電脫分離器結構設計研究

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組成，電脫分離器本體包括：內部電極組、進出口管系、其它輔助管系等；輔助系統，包括：供電系統（主要有控制器、變壓整流器等）、油水界面控制系統（主要有界面檢測儀、傳感器、調節閥等）、及安全輔助系統。文章對電脫分離器的分離機理和結構特性進行了詳細分析，并總結了電脫分離器的關鍵影響因素和設計時應考慮的結構特性。

關鍵詞：填料；設備；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內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，而在內外錐之間的軸向調節擋板區，粗顆粒與軸向擋板發生碰撞被彈回，增加了一級有效的撞擊分離作用；同時布置在內外錐之間環形通道的軸向調節擋板，對分離區的離心分離效果，改善了分離器的性能。而串聯雙軸向分離器是在原來的軸向型粗粉分離器的基礎上，對其一次分離區結構和氣流形態加以改進，在一次分離區增加了一級軸向調節擋板的撞擊分離作用，增強了分離器的分離效果，改善了煤粉的均勻性。

2 技術特點

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

2.2 改善了一次分離區的結構和氣流形態，增強了一級擋板對氣流的撞擊和導向作用，降低了分離器的阻力，改善了該區域的重力分離效果。

2.3 分離器內的流場更為合理。提高了分離器的容積利用率，減輕了局部磨損，并在關鍵部位采用適當的防磨措施，延長了設備的使用壽命。

2.4 結構簡單，改造方便，尤其適宜于老機組的改造。

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 碰撞聚結型：絲網聚結、波紋板聚結分離器；

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。

4.2 具有良好的機械分離效果，氣中少帶液，液中少帶氣。

5 計量分離器

5.1 結構

1）水包：分離器隔板下面的容積內裝有水，其側下部焊有小水包，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：進入分離器的油氣混合物進行計量時天然氣的外出通道。

6）安全閥：保護分離器，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）進油管：油氣混合物的進口

9）散油帽：油氣混合物進入分離器后噴灑在散油帽上使油氣分開，還可穩定液面。

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

油氣混合物經進油管線進入分離器后，噴灑在擋油帽上（散油帽），擴散后的油靠重力沿管壁下滑到分離器的下部，經排油管排出。同時，氣體因密度小而上升，經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，脫油后的氣體經分離器頂部出氣管進入管線進行測氣。

3 玻璃管手動量油原理

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

7 玻璃管手動量油計算公式

據連通器原理：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先開分離器進口閥2；

8.2再開單井計量閥3；

8.3關單井來油閥4；

8.4開氣出口閥5；

8.5關出口閥1。

9玻璃管手動量油井間流程操作步驟

9.1先開分離器進口閥；

9.2再開單井計量閥；

9.3關單井來油閥；

10玻璃管手動量油操作過程說明

10.1量油的準備工作及倒換流程

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

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

10.2記錄量油時間

等玻璃管內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；等玻璃管內液面降至下量油刻度線以下時，再次關閉量油出口閥，即重復上一次操作過程，記錄下第二次量油時間T21與T22。

連續重復3-5次（次數以本油田量油管理規定為準），記錄下T31與T32，…，T51，與T52，；如本次量油與測氣同步，可直接進行測氣，否則就要盡快恢復該井正常生產流程；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換算出該井的當日產液量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/T （m3/d）北京水泥廠指定的高效細粉分離器結構合理特點。

11 結束語

獨特的結構型式和合理的結構參數及選型，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，異型入口結構，減少了進氣與內部旋流的相互干擾，有效地組織了分離器內的氣流工況，提高了分離器的效率，在排氣管內裝有適當形式的導向葉片，減少了分離器的阻力，從而保證了該系列細粉分離器具有良好的性能。

參考文獻

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