電脫分離器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(cè)儀、傳感器、調(diào)節(jié)閥等）、及安全輔助系統(tǒng)。文章對(duì)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(jì)時(shí)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(lái)看，原來(lái)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(jí)有效的撞擊分離作用；同時(shí)布置在內(nèi)外錐之間環(huán)形通道的軸向調(diào)節(jié)擋板，對(duì)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(lái)的軸向型粗粉分離器的基礎(chǔ)上，對(duì)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(jí)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(jí)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(jí)擋板對(duì)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(chǎng)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(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。

2.4 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)分離器工作質(zhì)量的要求

4.1 氣液界面大、滯留時(shí)間長(zhǎng)；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(jì)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(chǔ)存油氣混合物并使其分離的密閉圓筒。

3）量油玻璃管：通過(guò)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(gè)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(jì)量時(shí)天然氣的外出通道。

6）安全閥：保護(hù)分離器，防止壓力過(guò)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(dòng)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(lái)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(shí)，氣體因密度小而上升，經(jīng)分離傘集中向上改變流動(dòng)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(cè)氣。

3 玻璃管手動(dòng)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(shí)，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(jì)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(shí)間t，則可計(jì)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(dòng)量油計(jì)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(shí)間為t秒，則每秒液量為：q'm= WL/t = hwρw πD2/4t

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

q= q/m t/= hwρw πD2 t//4t

8玻璃管手動(dòng)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(jì)量閥3；

8.3關(guān)單井來(lái)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(dòng)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(jì)量閥；

9.3關(guān)單井來(lái)油閥；

10玻璃管手動(dòng)量油操作過(guò)程說(shuō)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(wú)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(lái)油閥，再開氣出口閥（此時(shí)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(shí)，關(guān)閉出口閥門，開始量油。

10.2記錄量油時(shí)間

等玻璃管內(nèi)液面與下量油刻度線重合時(shí)記下量油起始時(shí)間T11，在液面上升過(guò)程中注意觀察分離器壓力表壓力與計(jì)量間外輸匯管壓力表的壓力（正常時(shí)兩者壓力值基本一致），直到液面上升至玻璃管量油上線時(shí)記錄下時(shí)間T12，迅速打開量油出口閥（壓液面），其他閥門流程不動(dòng)；等玻璃管內(nèi)液面降至下量油刻度線以下時(shí)，再次關(guān)閉量油出口閥，即重復(fù)上一次操作過(guò)程，記錄下第二次量油時(shí)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(cè)氣同步，可直接進(jìn)行測(cè)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(shí)間整理計(jì)算出本次量油的時(shí)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(jì)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(yǔ)

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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