本实用新型涉及石油化工技术领域，具体说是一种自动油脱水系统。
背景技术：
石化化工原油、成品油储罐在静置一段时间后就会有一部分水沉集到罐底。对储罐存储能力和过程输送都带来了额外费用，因此有必要先进行底部排水。最初是工人定时到罐底打开排水阀排水，直到排水见油关阀。此法操作工强度大、排水时扩散到空气中的有毒气体对操作工的身体造成伤害、也对环境造成污染。多年来，人们为了解决此问题逐步实用新型了机械浮球式切水器，并得到了广泛使用。取得了一定的经济效益和社会效益。但此类切水器自身由于设计限制无法解决原油脱水问题、也不能远程监控、脱水数据无法存储、不能实现人工干预、无法实现集中监控发展的需要。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是为了解决上述提出的问题，提供一种一种自动油脱水系统，以适应集中监控的需要，在保证提高脱水效率的同时保证脱水安全，整套设备全自动化，无需额外的人工干预。
所述的自动油脱水系统，其特征在于：所述的脱水系统由机械管路、电气仪表、现场控制器构成；
其中，所述机械管路包括依次向后连接的垂直管路、三通连接件、横向倾斜管路、气动调节阀和手动球阀，所述垂直管路的主体为竖向设置的垂直筒体，横向倾斜管路的主体为前高后低倾斜3°～5°设置的缓冲筒体；
所述电气仪表包括输出信号与现场控制器信号连接的音叉密度计、电容液位开关传感器和温度传感器，音叉密度计的传感音叉插入垂直筒体的中部，温度传感器的传感头插入缓冲筒体的中部；电容液位开关传感器与三通连接件的另一接口端连接，三通连接件的与电容液位开关传感器连接端、三通连接件的与横向倾斜管路连接端二者水平相对设置；
现场控制器用于通过音叉密度计的输出信号控制气动调节阀的开度，通过电容液位开关传感器反馈的油水临界信号关断气动调节阀，通过温度传感器反馈信号上传缓冲筒体内液体的温度信号，在超过阈值时触发报警和关断气动调节阀。
进一步地，在垂直管路的入口与垂直筒体之间串接有喉管，喉管通过吹扫接管连接电磁阀的一端，电磁阀的另一端用于连接蒸汽管，电磁阀的控制线与现场控制器连接，用于在关闭进口介质后对音叉密度计、电容液位开关传感器和机械管路的清洗。
优选地，所述缓冲筒体为柱状筒体，缓冲筒体的上端通过上偏心大小头与所述三通连接件的一端口连接，缓冲筒体的下端通过下偏心大小头与所述气动调节阀的一端口连接，上偏心大小头和下偏心大小头的大径端与缓冲筒体密封连接，上偏心大小头和下偏心大小头的小径端分别与三通连接件和气动调节阀连接，且上偏心大小头的小径端上置，下偏心大小头的小径端下置。
优选地，所述垂直筒体的上端通过上同心大小头与喉管连接，垂直筒体的下端通过下同心大小头与三通连接件连接，上同心大小头和下同心大小头的大径端与垂直筒体密封连接，以便增大垂直筒体的容积。
优选地，所述气动调节阀通过双阀接管与手动球阀串接。
所述气动调节阀设有定位器、开度反馈器和气动球阀，定位器和开度反馈器与现场控制器连接，定位器用于根据音叉密度计的反馈信号把气动阀的球阀转的角度定位，开度反馈器用于将气动球阀的开度信号反馈给现场控制器。
与现有技术相比，本实用新型采用的技术方案有下述有益效果：
1)本实用新型自动油脱水系统采用音叉密度计检测到的水中含油量控制脱水阀开度的原理，根据水量大小自动调节阀门开度。脱水不会出现跑油现象，同时渐进的开关有利于阀门的使用寿命，也避免了一些电子式切水器突开突关导致的油水二次混合。
2)本自动油脱水系统由于在垂直筒体中采用音叉密度传感器，能够实时监测水中油含量，在横向倾斜管路中的电容液位计开关传感器能够实时监测水位的最低高度、温度传感器能够实时传送管道内介质温度值。音叉密度传感器作为脱水系统的主控传感器，它检测的值决定了气动球阀的的开度，电容液位计开关传感器决定了阀门最终的关阀，温度传感器确保了管道介质不会凝固，保持介质的流动性。现场控制器确保了系统脱水安全。蒸汽吹扫控制管路对脱水器长效运行起到了辅助作用。开启阀值、调节阀开度反馈、阀门最大开度设定等参数能通过Modus/RS-485通讯或4～20mA电流信号远传至控制室进行监控，有利于更高层面的安全管控；所述脱水系统的反洗蒸汽可以通过电磁阀控制，当音叉密度计检测误差比较大、电容液位开关探头粘附杂物导致检测失灵，可以在关闭进口介质时手动或自动控制对它们的冲洗，同时也可用于机械管路的清洗。
3)本自动油脱水系统参数整定方式可现场手动操作和后台监控操作，且现场可以标定设置参数。
4)本自动油脱水系统仪表具有故障诊断，报警功能，在断气、断电、通讯故障条件下会自动关闭阀门。
5)本自动油脱水系统与远程DCS系统连接，既能自动运行，又能通过现场人工切换到手动运行，还能通过远程DCS远程干预脱水进程。
6)本自动油脱水系统所用气动调节阀为单作用气动球阀，当失风、掉电、火灾时阀门立即关闭全程运行时间小于3秒，且能远程报警。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图中：1-垂直管路、11-入口法兰、12-喉管、13-吹扫接管、14-吹扫接管法兰、15-上同心大小头、16-垂直筒体、17-密度计连接法兰、18-下同心大小头、19-出口法兰、2-三通连接件、21-上法兰、22-三通、23-左法兰、3-横向倾斜管路、31-上偏心大小头、32-缓冲筒体、33-下偏心大小头、34-出口接管、4-气动调节阀、41-气源三联件、42-定位器、43-开度反馈器、44-气动球阀、5-双阀接管、6-手动球阀、7-音叉密度计、8-电磁阀、9-电容液位开关传感器、10-温度传感器、20-现场控制器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：如图1中所示自动油脱水系统，所述的脱水系统由机械管路、电气仪表、现场控制器20构成。
所述机械管路包括依次向后连接的垂直管路1、三通连接件2、横向倾斜管路3、气动调节阀4和手动球阀6。
所述垂直管路1的主体为竖向设置的垂直筒体16，垂直管路1通过入口法兰11将现场油罐排水口与垂直筒体16连接，入口法兰11下接喉管12，喉管12下接上同心大小头15的小端，上同心大小头的大端与垂直筒体16上端相连，垂直筒体16下端与下同心大小头18大端相连，下同心大小头18的小端与法兰连接，构成了脱水系统的垂直管路部分，上下接口法兰方便组装、检修时方便拆卸；中间扩容的垂直筒体有利于存储更多的介质、也有以利于音叉密度计的工作，音叉密度计7的传感音叉插入垂直筒体16的中部。
横向倾斜管路3的主体为前高后低倾斜3°～5°设置的缓冲筒体32；缓冲筒体32的左端通过上偏心大小头31与三通连接件2连接，上偏心大小头31的小端与三通22焊接，缓冲筒体32右端与下偏心大小头33的大端连接、下偏心大小头小端与双阀接管5连。所述横向倾斜管路通过对偏心大小头的小端切割，使横向倾斜管路与水平线直接形成一定的倾斜角度，这种横向倾斜管路设计的目的是方便在切水器关闭状态下，进入切水管道底部的油能快速回到顶部；所述横向倾斜管路通过两个偏心大小头对称焊接、一个小端入口中心朝上、一个小端出口中心朝下，这种入口与出口有一个高度差的设计使罐内污泥等杂质顺利冲出去，不会堆积、堵塞在管道内。
温度传感器10的传感头插入缓冲筒体32的中部；电容液位开关传感器9与三通连接件2的另一接口端连接，三通连接件2的与电容液位开关传感器9连接端、三通连接件2的与横向倾斜管路3连接端二者水平相对设置。
现场控制器20用于通过音叉密度计7的输出信号控制气动调节阀4的开度，通过电容液位开关传感器9反馈的油水临界信号关断气动调节阀4，通过温度传感器10反馈信号上传缓冲筒体32内液体的温度信号，在超过阈值时触发报警和关断气动调节阀4。
喉管12通过吹扫接管13连接电磁阀8的一端，电磁阀的另一端用于连接蒸汽管，电磁阀的控制线与现场控制器20连接，用于在关闭进口介质后对音叉密度计7、电容液位开关传感器9和机械管路的清洗。
所述入口法兰11将现场油罐排水口与垂直管路1连接，垂直管路1、电容液位开关传感器9、横向倾斜管路3通过三通连接件2连接，出口处的双阀接管5将横向倾斜管路3与气动调节阀4相连接，气动调节阀4再通过双阀接管5与手动球阀6连接；现场控制器20根据音叉密度计7给定的信号控制气动调节阀4的开度、根据电容液位开关传感器9控制脱水阀的关闭。
所述三通连接件2的中端和左端各与一法兰连接，分别用于与上端的垂直管路1和左边法兰式的电容液位开关传感器9连接，三通连接件2的右端直接与横向倾斜管路3左端焊接。三通连接方式将垂直管路和横向倾斜管路连接成L形结构，使储罐内的介质有足够的缓冲时间，保证了在气动调节阀彻底关闭时还有足够的水被“封存”，形成水封，以使排水含油量达到环保要求。同时三通的另一端方便法兰式的电容液位开关传感器9的连接，此电容液位开关传感器9安装在垂直管路底部，横向倾斜管路3的上游，目的是用来保证脱水安全，起到了第二重保护作用。
电容液位开关传感器9采用先进的数字自动补偿技术，将容器内的液位变化量转换成电容变化量。探极内有两个极板，介质的变化改变电极间的介电常数，从而得到电容量的变化，通过电子插件把电容量转换成电压信号，通过报警点的设计和报警动作的实现。利用它可以在垂直筒体中水位下降到此处时将液位低告警信号传送到现场控制器，现场控制器给出强制关阀命令，停止脱水，并将告警信号传送到DCS告知脱水器故障，以利实时检修。
所述垂直筒体1中端通过法兰连接音叉密度计7即在线式密度(浓度)传感器，是一种连续在线测量液体密度的仪表，主要用于工业过程自动化控制。根据介质密度变化产生相应的4-20mA模拟信号，同时可经过转换输出数字信号便于远程校准与监控，可连续、实时在线测量管道或罐体的液体密度。利用它可以根据管道中流动的介质密度自动控制气动调节阀4的开度，从而控制脱水量的大小，确保脱水稳定进行，不形成突然开和关出现的紊流现象，进一步的保证了所脱水中含油量达到环保排放要求。
横向倾斜管路3中端通过螺纹与一温度传感器10连接。此温度传感器利用pt100将温度变量转换为可传送的标注化4-20mA模拟信号输出，利用它上传的信号，可以检测脱水管内介质温度，确保脱水器介质温度达到介质输送工艺要求。在现场控制器20中预先设定好高、低温报警值，这样就可以自动监控伴温蒸汽的有无和伴温的恒定。
所述手动球阀6通过出口管件与气动调节阀4串接。采用串接阀门的方式，特别是加一级手动球阀，为的是在气动调节阀出现故障不能关闭或被介质中的沙子等杂物卡住关闭不严的情况下，人为通过关闭后级常开的手动球阀，确保脱水安全。
所述电磁阀8通过出法兰与吹扫接管接。脱水系统的反洗蒸汽可以通过电磁阀控制，当音叉密度计检测误差比较大、电容液位开关传感器9探头粘附杂物导致检测失灵，可以在关闭进口介质时手动或自动控制对它们的冲洗，同时也可用于机械管路的清洗。
所述音叉密度计、电磁阀、电容液位开关传感器、温度传感器、阀态回讯器、定位器通过穿入防爆饶性软管的电线电缆与现场控制箱内的接线端子相接。所述现场控制箱内的通信接线端子与远程DCS通过穿管电缆相接。相关电气仪表、远程DCS通过电线电缆连成电路控制体系，实现自动控制。
所述音叉密度计7采用一体化不锈钢法兰连接结构，防介质腐蚀，抗干扰能力强，能够连续检测油水密度，防止乳化层的影响，具有很强的抗污染能力。
所述电容液位开关传感器9检测部件包覆一层PTFE材料，耐高温，防黏附，确保电容检测值的可靠性。
所述垂直管路1通过三通连接件2与横向倾斜管路3平滑过渡，保证了管道介质流态平稳，不形成紊流，有利于脱水持续进行。不会形成时断时续的现象，提高气动球阀的使用寿命。
所述横向倾斜管路3通过上偏心大小头31和下偏心大小头33对称安装，保证了脱水罐内介质容积，使脱水更加安全。通过斜切上偏心大小头31保证水平管路形成一定的坡度，使回油效果更迅速，效果更显著。
所述现场控制器11安装在防爆盒中，在防爆盒上根据需要开设了手动控制按钮和各种指示灯，即方便现场手动操作，又保护了内置器件的安全。同时满足工业现场防爆、防护要求。并安装脱水管道上，成为一个撬装整体，方便安装，占地方小。
为了更进一步的解释本实用新型，特将本实用新型的工作过程描述如下：油罐底部的介质通过入口法兰11进入垂直管路1，通过安装在垂直管路1上的音叉密度计7的震动音叉部件，而当液体流经叉体时，振动发生改变，引起谐振频率变化，从而通过电子处理单元计算出准确的密度值。(振动频率与密度的关系为：ρ＝K0+K1T+K 2T2
式中，ρ-液体密度，T-传感器输出的振动周期，K0、K1、K2-传感器的常数。
在出厂时标定探头在不同介质中的振动频率。
例如：在空气中振动，频率约1000Hz，在油中振动，频率约700Hz，在水中振动，频率约600Hz，
介质的密度决定了振动的频率。
此密度值通过电线上传到现场控制器11，现场控制器11自动给定输出信号给气动调节阀4，使其开度与音叉密度计7信号匹配，同时开度反馈器43将气动球阀44的开度信号反馈给现场控制器11，实现自动调节阀门开度脱水功能。
所述罐底部的介质通过垂直管路1底部连接的电容液位开关传感器9时，此电容液位开关传感器9将当前垂直管路1水位高度信号上传到现场控制器11，音叉密度计7失效导致水液位下降到设定最低告警点时，给出告警开关信号给现场控制器11，现场控制器11给出关阀指令，脱水结束，直到垂直管路1水位上升到安全高度，故障告警信号解除。
所述罐底部的介质在横向倾斜管路3流动时，安装在横向倾斜管路3的温度传感器10检测管内介质温度，并实时上传到现场控制器11，当现场控制器11监测到温度低于或高于设定值时给出告警信号，确保管内介质安全和脱水器正常工作。
所述蒸汽吹扫控制管路在检修期间通过现场控制器11给定开电磁阀8信号，蒸汽通过电磁阀8、吹扫接管法兰14、吹扫接管13、喉管12进入到脱水管路，对脱水器内部和音叉密度计7音叉部件、电容液位开关传感器9探头部分进行吹扫，保证仪表检测部件的干净，对脱水系统长效正常运行起到了辅助作用。