内锥式三相旋流分离器分离性能分析

2017-03-03李家丞东北石油大学黑龙江大庆163000

化工管理 2017年35期

李家丞（东北石油大学，黑龙江大庆 163000）

1 三相旋流分离器分离原理

三相旋流分离器在应用过程中，要想深度分析其运行原理，就要对其构造进行初步分析和判断。三相旋流分离器主要是将固-液分离器和气-液分离器进行串联，融合相关结构特征。分离器整体外形是圆筒结构，上半部分有切入导口，能和锥形筒体有效连接，下部分主要是侧向出砂口，内部有锥形空心体结构，由于壁腔的均匀性，其内部存在较多的排液孔结构，能在保证连接底部流管的同时，实现内锥腔的有效运作。

在三相旋流分离器实际分离过程中，能借助有效的操作实现气液固三相的全面分离处理，主要是受到涡流的影响，确保相应的相结构能呈现出螺旋形向下运动趋势。其中，液体在形成涡流后，会沿着径向区间进行流动，而由于压力本身存在分布不均的问题，就会出现边界压力较高且核心区域较低的情况，这就使得不互溶的混合相出现剥离，具体情况为：1）密度较大的相会直接向边壁运动，主要是固相，会在流动和分离后直接借助砂口实现排出处理。2）密度较小的气相会在移动过程中，处于分离器的轴心结构，整体运行趋势和处理结构也有所改变。能在三相旋流分离器的椎体结构中，形成反向的举升作用，借助相应的作用从下向上移动，满足分离效果。3）密度较为居中的液相会借助三相旋流分离器内的排液孔直接进入到锥腔结构中，实现整体分离目标[1]。

因此，内锥式三相旋流分离器作为有效的分离设备，能在完善分离效果的同时，满足不同相的具体应用需求，从而有效解决三相的实际排出和处理问题。

2 三相旋流分离器分离性能分析

在研究机制建立的过程中，要结合实际问题进行整合，并且集中分析其分离性能，从根本上提高分离效果。目前，主要是借助动力学软件对结构进行优化，从而有效模拟三相旋流分离器网络模型结构，且为模拟材料的简化以及控制提供保障。本文借助三相旋流分离器、泵结构、压力表以及流量计等设备对三相旋流分离器分离性能进行分析和测定，计量相关参数的同时，能有效得出具体的量化标准。含砂水箱利用螺杆泵进行处理，能将空气压缩机和气液缓冲罐对压力流量表计量单位作用的数值作为参考，从而形成静态混合参数，借助三相旋流分离器能实现三相有效分离，顶部在溢流缓冲罐内释放气相，底部底流缓冲罐释放固相，结合压力流量计量单元对相关参数进行分析后，对三相进行综合处理。

2.1 分离实验准备工作

在分离实验工作中，主要是利用清水、家住细砂以及压缩空气作为实验介质，能在三相旋流分离器入口测算含砂的浓度，约为0.5%到1.2%，多数数据都会集中小于1.0%的范围内。另外，要对试验用三相旋流分离器样机进行检查和参数调节，本文的样机主要选取的是有机玻璃，参数的设定和数据模拟结果都是符合设备标准的。从根本上确保实验过程的完整程度，也能保证实验过程和实验结果真实有效。

2.2 分离实验评价指标

在判断其评价指标参数的过程中，要对分离效率进行分析和测定，从而结合相关参数的具体数值判定分离性能的有效性。目前，主要的评价公式就是：和，在公式中，Ezg表示的是气体的分离效率，常常被称为三相分离的脱气效率；Ezs表示的是固相分离效率，常常被称为三相分离的除砂效率。另外，公式中的Q表示实际流量，而M则表示相关相的具体质量[2]。

2.3 分离实验化验结果

除了要对入口和侧向出砂口相关参数进行分析和取样处理外，也要对其进行相应的化验操作，利用过滤、蒸干以及质量称重的一系列操作，确保化验分析的实效性和完整程度贴合实际需求，也能有效计算分离效率，确保细目滤布处理水平和处理效果的最优化，截留相关固体颗粒杂质，有效提升数据的准确性和可靠性，为分析效果和处理机制的完善提供保障。

2.4 分离实验结果分析

结合实验过程对相关测定结果进行分析，对分离效率产生的影响因素主要分为以下几点：第一，入口的液体流量，在流量较大时，三相旋流分离器的运行稳定性会受到不同程度的影响，分离效果不如预期，若是要有效提高分离水平，就要将流量区间确定在1.7m3/h到2.2m3/h之间，从而保证流量的有效性，避免脱气效率受到影响。第二，气液比例，在入口气液比例增加后，整体三相旋流分离器的脱气效率就会随之下降，在参数一定的条件下，入口的气液比例会逐渐增加，这就需要对其进行有效处理，从而确保三相旋流分离器分离效果的有效优化。第三，溢流比例，溢流比增大，压力逐渐降低，能提高脱气效率[3]。