原油管道用新型消气器的研制及应用

2013-10-29顾春琳袁龙春

石油工程建设 2013年4期

顾春琳，钟良，李林，袁龙春

（中国石化集团管道储运公司徐州管道技术作业分公司，江苏徐州 221008）

0 引言

在原油输送过程中，由于各种原因，会造成油品中含有一定量的泡状气、挥发气和吸入气，随同油品一起通过流量计参与计量，使本来有较高计量精度的流量计出现假值，失去了流量计的真实精度；而且对含气量造成的计量误差的不确定性无法进行调整和补偿。另外，气体在流量计上部会形成涡流死区，不仅影响精度，而且会增加磨损。各输油管道中间输油站以前使用的消气器在提高计量精度方面还不能尽如人意，而且在使用过程中还出现了排气时同时排出少量原油介质的现象，不仅造成原油浪费，还影响了输油站的生产环境。因此，根据各输油站的生产使用要求，研制了新型消气器。

1 新型消气器工作原理

1.1 消气器结构

消气器通过法兰与原油管道连接在一起，原油通过入口接管进入消气器，消气后的原油从出口流出。消气器由主体结构和其上的双级金属口浮球自动排气阀通过法兰联结组成，主体结构起分离原油中气体的作用，双级金属口浮球自动排气阀起排放分离出气体的作用，其数量根据需要选择，一般为2～4个。

1.2 主体结构工作原理

主体结构中的消气结构主要有中间直立挡板和斜面内筒两种形式，本新型消气器采用的是斜面内筒形式，其工作原理是：主体结构（见图1）通过底座1安装在基础上，与原油管道通过法兰相联结。带压原油从入口2进入外筒体容腔3，与内筒体8斜挡板发生碰撞，气体从原油中分离，原油流向发生改变，与气体向上流动，在容腔3顶端分流（气体积聚在外筒体容腔3顶部，原油转向向下进入内筒体8，通过出口9流出）。气体继续上升，经过除沫器5至顶部聚集，形成气相空间。随着气体空间的扩大，液体界面下降，降至一定高度时，气体通过安装在维修口6上的截止阀7流向双级金属口浮球自动排气阀，排出气体；随着气体排出，液体界面上升，使浮球阀自动关闭。如此反复动作，持续排气。

1.3 双级金属口浮球自动排气阀工作原理

常用的排气阀为单阀体结构，直接装配在主体结构顶部维修口法兰盖上，中间没有截止阀，通过浮球自身重力和液面浮力控制排气阀启闭，容易在排气的同时排出输送介质。双级金属口浮球自动排气阀（见图2）为双阀体结构，安装在主体结构的截止阀上。该装置为大、小双口排气结构，大阀体2和小阀体17分别与大阀盖6和小阀盖11组成一个密闭空间，当原油进入大阀体2和小阀体17时，大浮筒1和小浮筒12浮起，通过大杠杆3和小杠杆15推动大阀4和小阀13沿大阀座5和小阀座14滑动，使排气阀关闭。当分离出来的气体不断聚集在排气阀的上部，迫使液面下降到一定程度时，小浮筒12拉动小阀13离开小阀座14，从小排气管16排出气体；如排气阀内气体量较多使液面继续下降时，大浮筒1拉开大阀4从大排气管7大量排气。排气完成后，液面上升，大浮筒1和小浮筒12浮起，关闭大阀4和小阀13。如此反复动作，不断排出气体。

图1 消气器主体结构

图2 双级金属口浮球自动排气阀结构

2 消气器主要性能参数

各输油站输油主管道管径为300～900 mm，设计压力为2.5～10MPa，原油流量为200～1000m3/h，原油温度25～50℃，根据输油站不同的输油量要求可选择不同型号的消气器。消气器上的排气阀可根据输油量和原油中含气量的多少进行选择，一般为2～4个。排气阀的额定压力和输油管道内原油压力相匹配，排气阀排气压力为0～4.0 MPa。