一种石油电脱水液力发电站的制作方法

本发明主要涉及石油电脱水相关，具体是一种石油电脱水液力发电站。

背景技术：

1、石油电脱水设备一般包括水平极板式电脱水器、垂直板式电脱水器、环型极板式电脱水器。

2、水平极板式电脱水器采用水平电极板和交流电场，此类电脱水器一般采用两层电极板(有时采用三层电极板) ,上层接地,下层通电,两层电极板之间形成强电场,下层电极板与油水界面之间形成弱电场(采用三层电极板时,上、下层电极板接地,中层通电,上、中层电极板之间形成强电场,中、下层电极板之间形成弱电场) ,强弱电场均为交流形式。油水混合物通过位于电脱水罐底部水相中的分配器进入脱水罐,并迅速上升通过油水界面进入弱电场区,然后再经过下层电极板进入强电场区。在电场的作用下,油水混合物中的含盐小水滴聚结成大水滴,并从原油中沉降出来,进入电脱水罐底部的连续水相,并从脱水罐底排出,净化原油则通过位于电脱水罐顶部的集油器从电脱水器顶部流出电脱水器。

3、电脱水器电极板平面与电脱水罐轴向垂直安装,正、负电极板相间布置,通过电路控制,垂直电极板之间形成半波直流强电场,而由电极板底部与油水界面之间形成交流弱电场，由于采用半波整流，该电脱水器可以有效地节约电耗，且直流电场下更有利于原油脱盐。

4、环型极板式电脱水器采用了环型式电极板结构形式(单层或多层)，电脱水器根据极板层距的不同依次分为交流弱电场、交流过渡电场和交流强电场三个区域，油水混合料采用侧进侧出的平流进出料方式，从电脱水器一端经分配器进入脱水器中，以平流方式依次通过三个不同强度的电场，进脱水器原油始终在电场的作用之下，净化原油则从脱水器的另一端排出。采用侧进侧出的平流进出料方式原油为水平流向，水滴为垂直流向，这样可以避免上升油流对下降水滴的阻滞作用，有利于脱水过程的完成。

5、对于上述的电脱水器，用电量较大，受限于使用环境一般需要配置相应的发电设备，用于为整个工程提供电力。现有技术中，发电站多采用火力发电站，效率低，故障发生时容易导致用电设备现场停止作业。

技术实现思路

1、为解决目前技术的不足，本发明结合现有技术，从实际应用出发，提供一种石油电脱水液力发电站，本发电站对地理环境要求低的优势，能够为石油电脱水器提供所需的电能。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种石油电脱水液力发电站，石油电脱水设备为水平极板式电脱水器或垂直板式电脱水器或环形极板式电脱水器，发电站发出电能通过电能控制柜分配到石油电脱水设备中，为设备供电使用，发电站包括由左竖管道、右竖管道、上横管道以及下横管道形成的封闭式液力循环管道，在所述左竖管道上部设置磁力提升装置，在所述右竖管道上部设置磁流体加速器，在所述右竖管道下部设置涡轮机，在所述涡轮机外部设置发电机，所述循环管道内的液力介质为导电液力介质，液力介质由磁力提升装置提升，经磁流体加速器加速后冲击涡轮机的转子转动，由涡轮机的转子通过磁力耦合器驱动发电机运行。

4、进一步，液力介质在左竖管道内通过磁力提升装置向上提升，通过上横管道进入右竖管道，在右竖管道内通过重力以及磁流体加速器加速后在右竖管道底部驱动涡轮机运行，之后通过下横管道返回至左竖管道形成循环。

5、进一步，所以提升装置包括液力管道、活塞、耦合导向架以及驱动轴；

6、其中，所述液力管道用于与左竖管道对接，活塞设置于液力管道内且与液力管道滑动配合，活塞中间设置单向阀，活塞向下运动时单向阀打开使液力介质进入活塞上部的液力管道内，活塞向上运动时单向阀封闭使活塞上部液力管道内的液力介质向上提升；

7、所述耦合导向架套设于液力管道外部，耦合导向架能够在驱动轴作用下沿液力管道长度方向往复升降运动，在活塞上设置第一永磁体，在耦合导向架上设置第二永磁体，耦合导向架升降运动时通过第一永磁体以及第二永磁体之间的磁力驱动活塞同步运动。

8、进一步，所述第一永磁体为多个，沿活塞外圈周向均匀布置，所述第二永磁体为多个，沿耦合导向架周向均匀布置。

9、进一步，所述耦合导向架通过若干个导向柱实现导向支撑，耦合导向架与导向柱之间滑动配合。

10、进一步，所述驱动轴两侧分别设置一组磁力推动件，每组磁力推动件均包括多个沿驱动轴轴向设置的斜置永磁体，所述耦合导向架上还设置有第三永磁体，所述磁力推动件的斜置永磁体能够对耦合导向架的第三永磁体施加升降的斥力，且两侧的磁力推动件施加的斥力相反；

11、所述驱动轴连接有换向驱动件，所述换向驱动件用于使驱动轴换向进而使两组磁力推动件交替作用于第三永磁体实现耦合导向架的升降控制。

12、进一步，所述驱动轴设置两个，对称分布在耦合导向架两侧。

13、进一步，所述磁流体加速器包括加速管道，所述加速管道整体呈矩形结构，在加速管道内设置有多个矩形的加速通道，每个加速通道的两个相对长边之间施加有穿透的直流电力线，两个相对短边之间施加有穿透的磁力线，电力线与磁力线垂直，导电介质由加速管道一端进入加速通道后由加速管道另一端射出实现加速。

14、进一步，所述加速管道内的多个加速通道依次间隔阵列布置，在加速通道的两个相对长边上均设置电极板，一侧的电极板连接直流电源正极，另一侧的电极板连接直流电源负极，在加速通道的两个相对短边上设置磁钢，两侧的磁钢内侧分别为n极以及s极，通过电极板施加所述直流电力线，通过磁钢施加所述磁力线。

15、进一步，所述电极板设置于加速通道内壁上与导电液体介质接触，所述磁钢设置于加速通道外壁上不与导电液体介质接触。

16、本发明的有益效果：

17、1、本发明是用于石油电脱水中领域中，，发电站主要用于对电脱水器等用电设备提供电力，相比于传统的发电站，无需构建传统电站庞大的基础设置，用封闭管道即可实现液力介质垂直持续循环，从而保证发电机的持续运行。

18、2、本发明将液力介质进行循环利用，液力介质消耗少，避免了液力介质的浪费。

19、3、本发明摒弃了传统的采用液力泵实现液力介质在管道内提升输送的方式，采用全新的机械式输送结构，在耦合导向架运动时通过磁力耦合带动管道内部的活塞运动实现液力介质的提升输送，相比于采用泵输送的方式，不受扬程限制，输送距离长，相比于传统机械方式，管道内部的活塞不直接与其他机械结构连接，因此驱动部分可全部设置在液力管道的外部，便于维护和拆装。

20、4、本发明主要的提升能量通过永磁体实现，仅需要较小的外部输入能量使驱动轴转向即可实现管道内部活塞的升降控制，结构稳定，能耗小。

21、5、本发明所涉及的加速器通过设置的相互垂直的磁力线以及直流电力线，在导电液力介质通过通道内的磁场以及电场时，能够被大幅度增速，从而实现导电液力介质在封闭管道内的高效加速，加速后的液力介质具有较高的可利用动能，整体结构简单。

技术特征：

1.一种石油电脱水液力发电站，其特征在于，石油电脱水设备为水平极板式电脱水器或垂直板式电脱水器或环形极板式电脱水器，发电站发出电能通过电能控制柜分配到石油电脱水设备中，为设备供电使用，发电站包括由左竖管道、右竖管道、上横管道以及下横管道形成的封闭式液力循环管道，在所述左竖管道上部设置磁力提升装置，在所述右竖管道上部设置磁流体加速器，在所述右竖管道下部设置涡轮机，在所述涡轮机外部设置发电机，所述循环管道内的液力介质为导电液力介质，液力介质由磁力提升装置提升，经磁流体加速器加速后冲击涡轮机的转子转动，由涡轮机的转子通过磁力耦合器驱动发电机运行。

2.根据权利要求1所述的石油电脱水液力发电站，其特征在于，液力介质在左竖管道内通过磁力提升装置向上提升，通过上横管道进入右竖管道，在右竖管道内通过重力以及磁流体加速器加速后在右竖管道底部驱动涡轮机运行，之后通过下横管道返回至左竖管道形成循环。

3.根据权利要求1所述的石油电脱水液力发电站，其特征在于，所述提升装置包括液力管道、活塞、耦合导向架以及驱动轴；

4.根据权利要求3所述的石油电脱水液力发电站，其特征在于，所述第一永磁体为多个，沿活塞外圈周向均匀布置，所述第二永磁体为多个，沿耦合导向架周向均匀布置。

5.根据权利要求3所述的石油电脱水液力发电站，其特征在于，所述耦合导向架通过若干个导向柱实现导向支撑，耦合导向架与导向柱之间滑动配合。

6.根据权利要求3所述的石油电脱水液力发电站，其特征在于，所述驱动轴两侧分别设置一组磁力推动件，每组磁力推动件均包括多个沿驱动轴轴向设置的斜置永磁体，所述耦合导向架上还设置有第三永磁体，所述磁力推动件的斜置永磁体能够对耦合导向架的第三永磁体施加升降的斥力，且两侧的磁力推动件施加的斥力相反；

7.根据权利要求6所述的石油电脱水液力发电站，其特征在于，所述驱动轴设置两个，对称分布在耦合导向架两侧。

8.根据权利要求1所述的石油电脱水液力发电站，其特征在于，所述磁流体加速器包括加速管道，所述加速管道整体呈矩形结构，在加速管道内设置有多个矩形的加速通道，每个加速通道的两个相对长边之间施加有穿透的直流电力线，两个相对短边之间施加有穿透的磁力线，电力线与磁力线垂直，导电介质由加速管道一端进入加速通道后由加速管道另一端射出实现加速。

9.根据权利要求8所述的石油电脱水液力发电站，其特征在于，所述加速管道内的多个加速通道依次间隔阵列布置，在加速通道的两个相对长边上均设置电极板，一侧的电极板连接直流电源正极，另一侧的电极板连接直流电源负极，在加速通道的两个相对短边上设置磁钢，两侧的磁钢内侧分别为n极以及s极，通过电极板施加所述直流电力线，通过磁钢施加所述磁力线。

10.根据权利要求9所述的石油电脱水液力发电站，其特征在于，所述电极板设置于加速通道内壁上与导电液体介质接触，所述磁钢设置于加速通道外壁上不与导电液体介质接触。

技术总结
本发明提供一种石油电脱水液力发电站，用于为石油电脱水器供电，包括由左竖管道、右竖管道、上横管道以及下横管道形成的封闭式液力循环管道，在所述左竖管道上部设置磁力提升装置，在所述右竖管道上部设置磁流体加速器，在所述右竖管道下部设置涡轮机，在所述涡轮机外部设置发电机，所述循环管道内的液力介质为导电液力介质，液力介质由磁力提升装置提升，经磁流体加速器加速后冲击涡轮机的转子转动，由涡轮机的转子通过磁力耦合器驱动发电机运行。本发明用于石油电脱水场景中使用，能够为场景中用电设备提供所需的电能。

技术研发人员：陈安祥,刘鹏
受保护的技术使用者：瀚能电力科技（山东）集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11