石油化工工业的迅速发展对生产技术水平和生产自动化的要求越来越高，低水平的手工操作*影响了企业综合效益的提高，油罐脱水就是一个尤为典型的例子。目前石化行业的油罐脱水均采用人工操作，对油水的分离无法严格控制，排水的含油量比较高，这不仅造成油品的浪费，也污染了环境；尤其人为误操作时有发生，带来*的安全隐患。研制一种安全可靠的脱水控制装置成为生产的急需。
油罐自动脱水器的开发和应用对石油化工工业的生产技术水平和生产自动化的提高，无疑是一项重要的贡献。它解决了石化行业的油罐脱水采用人工操作，对油水的分离无法严格控制，排水的含油量比较高，造成油品的浪费，污染环境等问题；克服了人为误操作带来的*安全隐患。
我们组织开发的油罐自动脱水器，这种新颖的装置安装在油罐下部，利用浮力产生的机械力自动开启排水，且排水完成后能自动关闭，不需要人工干预，不消耗能源，不存在防烛爆问题,且具有定期冲洗、清洁和排污的功能。既保障了生产的安全运行，也减轻工人的劳动强度和对环境的污染。适用范围广，安装使用方便，安全性能好，可靠性高。
二、油罐自动脱水器简介
2.1 作用
由于油品的性质为易燃易爆，石油行业、石油库对油罐脱水都忌用电控设备，均采用普通阀门人工操作。但在实际操作中对水的排放量不易控制，脱水时间也不也掌握，以致排水含量高，甚至人为的误操作导致油品损失 、造成环境污染、带来严重的安全隐患。同时，值班人员的负担重、责任大。
我们开发的这种安全的脱水控制装置--油罐自动脱水器，安装在油罐下部的脱水管或排污管上，能自动开启排水，且排水完成 后能自动关闭，
不需要人工干预。
该脱水器具备如下的技术特征：
1、利用浮力原理来实现排水通道的开通或关闭。
2、利用先导原理消除油罐产生的静压力。
3、直接安装在油罐的脱水管或排污管上，可以自动开启排水，且排水完成后能自动关闭，不需要人工干预。排除人为误操作的因素，完成实现了脱水的自动化。
4、不需要任何能源，自行动作。
5、该脱水器的开通或关闭状态由下述介质状态所决定：
⑴脱水器内积聚了一定量的水时自行开通排放；
⑵脱水器内积聚到一定量的油时自行关闭，阀自动使出水口关闭严密，确保安全。
6、排水结束后，脱水器尚保留部分水，保证脱水工况安全。
7、可定期对脱水器进行冲洗和排污。
本脱水器*达到了自动脱水的功能 ，技术含量高、投资水、实用性好，自行运行，不需要能源而能达完善的控制，是油罐脱水较理想的设备。
2.2工作原理简介
1、设计原理
⑴浮力原理
本脱水器首先利用浮体在不同介质中所受浮力的差异这一特性。
对于常用油料，其密度范围ρ20列表如下：
车用汽油 0.710~0.730
航空汽油 0.730~0.745
航空煤油 0.775~0.790
灯用煤油 0.820~0.840
柴油 0.800~0.830
轻柴油 0.800~0.830
从上表可见，油品密度范围约为0.71~0.84，而水的密度为1。根据浮力原理，浸入油水介质中的物体所受浮力F可由下式计算：
F=ρ油gV油+ρ水 gV水
式中：ρ油、ρ水分别为油品和水的密度；V油、V水分别为油品和水中浸入物体的体积； g为重力加速度。
该脱水器利用一个其密度介于油和水之间0.92的浮体在阀内的升降作为控制源，经此操纵一个与连杆连接的小阀芯，且由小阀芯带动大阀芯，控制阀芯与出水口之间的开合来实现排水通道的开通或关闭。该脱水器适用于密度＜0.85的所有油品。
⑵先导原理
在已往几乎所有的油罐自动脱水器为克服油罐儲油的静压力都采用了加大力臂增加开启力的各种措施。但由于 脱水器体积和限制，这种方法受到一定的局限 。为解决这一难题，在本自动脱水器中我们利用了先导原理，设计采用了一种较新颖的阀口密封结构--双阀结构。
根据脱水器的工况分析，作用与阀芯上的力为：
F=F1+F2+F1+S×h
式中：F-- 作用于阀芯上的力；
F1--作用于阀芯上浮体的重力；
F2--作用于阀芯是的油罐液位压力；
S-- 阀芯的面积；
h-- 油罐的液位。
从上式可知，阀芯所受的重力F1和油罐的液位可以视位不变的常数，导致阀芯上作用力F变化的参数主要是阀芯的面积S。如果减少阀芯的面积
S，就可以减少阀芯所受的力F。
根据上式和油罐脱水器工况的分析，阀芯在密封状态时，油罐儲油的静压力作用在大小两个阀芯上；但脱水器在开启工作时，利用浮力原理首先开启小阀芯，这样由于先导的作用，消除了作用在大阀芯上静压力，而后利用浮力继续带动大阀芯开启。采用这种设计解决了脱水器设计中的以下问题：
①巧妙地克服了静压力对油罐自动脱水器的工作产生的不利影响；
②增大了排水口的面积，解决了机械式脱水器排水量小的通病；
③能适当减少脱水器体积。
2、工作状况
⑴脱水器内积聚了一定量的水时浮体上升，小阀芯先行与出水口分开，脱水器开通排放；
⑵当小阀芯开启排水的同时，也消除了作用于大阀芯上静压力。小阀芯继续上升，带动并开启大阀芯排水。
⑶脱水器内积聚了一定量的油时浮体下降，先行关闭小阀芯，继而关闭大阀芯，封闭出水口，脱水器关闭。
理论上油罐自动脱水器可用于密度小于1的所有油品，同时也适用于其它两种互不相溶的液体介质的分离。本设计针对密度≤0.85的油品，基本上满足了成品油儲罐脱水的需求。
从以上的描述可以了解到，该脱水器设置于罐区、生产装置的儲油罐上，可以自动开通或自动关闭油罐的脱水口，实现了脱水过程的自动化，*不需要人工干预，大大减轻了工人的劳动强度，也防止了儲油罐内油品的异常向外流散造成事故的严重后果，可靠地保障了生产的安全。
3、维护与保养
⑴、脱水器设有一个冲洗口和一个排污口，可定期对脱水器内的浮球及其它零部件进行冲洗，以清除附在上面的杂物及沉积物。
⑵、排污口可及时的把脱水器内的污物和沉淀物排除掉,以保持脱水器
的清洁。
三、油罐自动脱水器结构原理
下图是油罐自动脱水器的结构原理图
结构原理图
如图所示：
在脱水器壳体的上部设有进水口，下部设有排水口，内部有一浮球通过连接杆与另一端的小阀芯相连接，配重通过连接杆安装在浮球上部。当浮球受浮力的作用上升或下降时，通过连接杆带动小阀芯开启或关闭排水口；当小阀芯升降到适当位置时，将同时带动大阀芯的启闭。
为进一步说明，先对附图所示的脱水器作一些理论上的简化：1、不考虑其它部件产生的重力；2、 配重合并到浮球为一体进行考虑。可以将浮球、配重、连接杆和小阀芯这四个部件共同视为一个浮体。
以下用上述的简化模型来说明本装置的工作原理。
确定一个介于油和水之间的密度值称为平稳点密度，选定浮体的密度等于平稳点密度。当脱水器壳体内的介质密度等于平稳点密度时，浮体的重力和小阀芯所受的静压力等于它所受浮力，杠杆处于平稳状态。当脱水器
壳体内的介质密度发生变化时，浮体所受浮力将发生变化，浮体将作上下运
动。若脱水器壳体内的介质为水时，浮体所浮力增大向上移动，同时带动小阀芯向移动，排水口被打开；若脱水器壳体内的介质为油时，浮体所受浮力减少小向下移动，同时带动小阀芯向下移动，排水口被堵住。
为了克服阀芯堵住排水口时受到的由油罐静压力产生的静压力的作用，脱水器的工况动作为：通过先行开启小阀芯以消除静压力的影响，然后再行开启大阀芯来实现。
在以往几乎所有的油罐自动脱水器为克服油罐储油的静压力都采用了加大力臂增加开启力的各种措施。但由于受脱水器体积的限制，这种方法受到一定的局限。为解决这一难题，我们利用先导理论，在油罐自动脱水器中设计采用了一种较新颖的阀口密封结构--双阀结构。由于 阀片所受的油罐储油的静压力为静液位×阀片面积，故设计中脱水器在开启时，首先开启小阀片，使得作用在阀片上的静压力得以消除。然后小阀片继续上升，带动大阀片开启，以此克服静压力对油罐自动脱水器的工作产生的不利影响。
配重为调节浮球的重量，并控制其运动方向而设置的。由于存在配重，实际的浮球的密度可以小于平稳点密度，甚至可以小于油的密度。
理论上储罐自动脱水器可用于密度小于1的所有油品，同时也适用于其它两种互不相溶的液体介质的分离。本设计针对密度≤0.85的油品，基本上满足了储油罐脱水的现实需求。
为了方便脱水器的清洗和排污，在脱水器上部设有冲洗口，在脱水下部设有清洗排污口，平时该排污口被关闭。
本脱水器适合于开口储油罐和低静压的封闭储罐。同时，也可用于其它
两种互不相溶液体储罐内的液体分离。
本企业可生产于低温条件下使用的带蒸汽伴热夹套的脱水器，防止在冬天等严寒条件下由于下部水的结冰使排水困难，确保脱水器在严冬条件下也能正常工作。
四、油罐自动脱水器的安装使用
4.1 功能及用途
功能：安装于储油罐下部的脱水器管或排污管上，自动开启排水，排水完成后自动关闭。
用途：适用于石化行业的生产装置、油品罐区油罐的自动截油排水。
4.2 适用油品的范围
本阀适用于油品密度＜850kg/m3的油品储罐产。
4.3 安装
安装示意图如下：
说明：
1、是否安装过滤器，可由使用方根据油品的性质确定；
2、若油罐自动脱水器安装在油罐排污管，应设置相应的排污附线。
3、油罐排水管若有排水弯头，则必须设置回油管。
4.4 注意事项
⑴水平安装在油罐脱水管或排污管；
⑵若脱水器安装在油罐脱水管，应注意以下问题；
①应尽量取缔油罐脱水管向下的弯头；
②若无法取缔该向下的弯头，应设置回油管。且当油罐中的水位低于油罐脱水管的水平管时，脱水器不能开始正常工作；
⑶定期检查脱水器是否泄漏，及时更换出水口配件；
⑷定期通过清洁冲洗口清洁脱水器内各部件。
⑸定期对脱水器内部进行排污，清除脱水器内的沉淀物，以保障大小阀芯密封面的清洁。
⑹定期对脱水器内部进行排污，清除脱水器内的沉淀物，以保障大小阀芯密封面的清洁，确保阀芯正常的开、关。
⑺带伴热蒸汽夹套的脱水器，使用输入蒸汽的温度范围是+30℃~+45℃，不能超过+50℃。
4.5法兰规格
本装置的连接法兰以JB/T82.2-94 PN0.6-4.0MPa DN50为基准法兰，也可根据用户要求定制其他规格的法兰，如：PN0.6~4.0Mpa GB9113 HG20592-97 ANSI16.5
五、结束语
本自动脱水器综合利用了浮力有原理和先导理论，不需其它动力源，因此不消耗能源，也不存在防爆问题。既保障了生产的安全运行，又减轻了工人的劳动强度。适用 范围广，安装使用方便，安全性能好，可靠性高。其具有以下优点：
⑴该脱水器采用法兰直接连接安装在油罐脱水管或排污管，基本不需要更改原有储油罐开口，不增设其它附件，施工简单方便；
⑵自动开启排水，脱水完成后自动关闭，不需要人工干预，实现了脱水的自动化；
⑶无需能源，安全可靠；
⑷适用于密度＜0.85的所有油品，且基本满足所有的拱顶或浮顶油罐，适用范围广；
⑸该脱水器的出水口根据现场的具体情况，可提高到高于进水口、且低于油罐正常储液液位的位置，给设计及现场安装带来方便；
本脱水器无需能源，自动进行储罐脱水，使用方便，安全可靠，它的推广使用必将对石化行业生产装置和油品罐区的储油罐的脱水带来*的便利，同时对于安全防水和环境保护有着极其重要的意义，具有显著的社会效益和经济效益。
