换热器的热流进口侧，卧式电脱水器的油出口ⅱ接入第三换热器的冷流进口侧；所述第三换热器的冷流出口侧连至原油集输管网。
8、进一步，所述的有机朗肯循环系统包括有机工质泵，有机工质泵的出口侧接入第四换热器的冷流进口侧，第四换热器的冷流出口侧与有机朗肯透平膨胀机的进口侧相连通，有机朗肯透平膨胀机的出口侧接入第一换热器的热流进口侧，第一换热器的热流出口侧连入有机工质泵的进口侧。
9、进一步，所述的聚光型太阳能集热循环系统包括定日镜，定日镜吸收太阳光并将热量传递给吸热器，吸热器的工质出口侧接入第二换热器的热流进口侧，第二换热器的热流出口侧与第四换热器的热流进口侧相连通，第四换热器的热流出口侧连入熔盐泵的工质进口侧，熔盐泵的工质出口侧与吸热器的工质进口侧相连通。
10、进一步，所述原油乳状液泵的工质进口侧的工质为原油乳状液，其含水率质量分数不大于30％。
11、进一步，所述卧式电脱水器的油出口ⅱ的工质为脱水原油，其含水率质量分数小于或等于0.5％；
12、进一步，所述卧式电脱水器的水出口ⅲ的工质为含油污水，其含油量不大于1000mg/l。
13、进一步，所述第三换热器的热流出口侧连至污水处理站。
14、一种利用太阳能的原油电脱水系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
15、s1：利用太阳能将太阳能集热循环系统中的熔盐进行加热；
16、s2：有机工质经有机工质泵增压后在第四换热器中被熔盐加热气化，进入有机朗肯透平膨胀机中膨胀做功发电，完成发电过程后的有机工质乏气在第一换热器中对原油乳状液进行预热；
17、s3：通过第一换热器对原油乳状液进行预加热，并将有机朗肯透平膨胀机获得的电能供应给卧式电脱水器，将预热后的原油乳状液进行油水分离；
18、s4：从原油乳状液中分离出的含油污水在第二换热器中被高温熔盐气化为水蒸气，水蒸气进入蒸汽透平膨胀机中实现膨胀做功发电，并将获得电能供应给卧式电脱水器，通过电加热实现原油乳状液中的油水分离。
19、上述本专利技术的有益效果如下：
20、本专利技术将原油电脱水工艺、有机朗肯循环、太阳能光热发电技术和蒸汽膨胀发电技术巧妙结合，利用有机工质乏气余热对原油乳状液预加热，降低了原油乳状液的粘度以及油水界面膜强度，加速了油中水滴的聚结与沉降，在简化处理流程、降低运行成本的同时有效提高了油水分离效率；通过加热原油中去除的污水实现水蒸汽的膨胀做功发电，并与有机朗肯循环所生成的电能整合共同供给电脱水器，大幅降低了原油脱水的能耗；将水蒸汽乏气与脱水原油换热，既提高了原油外输温度以降低原油管输阻力，又使得水蒸汽相变液化方便后续的转输与处理；采用低倍聚焦的聚光型太阳能集热器将太阳辐照转换为中低温热能，并作为水蒸汽膨胀与有机朗肯循环的直接热源，同时间接为原油乳状液的预加热提供热能，实现对太阳能的梯级利用；
21、本专利技术既保证了原油乳状液的快捷预处理以及高效的油水分离，又实现了电能的自给自足；在解决原油脱水流程复杂低效问题的同时，大幅度降低了油田地面工程的运行与维护成本；同时实现了对太阳能的梯级利用，有效提高了系统的热效率与发电效率；具有结构合理紧凑、控制安全灵活、高效节能、实用性强以及成本低廉的优点。
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1.一种利用太阳能的原油电脱水系统，其特征在于，包括预加热与油水分离系统、水蒸汽直接膨胀系统、有机朗肯循环系统、聚光型太阳能集热循环系统；
2.如权利要求1所述的一种利用太阳能的原油电脱水系统，其特征在于，所述的预加热与油水分离系统包括原油乳状液泵，原油乳状液泵的工质出口侧接入第一换热器的冷流进口侧，第一换热器的冷流出口侧连入卧式电脱水器的进液口。
3.如权利要求1所述的一种利用太阳能的原油电脱水系统，其特征在于，所述水蒸汽直接膨胀系统包括卧式电脱水器，卧式电脱水器的水出口与节流阀的进口侧相连通，节流阀的出口侧接入第二换热器的冷流进口侧，第二换热器的冷流出口侧与蒸汽透平膨胀机的进口侧相连通，蒸汽透平膨胀机的出口侧接入第三换热器的热流进口侧，卧式电脱水器的油出口Ⅱ接入第三换热器的冷流进口侧；所述第三换热器的冷流出口侧连至原油集输管网。
4.如权利要求1所述的一种利用太阳能的原油电脱水系统，其特征在于，所述的有机朗肯循环系统包括有机工质泵，有机工质泵的出口侧接入第四换热器的冷流进口侧，第四换热器的冷流出口侧与有机朗肯透平膨胀机的进口侧相连通，有机朗
5.如权利要求1所述的一种利用太阳能的原油电脱水系统，其特征在于，所述的聚光型太阳能集热循环系统包括定日镜，定日镜吸收太阳光并将热量传递给吸热器，吸热器的工质出口侧接入第二换热器的热流进口侧，第二换热器的热流出口侧与第四换热器的热流进口侧相连通，第四换热器的热流出口侧连入熔盐泵的工质进口侧，熔盐泵的工质出口侧与吸热器的工质进口侧相连通。
6.如权利要求1所述的一种利用太阳能的原油电脱水系统，其特征在于，所述原油乳状液泵的工质进口侧的工质为原油乳状液，其含水率质量分数不大于30％。
7.如权利要求3所述的一种利用太阳能的原油电脱水系统，其特征在于，所述卧式电脱水器的油出口Ⅱ的工质为脱水原油，其含水率质量分数小于或等于0.5％。
8.如权利要求3所述的一种利用太阳能的原油电脱水系统，其特征在于，所述卧式电脱水器的水出口Ⅲ的工质为含油污水，其含油量不大于1000mg/L。
9.如权利要求3所述的一种利用太阳能的原油电脱水系统，其特征在于，所述第三换热器的热流出口侧连至污水处理站。
10.如权利要求1-9所述的一种利用太阳能的原油电脱水系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种利用太阳能的原油电脱水系统，其特征在于，包括预加热与油水分离系统、水蒸汽直接膨胀系统、有机朗肯循环系统、聚光型太阳能集热循环系统；
2.如权利要求1所述的一种利用太阳能的原油电脱水系统，其特征在于，所述的预加热与油水分离系统包括原油乳状液泵，原油乳状液泵的工质出口侧接入第一换热器的冷流进口侧，第一换热器的冷流出口侧连入卧式电脱水器的进液口。
3.如权利要求1所述的一种利用太阳能的原油电脱水系统，其特征在于，所述水蒸汽直接膨胀系统包括卧式电脱水器，卧式电脱水器的水出口与节流阀的进口侧相连通，节流阀的出口侧接入第二换热器的冷流进口侧，第二换热器的冷流出口侧与蒸汽透平膨胀机的进口侧相连通，蒸汽透平膨胀机的出口侧接入第三换热器的热流进口侧，卧式电脱水器的油出口ⅱ接入第三换热器的冷流进口侧；所述第三换热器的冷流出口侧连至原油集输管网。
4.如权利要求1所述的一种利用太阳能的原油电脱水系统，其特征在于，所述的有机朗肯循环系统包括有机工质泵，有机工质泵的出口侧接入第四换热器的冷流进口侧，第四换热器的冷流出口侧与有机朗肯透平膨胀机的进口侧相连通，有机朗肯透平膨胀机的出口侧接入第一换热器的热流进口侧，第一换热器的热流出口侧连入有机工...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨东海，李默翻，罗小明，吕宇玲，何利民，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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