燃气工程设备综合0803

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1、 1 2 3 从气井中开采出来的天然气，常带有一部分液体（水和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，由于管线内腐蚀等过长输管道到达末站（城

2、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。原因，不可避免的含有机械杂质，必须进行脱除。 41.1 天然气分离的方法：天然气分离的方法： 相分离相分离 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。组成的液相和气相，即相分离。 机械分离机械分离 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。为机械分离。1、概述、概述 51.2 天然气分离的基本目的：天然气分离的基本目的： 从气流中分离掉液体和固体；从气流中分离掉液体和固体；

3、从油流中分离掉气体和固体以及游离水；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。或三种流体等。 61.2 四个操作要求（功能）：四个操作要求（功能）： 油和气或气和液的基本油和气或气和液的基本“相相”的分离；的分离； 脱除气相中所夹带的液沫（雾状）；脱除气相中所夹带的液沫（雾状）； 脱除液相中所包含的气泡；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。相，不允许它们彼此有重新夹带掺混的机会。 7四个部分（段）

4、：四个部分（段）： 基本相分离段基本相分离段流体从管线进入分离器，首先通过基本流体从管线进入分离器，首先通过基本“相相”分离段，使流体带有的能量得到控制或消减；分离段，使流体带有的能量得到控制或消减； 重力沉降段重力沉降段使气体和液体的流量能保证流体在分离器内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；和沉降； 除雾段或聚集段除雾段或聚集段减少气体的紊流，使气体中夹带的液沫减少气体的紊流，使气体中夹带的液沫聚集、分离出来；聚集、分离出来； 液体收集和引出段液体收集和引出段使已分离的液（固）

5、和气相不再彼此使已分离的液（固）和气相不再彼此重新夹带，掺混，将它们分别地引走。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。分离器中的压力用压力控制阀来保持。 82、重力式两相分离器、重力式两相分离器2.1 重力沉降分离原理重力沉降分离原理 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。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。速度。影响重力沉降的因素很多，有颗粒的形状、大小、密度、影响重力沉降的因

6、素很多，有颗粒的形状、大小、密度、流体的种类、密度、粘度等。流体的种类、密度、粘度等。液滴颗粒的沉降速度液滴颗粒的沉降速度ggLgdW3)(40阻力系数阻力系数 是雷诺数是雷诺数Re的函数的函数)(Re)0ggWdff 92.2 碰撞分离（聚结）原理碰撞分离（聚结）原理 碰撞分离碰撞分离就是利用碰撞作用把在沉降分离中未能除去的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。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。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

7、其中被迫绕流时，由于油雾的密度比气体大，惯性大，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。构上被吸附。这些油雾不断被吸附积蓄，沿结构垂直面流下。 102.3 动量改变分离原理动量改变分离原理 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

8、的两相分离，通常采用速转向，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，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。现分离的典型例子。 112.4 重力式两相分离器的分离过程重力式两相分离器的分离过程图图1 卧式分离器示意图卧式分离器示意图 12高效卧式分离器示意图高效卧式分离器示意图 13图图3 立式分离器示意图立式分离器示意图 14立式分离器示意图立式分离器示意图 15图图5 常规过滤分离器示意图常规过滤分离器示意图 16常规过滤分离器示意图常规过滤分离器示意图 172.5 卧式与立式分离器的比较卧式与立式分离器

9、的比较 分离器重力沉降部分中液滴下沉方向看，在分离器重力沉降部分中液滴下沉方向看，在立式分离器立式分离器中中两者相反，在两者相反，在卧式分离器卧式分离器中两者相互垂直。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。理带液量较大的流体。 在在卧式分离器卧式分离器中，气液界面面积较大，集液部分液体中所中，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，少。此外，卧式分离器卧式分离器还有单位处

10、理量成本低，易于安装、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。检查、保养、易于制成撬装式等优点。 18 立式分离器占地面积小，适合于处理含固体杂质较多的油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，由于固相杂质有于固相杂质有4560的静止角，故在分离器底部沿长度的静止角，故在分离器底部沿长度方向需设置几个排放口。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

11、。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；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。由于高度的限制，分离器在搬动时必须从滑橇上拆卸下来。 19总之，对于正常的油气分离，特别是出现乳化、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，的。在低气油比的场合，