電脫分離器結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

余紅波

摘 要：電脫分離器通常由電脫分離器本體和輔助系統(tǒng)組成，電脫分離器本體包括：內(nèi)部電極組、進(jìn)出口管系、其它輔助管系等；輔助系統(tǒng)，包括：供電系統(tǒng)（主要有控制器、變壓整流器等）、油水界面控制系統(tǒng)（主要有界面檢測儀、傳感器、調(diào)節(jié)閥等）、及安全輔助系統(tǒng)。文章對電脫分離器的分離機(jī)理和結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了詳細(xì)分析，并總結(jié)了電脫分離器的關(guān)鍵影響因素和設(shè)計時應(yīng)考慮的結(jié)構(gòu)特性。

關(guān)鍵詞：填料；設(shè)備；油水分離器

1 概述

從分離器的工作原理來看，原來的軸向型粗粉分離器在一次分離區(qū)內(nèi)的重力分離和撞擊分離作用與徑向型粗粉分離器基本相同，而在內(nèi)外錐之間的軸向調(diào)節(jié)擋板區(qū)，粗顆粒與軸向擋板發(fā)生碰撞被彈回，增加了一級有效的撞擊分離作用；同時布置在內(nèi)外錐之間環(huán)形通道的軸向調(diào)節(jié)擋板，對分離區(qū)的離心分離效果，改善了分離器的性能。而串聯(lián)雙軸向分離器是在原來的軸向型粗粉分離器的基礎(chǔ)上，對其一次分離區(qū)結(jié)構(gòu)和氣流形態(tài)加以改進(jìn)，在一次分離區(qū)增加了一級軸向調(diào)節(jié)擋板的撞擊分離作用，增強(qiáng)了分離器的分離效果，改善了煤粉的均勻性。

2 技術(shù)特點(diǎn)

2.1 在軸向型粗粉分離器內(nèi)錐下部增加了一級可調(diào)擋板的撞擊分離，增強(qiáng)了分離器的分離效果，提高了煤粉的均勻性。

2.2 改善了一次分離區(qū)的結(jié)構(gòu)和氣流形態(tài)，增強(qiáng)了一級擋板對氣流的撞擊和導(dǎo)向作用，降低了分離器的阻力，改善了該區(qū)域的重力分離效果。

2.3 分離器內(nèi)的流場更為合理。提高了分離器的容積利用率，減輕了局部磨損，并在關(guān)鍵部位采用適當(dāng)?shù)姆滥ゴ胧?，延長了設(shè)備的使用壽命。

2.4 結(jié)構(gòu)簡單，改造方便，尤其適宜于老機(jī)組的改造。

3 分離器類型

3.1 重力分離型：常用的為臥式和立式重力分離器；

3.2 碰撞聚結(jié)型：絲網(wǎng)聚結(jié)、波紋板聚結(jié)分離器；

3.3 旋流分離型：反向流、軸向流旋流分離器、緊湊型氣液分離器；

4 對分離器工作質(zhì)量的要求

4.1 氣液界面大、滯留時間長；油氣混合物接近相平衡狀態(tài)。

4.2 具有良好的機(jī)械分離效果，氣中少帶液，液中少帶氣。

5 計量分離器

5.1 結(jié)構(gòu)

1）水包：分離器隔板下面的容積內(nèi)裝有水，其側(cè)下部焊有小水包，小水包中間焊有小隔板，小水包中的水與分離器隔板以下的大水包及玻璃管相連通。

2）分離筒：儲存油氣混合物并使其分離的密閉圓筒。

3）量油玻璃管：通過閘門及管線，其上端與分離器頂部相通下部與小水包連通，玻璃管與分離筒構(gòu)成一個連通器供量油用。

4）加水漏斗與閘門：給分離器的水包加水用。

5）出氣管：進(jìn)入分離器的油氣混合物進(jìn)行計量時天然氣的外出通道。

6）安全閥：保護(hù)分離器，防止壓力過高破壞分離器。

7）分離傘：在分離筒的上部，由兩層傘狀蓋子組成。使上升的氣體改變流動方向，使其中攜帶的小液滴粘附在上面，起到二次分離的作用。

8）進(jìn)油管：油氣混合物的進(jìn)口

9）散油帽：油氣混合物進(jìn)入分離器后噴灑在散油帽上使油氣分開，還可穩(wěn)定液面。

10）分離器隔板：在分離器下部油水界面處焊的金屬圓板直徑與分離筒內(nèi)徑相同，但邊緣有缺口，使其上下連通，其面上為油下面為水，中間與出油管線連通。

11）排油管：是分離器中的油排出通道，其焊在分離器隔板中心處，并與分離器隔板以上相通。

12）支架：用來支撐分離器。

5.2 工作原理

油氣混合物經(jīng)進(jìn)油管線進(jìn)入分離器后，噴灑在擋油帽上（散油帽），擴(kuò)散后的油靠重力沿管壁下滑到分離器的下部，經(jīng)排油管排出。同時，氣體因密度小而上升，經(jīng)分離傘集中向上改變流動方向，將氣體中的小油滴粘附在傘壁上，聚集后附壁而下，脫油后的氣體經(jīng)分離器頂部出氣管進(jìn)入管線進(jìn)行測氣。

3 玻璃管手動量油原理

在分離器側(cè)壁裝一高壓玻璃管和分離筒構(gòu)成連通器，根據(jù)連通器原理，分離器內(nèi)液柱壓力與玻璃管內(nèi)水柱壓力相平衡，因此，當(dāng)分離器內(nèi)液柱上升到一定高度時，玻璃管內(nèi)水柱也相應(yīng)上升一定高度，但因液、水密度不同，分離器內(nèi)液柱和玻璃管中的水柱上升高度也不相同。只要知道玻璃管內(nèi)水柱高度hw，就可以計算出分離器內(nèi)液柱上升高度How，記錄玻璃管內(nèi)水柱上升高度所需時間t，則可計算出分離器內(nèi)液柱重量，就可求出該井日產(chǎn)量。

7 玻璃管手動量油計算公式

據(jù)連通器原理：Howρow g=hwρw g

即：Howρow=hwρw

則：How=hwρw / ρow

若分離器在直徑為D，則液柱重量為：

WL= How ρow πD2/4

= hwρw πD2/4

若玻璃管水柱上升高度所需時間為t秒，則每秒液量為：q'm= WL/t = hwρw πD2/4t

折算時間為t/秒時的產(chǎn)液量 （4小時=14400秒，8小時=28800秒）：

q= q/m t/= hwρw πD2 t//4t

8玻璃管手動量油操作步驟

8.1先開分離器進(jìn)口閥2；

8.2再開單井計量閥3；

8.3關(guān)單井來油閥4；

8.4開氣出口閥5；

8.5關(guān)出口閥1。

9玻璃管手動量油井間流程操作步驟

9.1先開分離器進(jìn)口閥；

9.2再開單井計量閥；

9.3關(guān)單井來油閥；

10玻璃管手動量油操作過程說明

10.1量油的準(zhǔn)備工作及倒換流程

首先做好檢查準(zhǔn)備工作：紙、筆、秒表、玻璃管、量油上下線刻度及高度、分離器進(jìn)出口閥門及液面高度情況等都是否正常，確認(rèn)無誤后開始倒流程；

開分離器進(jìn)口閥和單井量油閥，關(guān)閉單井來油閥，再開氣出口閥（此時量油井的液量已開始進(jìn)入分離器內(nèi)），用量油出口閥的開關(guān)控制玻璃管內(nèi)的液面，待玻璃管內(nèi)液面略低于玻璃管量油下刻度線時，關(guān)閉出口閥門，開始量油。

10.2記錄量油時間

等玻璃管內(nèi)液面與下量油刻度線重合時記下量油起始時間T11，在液面上升過程中注意觀察分離器壓力表壓力與計量間外輸匯管壓力表的壓力（正常時兩者壓力值基本一致），直到液面上升至玻璃管量油上線時記錄下時間T12，迅速打開量油出口閥（壓液面），其他閥門流程不動；等玻璃管內(nèi)液面降至下量油刻度線以下時，再次關(guān)閉量油出口閥，即重復(fù)上一次操作過程，記錄下第二次量油時間T21與T22。

連續(xù)重復(fù)3-5次（次數(shù)以本油田量油管理規(guī)定為準(zhǔn)），記錄下T31與T32，…，T51，與T52，；如本次量油與測氣同步，可直接進(jìn)行測氣，否則就要盡快恢復(fù)該井正常生產(chǎn)流程；最后把剛才記錄的時間整理計算出本次量油的時間T，再與分離器量油常數(shù)換算出該井的當(dāng)日產(chǎn)液量q1，具體計算方法如下：

T=[（T12-T11）+（T22-T21）+（T32-T31）+（T42-T41）+（T52-T51）]/5 （s）

q1=量油常數(shù)/T （m3/d）北京水泥廠指定的高效細(xì)粉分離器結(jié)構(gòu)合理特點(diǎn)。

11 結(jié)束語

獨(dú)特的結(jié)構(gòu)型式和合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)及選型，使得它在保證分離性能——具有較高的效率和較小阻力的前提下，減少了金屬消耗量，且布置上很方便。入口用直切式，異型入口結(jié)構(gòu)，減少了進(jìn)氣與內(nèi)部旋流的相互干擾，有效地組織了分離器內(nèi)的氣流工況，提高了分離器的效率，在排氣管內(nèi)裝有適當(dāng)形式的導(dǎo)向葉片，減少了分離器的阻力，從而保證了該系列細(xì)粉分離器具有良好的性能。

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