燃气工程设备综合0803

TheTeachingPlanMadeByJiangHongye1燃气工程设备燃气工程设备TheTeachingPlanMadeByJiangHongye2燃气工程设备油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye3燃气工程设备从气井中开采出来的天然气，常带有一部分液体（水和凝析油）和固体杂质（如岩屑粉尘）等。这些杂质不仅腐蚀管道、设备、仪表，而且还可以堵塞阀门、管线影响正常生产。因此，从井场来的流体必须在集气（油）站进行脱除机械杂质和处理，然后才能进入输气干线。另外，天然气在经过长输管道到达末站（城市门站）等时，由于管线内腐蚀等原因，不可避免的含有机械杂质，必须进行脱除。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye4燃气工程设备1.1天然气分离的方法：•相分离在一定的压力和温度下，气液混合物将形成一定比例和组成的液相和气相，即相分离。•机械分离用机械分离的方法把液相（或固相）和气相分开，称之为机械分离。1、概述油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye5燃气工程设备1.2天然气分离的基本目的：•从气流中分离掉液体和固体；•从油流中分离掉气体和固体以及游离水；•利用相对密度的差异将混合的液体分离成两种或三种流体等。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye6燃气工程设备1.2四个操作要求（功能）：•油和气或气和液的基本“相”的分离；•脱除气相中所夹带的液沫（雾状）；•脱除液相中所包含的气泡；•从分离器内分别引走已经分离出来的气相和液相，不允许它们彼此有重新夹带掺混的机会。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye7燃气工程设备四个部分（段）：•基本相分离段——流体从管线进入分离器，首先通过基本“相”分离段，使流体带有的能量得到控制或消减；•重力沉降段——使气体和液体的流量能保证流体在分离器内的速度经常在最大的允许线性速度以内，以便它们得到分离和沉降；•除雾段或聚集段——减少气体的紊流，使气体中夹带的液沫聚集、分离出来；•液体收集和引出段——使已分离的液（固）和气相不再彼此重新夹带，掺混，将它们分别地引走。分离器中的压力用压力控制阀来保持。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye8燃气工程设备2、重力式两相分离器2.1重力沉降分离原理重力沉降是分散相液滴在重力作用下，与周围气体发生相对运动，并实现分离的过程。液滴的重力沉降速度是指液滴相对于周围流体的沉降运动速度。影响重力沉降的因素很多，有颗粒的形状、大小、密度、流体的种类、密度、粘度等。液滴颗粒的沉降速度ggLgdW3)(40阻力系数ζ是雷诺数Re的函数)((Re)0ggWdff油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye9燃气工程设备2.2碰撞分离（聚结）原理碰撞分离就是利用碰撞作用把在沉降分离中未能除去的较小的液滴除去。油气分离器中完成碰撞分离作用的部件叫除雾器。除雾器内气体的通道是曲折的，携带着油雾的气体进入除雾器，在其中被迫绕流时，由于油雾的密度比气体大，惯性大，油雾不完全随气流改变运动方向，于是被碰撞到经常润湿的结构上被吸附。这些油雾不断被吸附积蓄，沿结构垂直面流下。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye10燃气工程设备2.3动量改变分离原理流体中不同密度的各相有不同的动量。如果两相流突然改变方向，较大动量的重流体微粒，不能象轻的流体那样迅速转向，所以就要产生分离。流动中的两相分离，通常采用动量法，如分离器的进口初级分离部分就是利用改变动量实现分离的典型例子。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye11燃气工程设备2.4重力式两相分离器的分离过程图1卧式分离器示意图油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye12燃气工程设备高效卧式分离器示意图油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye13燃气工程设备图3立式分离器示意图油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye14燃气工程设备立式分离器示意图油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye15燃气工程设备图5常规过滤分离器示意图油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye16燃气工程设备常规过滤分离器示意图TheTeachingPlanMadeByJiangHongye17燃气工程设备2.5卧式与立式分离器的比较•分离器重力沉降部分中液滴下沉方向看，在立式分离器中两者相反，在卧式分离器中两者相互垂直。在卧式分离器中，液滴更易于从气流中分出，因而卧式分离器适合于处理带液量较大的流体。•在卧式分离器中，气液界面面积较大，集液部分液体中所含有的气泡易于上升至气相空间，即所得的液体中含气量少。此外，卧式分离器还有单位处理量成本低，易于安装、检查、保养、易于制成撬装式等优点。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye18燃气工程设备•立式分离器占地面积小，适合于处理含固体杂质较多的油气混合物，可以在底部设置排污口定期排放和清除固体杂质。卧式分离器处理含固体杂质较多的油气混合物时，由于固相杂质有45℃~60℃的静止角，故在分离器底部沿长度方向需设置几个排放口。•卧式分离器具有较小的液体波动容量。•立式分离器也有与生产过程无关的某些缺点–卸压阀和某些控制器在没有特别的扶梯和平台时，可能是难以操作维修的；–由于高度的限制，分离器在搬动时必须从滑橇上拆卸下来。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye19燃气工程设备总之，对于正常的油气分离，特别是出现乳化、泡沫或高气油比的场合，卧式分离器可能是最经济的。在低气油比的场合，立式分离器工作得最有效，在非常高的气油比场合，（比如在从气体中仅仅需要脱除液体雾沫所使用的气体洗涤器）也可以使用立式分离器。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye20燃气工程设备2.6两相分离器的外壳及内部构件2.6.1分离器的外壳为内部承受压力的容器。它是一个圆形筒体，其内径及长度的尺寸，根据气体和液体的处理量，以及操作压力和温度等参数来设计确定，两端有通常是椭球形或球形的封头。筒体及封头的壁厚，按高压容器设计的要求及方法设计成有足够的厚度，以承受高的压力。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye21燃气工程设备2.6.2进口转向器1.导流档板可能是球形盘，平板，角铁，锥形物，或者是任何一种能使液流方向和速度快速变化的东西。档板主要是用结构支撑加以固定，以承受冲击动量载荷。使用半球形或锥形的装置，其优点是它比板或角铁所产生的扰动要小些，从而减少再夹带或乳化的问题。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye22燃气工程设备2.旋风式进口应用离心力，分离流体成为油气。这种进口可以是旋风式通道或者是环绕筒壁的切线流道。这些装置是属于专利性的，使用一个进口喷咀就足以产生一个围绕着内筒回转大约6m/s的液流速度，内筒的直径不大于分离器直径的2/3。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye23燃气工程设备3.波浪破碎器在长的卧式分离器内，有必要安装波浪破碎器，波浪破碎器不过是一些垂直挡板横跨在气液界面之上并与流动方向垂直。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye24燃气工程设备4.除沫板当气泡从液体中逸放出来时，在气液界面可能形成泡沫。在进口处加入化学处理剂就可以使泡沫稳定下来。更为有效的解决办法是迫使泡沫流经一系列倾斜的平行板片或管束，以便于泡沫聚结。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye25燃气工程设备5.气相整流构件当液流进入分离器后，在转向器旋风口或动能吸收器的作用下，进行了初步分离，初分的气相处于紊流状态，对液滴的自然重力沉降不利。“整流”构件，即在分离器内某一长度范围内设置一系列并有适当间距的平行薄板，气体通过狭窄的平行间隙时，作层状流动，促进了气相中液滴的重力沉降。该构件在气相负荷高、气速较大的场合十分有用。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye26燃气工程设备6.雾沫脱除器（除雾器）两种最常用的雾沫脱除装置：丝网垫和叶板。丝网垫是由很细的不锈钢丝缠绕成紧密的园柱形填料垫层。液滴碰击到丝网上，聚积起来。丝网的效果很大地依赖于气体有一个恰当的速度范围。如果速度太大，分离出来的液体将被再夹带到气流中，如果速度较低，烃蒸汽漂流经过丝网，这样就没有液滴的碰击和聚积。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye27燃气工程设备丝网垫的结构，通常规定成某种厚度（一般是75到180mm）和某种筛网密度（一般是每立方米160到190kg）。尺寸适宜的丝网除雾器可以脱除99%的10微米和更大些的液滴，但容易堵塞。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye28燃气工程设备叶板除雾器迫使气体在平行板内为层流，并使流动方向改变。液滴碰击到板面上就聚积起来，并向下沉降到液体收集处，然后液体按规定路线进入分离器的液体收集段。叶板式除雾器在制造厂制成序列，以保证既是层流，又有某一最小的压力降。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye29燃气工程设备拱板除雾器是由一系列同心波纹圆筒组成，这样就增大了液滴在圆筒表面的聚结面积。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye30燃气工程设备除雾器的作用是把沉降分离不能除去的微小液滴去掉，因此，不能处理携带有大量液滴的气体，更不能代替重力沉降分离段的作用。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye31燃气工程设备2.7其它形式的分离器2.7.1旋风分离器旋风分离器的主要特点是天然气和被分离液体沿分离器筒体壁切线方向以一定速度进入分离器，并沿筒体内壁作旋转运动。由于被分离液滴的密度远大于气体，因而液滴在此旋转运动中被抛向筒体壁，并附着在筒体壁上，聚集成较大液滴而沿筒体壁向下流动，最后流入分离器的集流段而被排放出去。旋风分离器的工作与气体进入分离器的线速度密切相关，而线速度的大小又直接与气体处理量有关。油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye32燃气工程设备旋风分离器尽管有较高的分离效率，但却不适应负荷波动较大的场合，因而在负荷波动较大的集输站场与单井集气站中的应用受到限制。图5旋风分离器示意图油（液）气分离器TheTeachingPlanMadeByJiangHongye33燃气工程设备压缩机TheTeachingPlanMadeByJiangHongye34燃气工程设备1.离心压缩机1.1离心式压缩机的主要结构1.1.1离心压缩机典型结构简介典型的离心压缩机DA120-62结构如图1所示。其型号中“DA”代表单吸式离心压缩机；“120”表示吸入流量约120m3/min；“6”表示共有六级叶轮；“2”表示是该型号的第二次设计产品。压缩机TheTeachingPlanMadeByJiangHongye35燃气工程设备压缩机TheTeachingPlanMadeByJiangHongye36燃气工程设备1.1.2离心压缩机的特点•流量大离心压缩机中气体是连续流动，流通截面较