Центробежный сепаратор

Центробежный сепаратор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 ; ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР для отделения газового конденсата и частиц жидкости от Потока газа, содержащий цил14ндрический корпусе входным и выходным патрубками для газа и с выпускным отверстием для отделенной жндКОсти, и установленные на валу турбинные и сепарационное колеса, .о т л и ч а. ю 1Д и и с я тем, что, с целью повышения эффективности работы сепаратора, он снабжён расположенной в нижней части корпуса цилиндрической камерой охлак чения с выпускными патрубками для газа и конденсата, образованной обечайкой ижалюзийной решеткой , выпускной камерой, расположенной вокруг вала внут|эи корпуса и сообщающейся с полостью корпуса через кольцевую жалюзийную решетку с выходным патрубком для. газа и с отверсти-. ем для BbffiycKa ofдeлeHнoй жидкости. (П С 55 . QO. 4 О5 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„8U„„031468

gyp В 01 0 45/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП"ИЙ (21) 3366773/23-26 (22) 17.12.81 (46) 30.07.83. Бюл..У 28 (72) А.Ф. Дерявко, Г.И. Болдырев, В.В. Кораблин и Р.В. Говоровский (53) 621.928.37(088.8)) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 659855, xn. F 25 JÇ/08, опублик. 30.04.79.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 425635 кл. В 01 0 45/14, ;опублик. 5 05.74

3. Иеханический сепаратор КПП-P.3, Газовое дело, 1965, У 5. (54)(57) 1 ." ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР для отделения газового конденсата и частиц жидкости от потока газа, содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками для газа и с выпускным отверстием для отделенной жидкости, и установленные на валу турбинные и сепарационное колеса, .о т л"и ч а,ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности работы

-сепаратора, он снабжен расположенной в нижней части корпуса цилиндрической камерой охлаждения с выпускными патрубками для.газа и конденсата, образованной обечайкой ижалюзийной решеткой, выпускной камерой, расположен" ной.вокруг вала внутри корпуса и сообщающейся с полостью корпуса через кольцевую жалюзийную решетку с- выходФ ным патрубком для. газа и с отверсти-. ем для выпуска отделенной жидкости.

10314á8

2. Сепаратор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что сепаратор снабжен расположенной между турбинным и сепарационным колесами внутри корпуса кольцевой конденсатосборной камерой с отверстием для слива конденсата и сообщающейся с полостью карпу* са через кольцевое отверстие.

3. Свпаратор по и. 1. 2, о т л ич а ю шийся тем,что он снабжен скребками, установленными на валу вдоль цилиндрической поверхности камеры охлаждения и жалюзийной реV

Устройство относится к технике газовых промыслов, предназначено для отделения газового конденсата и воды от природного газа и может быть использовано в газодобывающей 5 и нефтехимической промышленности, на компрессорных станциях.

Известен способ и устройство для охла>хдения и очистки газа в регенераторе 1 1 j.

Недостатком устройства. является большая металлоемкость оборудования и большой расход энергии.

Известен центробежный.газожидкост:,15 ный сепаратор, содерх<ащий корпус с входным и выходным патрубками, ротор с лопастями и кольцевой обечайкой, располох<енными у основания конуса (2).

Однако такое устройство характе- . ризуется недолговечностью, трудностью при замене подшипников и недостаточной степенью сепарации.

Известен также центроДежнь<й сепаратор для отделения газового конденсата и частиц х<идкости от потока га. за, содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками для газа и с выпускным о»верстием для отделенной жидкости, и установленные . 30 на валу турбинное и сепарационное колеса 3 J.

Недостатком центробежного сепаратора является пульсация газового пото ка из-эа изменения его направления на противополох<ное, вызывающего шум и вибрацию. Недостаточна также эффективность сепарации в связи с дробшеткой для завихрения газового потока, установленной в камере охлаждения перед выпускным патрубком для конденсата, расположенным тангенциально.

4. Сепаратор по и. 1, 2, о т л ич а ю шийся .тем, что сепарационное колесо снабжено конденсатоотводными трубками и выполнено с Побразным кольцевым каналом по пери" ферии, сообщающимся через конденсатоотводные трубки с кольцевым отверс тием конденсатосборной камеры.

2 лением частиц жидкости на выходе вращающихся элементов.

Цель изобретения - повышение эф-:фективности работы сепаратора. . Поставленная цель достигается тем. что центробе>хный сепаратор для отделения газового конденсата и частиц х<идкости от потока газа содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками для газа и с выпускным отверстием для отделенной жид. кости и установленные на валу турбинное и сепарационное колеса, снабжен расположенной в них<ней части корпуса цилиндрической камерой охлаждения с выпускными патрубками для газа и конденсата, и образованной обечайкой и х<алюзийной решеткой, выпускной камерой, расположенной вокруг вала внутри корпуса и сообщающейся с полостью корпуса через кольцевую жалюэийную решетку, с выходным патрубком для газа и с отверстием для выпуска отделенной жидкости, Сепаратор снабх<ен расположенной между турбинным и сепарационным коле сами внутри корпуса кольцевой конден. сатосборной камерой с отверстием для слива конденсата и сообщающейся с полостью корпуса через кольцевое отверстие. с

Сепаратор снабжен скребками, уста,<овленными на валу вдоль цилиндрической поверхности камеры охлах<дения и жалюэийной решеткой для завихрения газового потока, установленной в камере охлах<дения перед выпускным пат3 1031468 рубком для конденсата, располох<енным тангенциально.

Сепарационное колесо снабжено конденсатоотводными трубками и выполнено с П-образнь<м кольцевым каналом по периферии, сообщающимися через конденсатоотводные трубки с кольцевым отверстием конденсатоотводной камеры.

На фиг. l изображен центробежный сепаратор, разрез; на фиг. 2 в сече- 1О . ние А-А на фиг. 1.

Сепаратор содержит цилиндрический корпус 1, камеру 2 охлах<дения, центральную камеру 3 и выпускную камеру 4. Камера 2 охлах<дения снабжена . патрубком 5 для отвода охлажденного газа, конденсатоотводной трубкой 6, жалюзийной решеткой 7 и скребками 8. Центральная камера 3 содерх<ит турбинное колесо 9 со спиральными лопатками, сепарационное колесо 10 с двумя трубками 11 и П-образный коль-. цевой канал 12 для сбора жидкости, патрубок 13, вал 14, промех<уточную кольцевую конденсатосборную камеру 15 с карманом 16 и трубкой 17.

Выпускная камера 4 содер><ит жалюзийную решетку 18, патрубок 19 и конденсатоотводную трубку 20. Для удобства монтажа и ревизии корпус сепаратора разъемный. Опорой вала с закрепленными на нем сепарационным и турбинным колесом является сдвоенный типовой подшипник 21 скольжения. В качестве уплотнения вала принято З5 типовое гребенчатое уплотнение 22, расположенное в осевой зоне низкого давления. Сбор конденсата в камере охлаждения, в центральной камере и в выпускаемой камере осуществляется в специальных конденсатосборных карманах с трубками для.отвода конденсата.

Центробежный сепаратор крепится к

Фундаменту при помощи кронштейнов 23 и 24. 45

Сепаратор работает следующим образом.

При поступлении газа через тан10 генциальный патрубок 13 в центральную камеру 3. газ интенсивно закручи" вается и перемещается от периферии .. к оси. По мере уменьшения радиуса закрутки, согласно .закона Бернулли,.: скорость вращательного движения (тан- генциальная скорость ) в направлении к оси увеличивается, газ расширяется, а давление и температура снижается.

Иаксимальная скорость закрутки будет на радиусе равном 0,4 радиуса цент -. ральной камеры. На радиусе -равном 0,5 радиуса камеры, закрученный поток газа разделяется на два вращающихся потока. Один из потоков, е объеме,например 403, поступает в камеру 2 охлаждения, остальной объем закрученного газа поступает на лопатки турбинного колеса 9. В камере 2 охлаждения происходит глубокое расширение и охлаждение газа до -15оС.

При степени расширения газа, равном

2, происходит процесс низкотемпературной сепарации, т.е. вымораживание жидкости при низком давлении и температуре. Охлажденный газ с низким вла госодерх<анием выходит через патрубок 5 и поступает в теплообменники (не показаны ).

Гидраты осах<дающиеся на стенке камеры 2 удаляются вращающимися скребками 8 и растворяются углеводородным конденсатом, поступающим в .виде пленки со .стенок камер 3 и 2 по ходу дви" жения потока газа.

При поступлении закрученного газа на жалюзийную решетку 7; вращательное движение прекращается, а конденсат осевший на жалюзях поступает во влагосборный карман и отводится через трубку 6. Оставшийся объем закрученного газа с максимальной окружной скоростью поступает в каналы мех(-. ду спиралеобразными лопатками турбйн-. ного колеса 9. Закрученный газ отдает лопаткам колеса свою энергию, враща" ет вал 14, турбинное колесо 9 и сепарационное колесо 10 совершая. при этом механическую работу. При выходе из лопаток колеса 9 (,на радиусе рав-: ном, например 0,3 радиуса камеры ) закрученный газ поступает в осевую зону промежуточной кольцевой камеры 15.

Вследствие того, что тепло конден" сата,находящегося в кольцевой камере 15,передается через стенку в осевую часть этой камеры„ газ охлаждается незначительно, давление снижается и становится меньше давления насыще" ния конденсата при данной температу" ре.

В осевой зоне камеры 15,между турбинным и сепарационным колесами происходит вскипание конденсата содерх<ащегося в газе при низком давлении.

Легкие фракции газового конденсата испаряются и уходят в поток газа, а более .тяжелые фракции конденсата, 1031468 вода и прочее конденсируются и осаждаются на стенках камеры 3 и сепарационного колеса 10. При дальнейшем движении закрученного потока газа из осевой зоны камеры 15 о правый отсек 5 камеры 3, газ,, огибая с двух сторон сепарационное.колесо, поступает через жалюзийную решетку 18 в выпускную камеру 4 и отводится о магистраль через патрубок 19. При изменении ради- >0 уса вращения газа с леоой и с правой стороны сепарационного колеса тангенциальнал скорость его в направлении от оси камеры 3 к периферии возрастает, а от периферии к оси (с правой 15 стороны колеса, снова снижаетсл. Изменение скорости закрутки газа способствует нагреванию, охлаждению газа и активной конденсации влаги из газа. 20

Механическая сепарация под действием центробех<ных сил, осуществляется в три ступени; на турбинном колесе, на сепарационном колесе и на неподвижных стенках камер и жалюзей.. 25

Под действием центробежных сил конденсат, осевший на диски и лопат-. ки турбинного колеса 9, срывается и осаждается на стенки левого отсека центральной камеры 3. Увлекаемая потоком газа конденсатная пленка двин<ет» ся частично в камеру 2 охлах<дения, а также через осевую зону камеры 15 в ее внутреннюю полость. Конденсат, осевший на стенки диска сепарационного колеса 10, под действием центро- З5 бежных сил, в виде пленки перемещается на периферию колеса 10 и накапливаетсл оо влагосборном кольцевом канале 12, откуда по двум трубкам 11 .отводится на стенки промежуточной камеры 15. Из камеры 15 койденсат поступает в карман 16 и отводится через трубку 17. Конденсат, осевший на стенках правого отсека камеры 3, доих<етсл в направлении потока газа, . т.е. в сторону выпускной камеры 4, в коническую часть камеры 3. Под действием центробех<ных сил неотсепарирооанные частицы жидкости отклонлются к стенкам конуса и в виде пленки, увлекаемой потоком газа, поступают по трубке 20.

Центробежный сепаратор предназначен для комбинированной ниэкотемпера. турной и механической сепарации природного газа, для снижения давления газа, длл получения холода с использованием энергии на привод генератора, насоса или других потреби- телей.

На получение холода или на привод механического сепаратора энергии со стороны не затрачиоаетсл. На процесс сепарации и на механическую работу ис пользуется энергия давления газа поступающего в сепаратор. При степени расширения закрученного газа равной 2 температура газа сних<ается до -15оС, а давление - до значенил P> = 0,5 P кгс/см2. 1

КоэФФициент сепарации газа в пред.лагаемом сепараторе равен 0,99 эа счет: совмещения процесса низкотемпературной и механической сепарации, исключения дробления капель жидкости при выходе из сепарационного колеса; сброса и отвода конденсата в пленке.

Кроме того, в максимально закрученном патоке давление газа на оси сепаратора поних<аетсл и становится мвньше даоленил насыщения конденсата при данной температуре. В результате чего происходит вскипание и испарение х<идкости содерх<ащейся в газе. Процесс сепарации х<идкой и газовой фазы интенсифицируется, а качество сепарации повышается.

Составитель В. Апарин

Редактор О. Сопко Texgeg Т.Фанта . . Корректор А. Зимокосов

Заказ 5258/3 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1ДОЯ Иосква ЖЦ Раушская наб. .:4/g

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 1