天然氣系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備——分離設(shè)備

自然?氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)用分別設(shè)備主要用來除去自然?氣中懸浮的固、液相雜質(zhì)。脫除固、液相雜質(zhì)的目的是降低管道及設(shè)備的輸送負(fù)荷、防止或降低腐蝕或堵塞的發(fā)生、保證管道與設(shè)備平安牢靠運(yùn)行。其中固態(tài)雜質(zhì)主要是由氣層中夾帶出來的少量地層巖屑等雜物和設(shè)備管道中產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物，而分別的主要對(duì)象是液相雜質(zhì)，如地層水、凝析油等，因而自然?氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)用的分別設(shè)備主要是氣液分別設(shè)備。

自然?氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)中所使用的分別器種類繁多，但按其作用原理主要可分為兩大類，即重力分別器和旋風(fēng)分別器。其他類型的分別器有螺道式分別器、百葉窗式分別器、過濾分別器等。

一、重力分別器

重力式分別器有各種各樣的結(jié)構(gòu)形式，但其主要分別作用都是利用自然?氣和被分別物質(zhì)的密度差(即重力場中的重度差)來實(shí)現(xiàn)的，因而叫做重力式分別器。重力式分別器依據(jù)功能可分為兩相分別(氣液分別)和三相分別(油氣水分別)兩種。按流體流淌方向和安裝形式又可分為立式分別器、臥式分別器等。

1.兩相分別器

(1)立式分別器立式重力分別器的主體為一立式圓筒體，氣流一般從該筒體的中段進(jìn)入，頂部為氣流出口，底部為液體出口，結(jié)構(gòu)與分別作用如圖5-1。

<imgalt=““height=“388”src=“/UploadFiles/20123/Manage/201203261634549976.jpg”width=“300”/

初級(jí)分別段——即氣流入口處，氣流進(jìn)入簡體后，由于氣流速度突然降低，成股狀的液體或大的液滴由于重力作用被分別出來直接沉降到積液段。為了提高初級(jí)分別的效果，常在氣液入口處增設(shè)入口擋板或采納切線入口方式。

二級(jí)分別段——即沉降段，經(jīng)初級(jí)分別后的自然?氣流攜帶著較小的液滴向氣流出口以較低的流速向上流淌。此時(shí)，由于重力的作用，液滴則向下沉降與氣流分別。本段的分別效率取決于氣體和液體的特性、液滴尺寸及氣流的平均流速與擾動(dòng)程度。

積液段——本段主要收集液體。一般積液段還應(yīng)有足夠的容積，以保證溶解在液體中的氣體能脫離液體而進(jìn)入氣相。對(duì)三相分別器而言，積液段也是油水分別段。分別器的液體排放掌握系統(tǒng)也是積液段的主要內(nèi)容。為了防止排液時(shí)的氣體旋渦，除了保留一段液封外，也常在排液口上方設(shè)置擋板類的破旋裝置。

除霧段一主要設(shè)置在緊靠氣體流出口前，用于捕集沉降段未能分別出來的較小液滴(10～100μm)。微小液滴在此發(fā)生碰撞、分散，最終結(jié)合成較大液滴下沉至積液段。

立式重力分別器占地面積小，易于清除筒體內(nèi)污物，便于實(shí)現(xiàn)排污與液位自動(dòng)掌握，適于處理較大含液量的氣體。但單位處理量成本高于臥式。

(2)臥式分別器臥式重力式分別器的主體為一臥式圓筒體，氣流從一端進(jìn)入，自另一端流出，其作用原理與立式分別器大致相同，由圖5-2所示，可分為下列部分。

<imgalt=““height=“251”src=“/UploadFiles/20123/Manage/201203261634562855.jpg”width=“500”/

入口初級(jí)分別段——可具有不同的入口形式，其目的也在于對(duì)氣體進(jìn)行初級(jí)分別。除了入口擋板外，有的在入口內(nèi)增設(shè)一個(gè)小內(nèi)旋器，即在入口對(duì)氣-液進(jìn)行一次旋風(fēng)分別。

沉降二級(jí)分別段——此段也是氣體與液滴實(shí)現(xiàn)重力分別的主體。在立式重力分別器的沉降段內(nèi)，氣流一般向上流淌，而液滴向下運(yùn)動(dòng)，兩者方向完全相反，因而氣流對(duì)液滴下降的阻力較大，而臥式重力分別器的沉降段內(nèi)，氣流水平流淌與液滴下降成90°夾角，因而對(duì)液滴下降阻力小于立式重力分別器，通過計(jì)算可知臥式重力分別器的氣體處理力量比同直徑立式重力分別器的氣體處理力量大。

除霧段——此段可設(shè)置在簡體內(nèi)，也可設(shè)置在簡體上部緊接氣流出口處，除霧段除設(shè)置纖維或金屬網(wǎng)絲外，也可采納特地的除霧芯子。

液體儲(chǔ)存段(積液段)——此段設(shè)計(jì)常需考慮液體必需的在分別器內(nèi)的停留時(shí)間，一般儲(chǔ)存高度按D/2考慮。

泥沙儲(chǔ)存段——這段實(shí)際上在積液段下部，主要是由于在水平筒體的底部，泥砂等污物有45°～60°的靜止角，因排污比立式分別器困難，有時(shí)此段需增設(shè)兩個(gè)以下的排污口。

臥式重力分別器和立式分別器相比，具有處理力量較大、安裝便利和單位處理量成本低等優(yōu)點(diǎn)。但也有占地面積大、液體掌握比較困難和不易排污等缺點(diǎn)。2.三相分別器(1)立式分別器圖5-3表示一個(gè)典型的立式三相分別器結(jié)構(gòu)。流體經(jīng)過側(cè)面的入口進(jìn)入分別器，在進(jìn)口擋板處，流體分別出大量氣體。分別出的液體經(jīng)降液管輸送到油氣界面處而不影響撇沫。連通管上下的壓力通過連通管平衡。油氣水混合物經(jīng)降液管出口處的安排器進(jìn)入油水界面，氣體從今處上升，油水也由于重力的緣由分別向上向下運(yùn)動(dòng)從而最終達(dá)到分別油氣水的目的。

<imgalt=““height=“353”src=“/UploadFiles/20123/Manage/201203261634578