油气集输-气第四章2012

1、第四章第四章 集输主要设备集输主要设备1、天然气从地下开采出来主要有哪些杂质？、天然气从地下开采出来主要有哪些杂质？答：液态水和泥沙。答：液态水和泥沙。2、这些杂质有哪些危害？、这些杂质有哪些危害？答：堵塞管道、降低输量、腐蚀管道等。答：堵塞管道、降低输量、腐蚀管道等。3、这些杂质如何从天然气中分离出来？、这些杂质如何从天然气中分离出来？答：答：分离器分离器4、集输处理过程中常常需要冷热流体的热交换？、集输处理过程中常常需要冷热流体的热交换？5、气田开发后期及低压气田的集输与处理过程中还需要增压、气田开发后期及低压气田的集输与处理过程中还需要增压设备设备基本要求基本要求 了解分离器的类型、特点

2、和适用场所；了解分离器的类型、特点和适用场所； 掌握分离器的结构和内部构件的作用；掌握分离器的结构和内部构件的作用； 掌握分离器的组成和分离原理；掌握分离器的组成和分离原理； 掌握分离器主要尺寸确定方法和校核计算。掌握分离器主要尺寸确定方法和校核计算。第四章第四章 油气分离设备油气分离设备4.1 分离设备分离设备一、油气分离器的类型一、油气分离器的类型 按其外形可分为：按其外形可分为： 卧式分离器卧式分离器、立式分离器立式分离器、球形分离器球形分离器； 按分离器的功能分为：按分离器的功能分为： 两相分离器、三相分离器；两相分离器、三相分离器； 按实现分离利用的能量可分为：按实现分离利用的能量可

3、分为： 重力式、离心式和混合式等。重力式、离心式和混合式等。二、分离器的基本功能二、分离器的基本功能 实现液相和气相基本分离；实现液相和气相基本分离； 脱除气相中所夹带的液沫；脱除气相中所夹带的液沫； 脱除液相中所包含的气泡；脱除液相中所包含的气泡； 引出分离的气相和液相，不允许有重新夹带引出分离的气相和液相，不允许有重新夹带掺混的机会。掺混的机会。4.1 分离设备分离设备三、油气分离器的工作原理和特点三、油气分离器的工作原理和特点 立式分离器立式分离器 卧式分离器卧式分离器 其它分离器其它分离器4.1 分离设备分离设备初级分离段初级分离段（基本相分（基本相分离段）离段）气液入口处，气液入口处

4、，由于由于物流速度突然降低物流速度突然降低，成股状的液体或大的液成股状的液体或大的液滴被分离出来直接沉降滴被分离出来直接沉降到积液段。为了提高初到积液段。为了提高初级分离的效果，常增设级分离的效果，常增设入口挡板或采用切线入入口挡板或采用切线入口方式。口方式。 1.立式重力分离器立式重力分离器-分离原理分离原理4.1 分离设备分离设备气油 气 入 口出 气 口压 力 表液 位 控 制仪 表 气 源液 体 出 口控 制 阀排 污积 液 段初 级 分 离 段入 口安 全 阀除 雾 段二 级 分 离 段12345沉降段沉降段经初级分离经初级分离后的后的气流以较低的流气流以较低的流速向上流动速向上流动

5、，携带的，携带的较小液滴则向下沉降较小液滴则向下沉降。分离效果取决于气体分离效果取决于气体和液体的特性、液滴和液体的特性、液滴尺寸及气流的平均流尺寸及气流的平均流速与扰动程度。速与扰动程度。4.1 分离设备分离设备1.立式重力分离器立式重力分离器-分离原理分离原理积液段积液段主要收集液体主要收集液体。为减少流动气流对已沉降液体扰。为减少流动气流对已沉降液体扰动，一般积液段应有足够的容积，以保证液体中的气体能动，一般积液段应有足够的容积，以保证液体中的气体能脱离液体。为防止气体旋涡，应保留一段液封。脱离液体。为防止气体旋涡，应保留一段液封。4.1 分离设备分离设备1.立式重力分离器立式重力分离器

6、-分离原理分离原理除雾段除雾段主要设置在紧靠气主要设置在紧靠气体出口前，用于捕集沉降段体出口前，用于捕集沉降段未能分离出来的较小液滴未能分离出来的较小液滴（10100m）。）。微小液滴微小液滴在此发生在此发生碰撞、凝聚碰撞、凝聚，最后，最后结合成较大液滴下降沉至积结合成较大液滴下降沉至积液段液段。4.1 分离设备分离设备1.立式重力分离器立式重力分离器-分离原理分离原理 占地面积小，容易清除筒体内污物；占地面积小，容易清除筒体内污物； 便于实现液位自动控制；便于实现液位自动控制； 适合于含固体杂质较多的混合物和处理含液量较适合于含固体杂质较多的混合物和处理含液量较大的气体；大的气体； 单位处理

7、量成本高于卧式。单位处理量成本高于卧式。4.1 分离设备分离设备1.立式重力分离器立式重力分离器-分离特点分离特点2、卧式分离器、卧式分离器-分离原理分离原理 以重力沉降分离为主，辅以碰撞、离心分离；以重力沉降分离为主，辅以碰撞、离心分离； 重力沉降部分中液滴下降方向与气流运方向垂直；重力沉降部分中液滴下降方向与气流运方向垂直； 液滴沉降面积比同直径立式分离器大液滴沉降面积比同直径立式分离器大。4.1 分离设备分离设备 初级分离段（基本相分离段）初级分离段（基本相分离段）可具有不同的入口形式，其目的也在可具有不同的入口形式，其目的也在于对气液进行初级分离，除了入口挡于对气液进行初级分离，除了入

8、口挡板外，有的在入口内增设一个小内旋板外，有的在入口内增设一个小内旋器，在入口对气器，在入口对气液进行旋风分离。液进行旋风分离。 沉降段沉降段是气体与液滴实现重力分离的主体，气流是气体与液滴实现重力分离的主体，气流水平流动与液滴下沉成水平流动与液滴下沉成90夹角，对液滴下降阻力小于夹角，对液滴下降阻力小于立式分离器。立式分离器。积液段积液段设计常需考虑液体在分离器的停留时间，一设计常需考虑液体在分离器的停留时间，一般储存高度按分离器直径的一半考虑。在水平筒体的底部般储存高度按分离器直径的一半考虑。在水平筒体的底部有泥沙等污物，排污比立式分离器困难。有泥沙等污物，排污比立式分离器困难。除雾段除雾

9、段可设置在筒体内，也可设置在筒体上部紧接可设置在筒体内，也可设置在筒体上部紧接气体出口处。气体出口处。4.1 分离设备分离设备卧式分离器和立式分离器相比较：卧式分离器和立式分离器相比较：l 具有处理能力较大、安装方便和单位处理成具有处理能力较大、安装方便和单位处理成本低；本低；l 特别是存在乳状液或高气油比时，卧式分离特别是存在乳状液或高气油比时，卧式分离器较为经济；器较为经济；l 但占地面积大、液体控制比较困难和不易排但占地面积大、液体控制比较困难和不易排污。污。4.1 分离设备分离设备2、卧式分离器、卧式分离器-卧式分离器的特点卧式分离器的特点3、其它分离器、其它分离器 球形分离器；球形分

10、离器； 卧式双筒分离器；卧式双筒分离器； 旋风分离器；旋风分离器； 过滤分离器。过滤分离器。4.1 分离设备分离设备（1）球形分离器）球形分离器 典型的球形分离典型的球形分离器如图器如图4-3所示。从承所示。从承受压力的观点来看，受压力的观点来看，球形分离器可能是非球形分离器可能是非常有效的。但是由于常有效的。但是由于具有受限制的波动容具有受限制的波动容量和制造难度大量和制造难度大，它，它在油气田设施上通常在油气田设施上通常不被采用不被采用。从从承受压力的观点来看，承受压力的观点来看，球形分离器可能是非常有效球形分离器可能是非常有效的。但由于具有受限制的波的。但由于具有受限制的波动容量和制造难

11、度大，它在动容量和制造难度大，它在油气田设施上通常不被采用。油气田设施上通常不被采用。4.1 分离设备分离设备（2）卧式双筒分离器）卧式双筒分离器 u适用液体流量小适用液体流量小的工况；的工况；u有利于排污；有利于排污；u制造难度增大制造难度增大;u建设费用较高；建设费用较高；4.1 分离设备分离设备（3）旋风分离器）旋风分离器旋风分离器的原理如图，主要旋风分离器的原理如图，主要依靠油气混合物作回转运动时产生依靠油气混合物作回转运动时产生的离心力使油气分离。的离心力使油气分离。 处理量大、结构简单，可除去处理量大、结构简单，可除去5m以上的液滴；以上的液滴； 但它对流速很敏感，要求处理但它对流

12、速很敏感，要求处理负荷相对稳定，常作为重力式负荷相对稳定，常作为重力式分离器的入口分流器。分离器的入口分流器。1入口短管；入口短管；2分离器圆筒部分；分离器圆筒部分；3气体出口气体出口； 4分离器的锥筒部分；分离器的锥筒部分；5集液部分集液部分4.1 分离设备分离设备4.1 分离设备分离设备（4）过滤分离器）过滤分离器 过滤分离器原理如图所示，主要用于从气体中除油。过滤分离器原理如图所示，主要用于从气体中除油。常用的过滤元件有纤维制品、金属丝网、陶瓷和泡沫塑料常用的过滤元件有纤维制品、金属丝网、陶瓷和泡沫塑料等。一般在过滤分离器前均应有一级分离器作初步分离。等。一般在过滤分离器前均应有一级分离

13、器作初步分离。4.1 分离设备分离设备过滤分离器可以过滤分离器可以100%地脱除大于地脱除大于2m的微粒，的微粒，99%地地脱除小到脱除小到0.5 m的微粒；的微粒；可用于高气量低液量、气体净化要求高的场合，如矿场可用于高气量低液量、气体净化要求高的场合，如矿场压气站的压缩机入口处、仪表气净化或燃料气上游的洗压气站的压缩机入口处、仪表气净化或燃料气上游的洗涤器。涤器。过滤分离器的特点过滤分离器的特点4.1 分离设备分离设备4.1 分离设备分离设备4.1 分离设备分离设备4 4、三相分离器、三相分离器进口稳流器人孔分离元件溢流板来料腔排渣口油 腔天然气出口人孔污水腔溢流板油水界面控制器排渣口排渣

14、口排污口出油口三相分离器结构图三相分离器结构图5 5、分离器型号、分离器型号 SY/T 0515-1997 油气分离器规范设计油气分离器规范设计 分离器型式、功能的分类及代号分离器型式、功能的分类及代号n型号组成型号组成项目项目型式型式功能功能立式立式卧式卧式球型球型两相分离两相分离三相分离三相分离代号代号LWQES4.1 分离设备分离设备举例：举例： 型号：型号：WS3.012.8-0.7/1 表示卧式，油、气、水三相分离器，公称直径为表示卧式，油、气、水三相分离器，公称直径为3m，筒，筒体长度为体长度为12.8m，设计压力为，设计压力为0.7MPa第一种结构的设计第一种结构的设计 型号型号

15、LE2.07.6-0.8/2 表示立式，气、液两相分离器，公称直径为表示立式，气、液两相分离器，公称直径为2m，分离器，分离器筒体高度为筒体高度为7.6m，设计压力为，设计压力为0.8MPa第二种结构设计第二种结构设计4.1 分离设备分离设备6、两相分离器的内部构件、两相分离器的内部构件 进口转向器；进口转向器； 除沫板；除沫板； 旋流破碎器；旋流破碎器； 除雾器；除雾器； 气相整流件；气相整流件； 气液挡板。气液挡板。4.1 分离设备分离设备（1 1）进口转向器）进口转向器 导流档板，它可能是球形盘，平板，角铁，锥形物等导流档板，它可能是球形盘，平板，角铁，锥形物等构件，使液流方向和速度发生

16、快速变化。这种档板主要是构件，使液流方向和速度发生快速变化。这种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，其优点是它比平板或角铁所产生的扰动要或锥形的装置，其优点是它比平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。小些，从而减少再夹带或乳化的问题。 旋风式进口，它应用离心力来分离流体旋风式进口，它应用离心力来分离流体。可以是旋。可以是旋风式通道或者是环绕筒壁的切线流道。使用一个进口喷风式通道或者是环绕筒壁的切线流道。使用一个进口喷嘴就足以产生一个围绕着内筒回转大约嘴就足以产生一个围绕着内筒回转大约6m

17、/s的液流速度，的液流速度，内筒的直径不大于分离器直径的内筒的直径不大于分离器直径的2/3。4.1 分离设备分离设备（2）除沫板）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当气泡从液体中逸放出来时，在气液界面可能形成泡沫，使沫，使泡沫流经一系列倾斜的平行板片或管束泡沫流经一系列倾斜的平行板片或管束（如图（如图4-7所所示），由于润湿表面的吸附作用和狭缝的整流作用促使雾示），由于润湿表面的吸附作用和狭缝的整流作用促使雾沫分离。沫分离。4.1 分离设备分离设备（3）旋流破碎器）旋流破碎器 在当液流控制阀打在当液流控制阀打开时，为防止在该处产开时，为防止在该处产生涡流，生涡流，通常的对策

18、是通常的对策是设置一个简单的旋流破设置一个简单的旋流破碎器，碎器，产生的旋涡将天产生的旋涡将天然气从气体空间内吸出，然气从气体空间内吸出，然后重新掺混到液体中然后重新掺混到液体中流出。流出。旋流破碎器旋流破碎器4.1 分离设备分离设备（4）除雾器）除雾器 为了除去为了除去100m 以下的液滴，在分离器的出口以下的液滴，在分离器的出口普遍都增设除雾器。除雾器能除去普遍都增设除雾器。除雾器能除去10010m 直径直径的液滴，其效率可达的液滴，其效率可达99。除雾器主要有三种类型。除雾器主要有三种类型。 4.1 分离设备分离设备三种常用的除雾器结构三种常用的除雾器结构(a) 网垫；网垫；(b)拱板；

19、拱板；(c) 波纹板波纹板 网网垫除雾器由直径垫除雾器由直径0.120.25mm的不锈钢丝网组成，一的不锈钢丝网组成，一般厚度在般厚度在75180mm左右；左右； 拱拱板除雾器由一系列同心板除雾器由一系列同心波纹圆筒组成，其作用在于增波纹圆筒组成，其作用在于增大液滴在圆筒表面的聚结面积大液滴在圆筒表面的聚结面积； 波纹板波纹板除雾器由一系列固除雾器由一系列固定的波纹板重叠构成。由于气定的波纹板重叠构成。由于气流方向在波纹板上的不断变化，流方向在波纹板上的不断变化，最终液滴与波纹板碰撞而聚结最终液滴与波纹板碰撞而聚结在波纹板上被分离出来。在波纹板上被分离出来。4.1 分离设备分离设备4.1 分离

20、设备分离设备 气田集输站场气液分离器用得最多的是重力分离器。重气田集输站场气液分离器用得最多的是重力分离器。重力分离器分为立式和卧式两种，其特点和选用条件分述如下：力分离器分为立式和卧式两种，其特点和选用条件分述如下： （1）当两种分离器的直径相同时，在相同的操作条件下）当两种分离器的直径相同时，在相同的操作条件下，卧式分离器的处理能力为立式分离器的，卧式分离器的处理能力为立式分离器的4倍。倍。 （2）立式分离器的空间大，有足够的垂直高度，但气）立式分离器的空间大，有足够的垂直高度，但气体所携液滴的流动方向与液滴所受重力的方向相反，不利于体所携液滴的流动方向与液滴所受重力的方向相反，不利于液滴

21、沉降分离，液面稳定性较卧式为差。立式分离器安装占液滴沉降分离，液面稳定性较卧式为差。立式分离器安装占地面积较小，高位架设方便。主要用于气流速度相对较大而地面积较小，高位架设方便。主要用于气流速度相对较大而带液量相对较少，并且允许储液时间较短的场合。带液量相对较少，并且允许储液时间较短的场合。7、重力分离器分为立式和卧式的特点、重力分离器分为立式和卧式的特点 （3 3）卧式分离器对气体所携液滴的运动方向与液滴）卧式分离器对气体所携液滴的运动方向与液滴所受重力的方向成垂直，有利于沉降分离，其液面波动小、所受重力的方向成垂直，有利于沉降分离，其液面波动小、稳定性好。处理单位气量的成本低于立式分离器。

22、卧式分稳定性好。处理单位气量的成本低于立式分离器。卧式分离器安装占地面积较大，脏物的清除不如立式分离器方便。离器安装占地面积较大，脏物的清除不如立式分离器方便。主要用于气量相对较小而带液量相对较大，并且要求储液主要用于气量相对较小而带液量相对较大，并且要求储液时间较长的场合。时间较长的场合。4.1 分离设备分离设备7、重力分离器分为立式和卧式的特点、重力分离器分为立式和卧式的特点1 1、相关规范、相关规范 GB 50350-2005 油气集输设计规范油气集输设计规范 SY/T 0515-1997 油气分离器规范油气分离器规范 HG/T 20570.8-95 工艺系统工程设计技术规定气工艺系统工

23、程设计技术规定气-液分液分离器设计离器设计四、四、重力分离器设计计算重力分离器设计计算4.1 分离设备分离设备2 2、分离器结构设计基本要求、分离器结构设计基本要求 初级分离段应能将气液混合物中的液体大部分分离出来初级分离段应能将气液混合物中的液体大部分分离出来 积液段要有足够的容积，以缓冲来油管线的液量波动和积液段要有足够的容积，以缓冲来油管线的液量波动和油气自然分离油气自然分离 有足够的长度或高度，使直径有足够的长度或高度，使直径100m以上的液滴靠重力以上的液滴靠重力沉降，以防止气体过多地带走液滴沉降，以防止气体过多地带走液滴 在分离器的主体部分应有减少紊流的措施，保证液滴的在分离器的主

24、体部分应有减少紊流的措施，保证液滴的沉降沉降 要有捕集油雾的除雾器，以捕捉二次分离后气体中更小要有捕集油雾的除雾器，以捕捉二次分离后气体中更小的液滴的液滴 要有压力和液面控制要有压力和液面控制4.1 分离设备分离设备3、液滴的沉降速度、液滴的沉降速度液滴沉降速度液滴沉降速度W W的推导的推导4.1 分离设备分离设备 d液滴直径，液滴直径，ml液滴的密度，液滴的密度，kg/m3g气体的密度，气体的密度，kg/m3332643lldGgdggdAg36重力：重力：浮力：浮力：RGA假设：假设：（1）液滴为球形）液滴为球形（2）液滴与液滴、液滴与分离器）液滴与液滴、液滴与分离器壁等构件间没有作用力壁

25、等构件间没有作用力（3）气体在沉降部分内的流动是）气体在沉降部分内的流动是稳定的，任一点的流速不随时间稳定的，任一点的流速不随时间而变化而变化4.1 分离设备分离设备3、液滴的沉降速度、液滴的沉降速度液滴沉降速度液滴沉降速度W W的推导的推导gwgdCRgD2422CD水力阻力系数；水力阻力系数；w 液滴的沉降速度，液滴的沉降速度，m/s；d液滴的直径，液滴的直径，m。RGA1762年牛年牛顿绕流阻顿绕流阻力公式力公式4.1 分离设备分离设备3、液滴的沉降速度、液滴的沉降速度液滴沉降速度液滴沉降速度W W的推导的推导当液滴作匀速运动时，应满足下列条件：当液滴作匀速运动时，应满足下列条件：322

26、()642lgDgdgCwdggRAGgDglCgdw3)(4neDRaC4.1 分离设备分离设备geWdR gWdgdWngggL/3423、液滴的沉降速度、液滴的沉降速度液滴沉降速度液滴沉降速度W W的推导的推导斯托克斯（斯托克斯（Stokes）公式公式 如果围绕颗粒（液滴）的流动是层流，也就是在低雷诺如果围绕颗粒（液滴）的流动是层流，也就是在低雷诺数（数（Re2）情况下的流动，阻力系数情况下的流动，阻力系数CD=24/Re；将其代入到将其代入到颗粒沉降的一般表达式中，最后可得到：颗粒沉降的一般表达式中，最后可得到：182gdwgl4.1 分离设备分离设备3、液滴的沉降速度、液滴的沉降速度

27、液滴沉降速度液滴沉降速度W W的推导的推导阻力系数与雷诺数的关系式阻力系数与雷诺数的关系式ggwdRe34032450.ReReC.D4.1 分离设备分离设备3、液滴的沉降速度、液滴的沉降速度液滴沉降速度液滴沉降速度W W的推导的推导4()3lgDggdwC34032450.ReReC.DggwdRe用到的公式：用到的公式：4.1 分离设备分离设备3、液滴的沉降速度、液滴的沉降速度求解求解w的步骤的步骤4.1 分离设备分离设备3、液滴的沉降速度、液滴的沉降速度求解求解w的步骤的步骤5 . 0310155. 1DggLmCgdW5 . 031098. 1ggLmgdW当当CD=0.34，dm为为

28、m 1.给给CD取初值，如取初值，如CD =0.34 2.计算计算wn 3.计算计算Re 4.计算计算CD 5.计算计算wn+1，判断，判断|wn+1-wn |是否小于或等于设定精度，是则是否小于或等于设定精度，是则停止计算，否则返回到第停止计算，否则返回到第2步继续迭代计算，直到计算出步继续迭代计算，直到计算出来的来的w满足要求时为止。即：满足要求时为止。即：ggwdRe34032450.ReReC.D1nnww4()3lgnDggdwC4.1 分离设备分离设备3、液滴的沉降速度、液滴的沉降速度求解求解w的步骤的步骤计算计算wnCD取初值，取初值，n=1计算计算Re计算计算CD计算计算wn+

29、1|wn-wn+1|开始开始n=n+1结束结束w=(wn+wn+1)/24.1 分离设备分离设备可取可取100m300 m的颗粒为计算依据的颗粒为计算依据液滴沉降界限：液滴沉降界限：在分离器工艺设计中，按某一直径液滴进行沉降在分离器工艺设计中，按某一直径液滴进行沉降分离设计，该液滴的分离设计，该液滴的直径下限尺寸直径下限尺寸称为液滴沉降界限。称为液滴沉降界限。通常取通常取100m.SY/ T 0515-1997油气分离器规范油气分离器规范 GB 50350-2005 油气集输设计规范中规定颗粒直油气集输设计规范中规定颗粒直径取值为径取值为60m100m4.1 分离设备分离设备4、液滴、液滴颗粒

30、大小的选取颗粒大小的选取取取6010-610010-6m 分离器主要原理是沉降分离原理，沉降分离要满足一分离器主要原理是沉降分离原理，沉降分离要满足一定的停留时间，应选取适宜的气流速度。分离器处理能力定的停留时间，应选取适宜的气流速度。分离器处理能力决定于它的外形尺寸。决定于它的外形尺寸。 立式分离器工作时，气流和液滴沉降方向相反，所以立式分离器工作时，气流和液滴沉降方向相反，所以液滴能沉降的必要条件是液滴沉降速度液滴能沉降的必要条件是液滴沉降速度w大于气流速度大于气流速度V ，即即:Vw 通常通常重力沉降段液滴沉降速度重力沉降段液滴沉降速度w是指直径为是指直径为60100m 液滴的沉降速度。

31、液滴的沉降速度。 5、立式重力分离器直径计算、立式重力分离器直径计算-直径计算直径计算4.1 分离设备分离设备表表4-1 流态的划分流态的划分流态流态ReCD层流层流Re2过渡流过渡流2Re500紊流紊流500Re21050.4412 4 R e50518.Re.层流区，斯托克斯（层流区，斯托克斯（Stokes)公式公式gglgdw18)(2过渡区过渡区,阿伦阿伦(Allen)公式公式286. 0428. 0714. 0714. 0143. 1)(153. 0ggglgdw紊流区，紊流区，CD=0.44，牛顿公式牛顿公式5 .0)(74.1ggldgw4.1 分离设备分离设备 考虑到液滴沉降速

32、度计算的假设条件与实际情况有出入，考虑到液滴沉降速度计算的假设条件与实际情况有出入，以及气流在分离器沉降部分的不均匀性，故在取允许气流速度以及气流在分离器沉降部分的不均匀性，故在取允许气流速度 V 时应为时应为:V=W 取取 =0.750.81 可保证可保证WVVDQ248640000pTZTpQQg4.1 分离设备分离设备5.0785.0wQD5、立式重力分离器直径计算、立式重力分离器直径计算-直径计算直径计算1310350. 0PwKTzqDv立式中：式中： D立立分离器直径，分离器直径，m； qv气体流量，气体流量，Nm3/h； T操作温度，操作温度，K； Z气体压缩因子，无因次；气体压

33、缩因子，无因次； w液滴沉降速度，液滴沉降速度，m /s； K1立式分离器修正系数，通常取立式分离器修正系数，通常取K1= 0.8。4.1 分离设备分离设备DH）（535、立式重力分离器直径计算、立式重力分离器直径计算-直径计算直径计算根据现场实践经验，气体的进口速度取为根据现场实践经验，气体的进口速度取为15m/s，出口出口速度取为速度取为10m/s效果较好效果较好 。5、立式重力分离器直径计算、立式重力分离器直径计算-分离器进口、出口管的计算分离器进口、出口管的计算 5.0785.0vQD 已确定立式分离器的主要结构尺寸后，分离器各部分其已确定立式分离器的主要结构尺寸后，分离器各部分其它尺

34、寸，可参照下述方法确定，见下图。它尺寸，可参照下述方法确定，见下图。4.1 分离设备分离设备立式分离器的结构尺寸立式分离器的结构尺寸l一天然气出口；一天然气出口；2油气进口油气进口 ；3一原油出口；一原油出口；4排污口；排污口；5高液高液位；位；6一低液位一低液位除除雾段雾段 H1一般不小于一般不小于 400mm；沉降沉降段段H2一般取一般取H2=D 但不小但不小于于lm；入口入口分离段分离段 H3一般不小于一般不小于 600mm；积积液段液段h由油液在分离器内需要由油液在分离器内需要停留的时间确定；停留的时间确定；液液封段封段H4防止气体窜入油管路，防止气体窜入油管路，其高度一般不小于其高度

35、一般不小于400mm；泥泥砂储存段砂储存段H5视油中含砂量和视油中含砂量和分离器中是否需要设置加热盘分离器中是否需要设置加热盘管而定；管而定；分离器分离器的总高度的总高度H0 一般为一般为(3.55)D。5、立式重力分离器直径计算、立式重力分离器直径计算-分离器进口、出口管的计算分离器进口、出口管的计算 4.1 分离设备分离设备6、卧式重力分离器直径计算、卧式重力分离器直径计算4.1 分离设备分离设备VW在卧式分离器中，液滴沉降的必要条件：在卧式分离器中，液滴沉降的必要条件：液滴沉降至集液面液滴沉降至集液面所需的时间应小于或等于液滴随气体流过重力沉降部分所需的时所需的时间应小于或等于液滴随气体

36、流过重力沉降部分所需的时间，间，即即VLWDDwLV气流速度气流速度V（称为计算速度或实际流速）为：称为计算速度或实际流速）为： 64 ADL令：令：oQVAWF式中式中 面积面积利用系数利用系数; F0 横截面积横截面积。 V=AWV=AW6、卧式重力分离器直径计算、卧式重力分离器直径计算4.1 分离设备分离设备5 .0785.0wAQDPWKKTzqKD42v3310350. 0卧式中式中 K2气体空间占有的面积分率；气体空间占有的面积分率； K3气体空间占有的高度分率；气体空间占有的高度分率； K4长径比，长径比，K4=L/D，K4按下列条件取值：按下列条件取值： 操作操作压力压力 K4

37、 P1.8MPa 3.0 1.8MPaP3.5MPa 4.0 P3.5MPa 5.06、卧式重力分离器直径计算、卧式重力分离器直径计算4.1 分离设备分离设备4.1 分离设备分离设备 入口入口段段L1由入口的形式确定，但不小于由入口的形式确定，但不小于1m。沉降沉降段段L2按结构要求定，按结构要求定，但不小于但不小于2D。液体液体储存段储存段h3由液体在分离器内停留时间确定，通常由液体在分离器内停留时间确定，通常h3=D/2。h3可略低于可略低于D/2，但最小不得少于但最小不得少于0.6m。除除雾段雾段L3由除雾器结构、布置确由除雾器结构、布置确定定。泥泥砂储存段砂储存段h2视原油含砂量确定。

38、视原油含砂量确定。 123油气进口油气进口 油出口油出口天然气天然气出口出口4.1 分离设备分离设备6、卧式重力分离器直径计算、卧式重力分离器直径计算4.1 分离设备分离设备7、三相分离器计算、三相分离器计算8、立式和卧式分离器之比较、立式和卧式分离器之比较 立式重力式分离器的沉降工作面积等于其横截面积立式重力式分离器的沉降工作面积等于其横截面积 。立式分离器：立式分离器：FwQF0卧式分离器：卧式分离器：FwQAF0卧式卧式重力式分离器的沉降工作面积等于其横截面积的重力式分离器的沉降工作面积等于其横截面积的A倍。倍。 4.1 分离设备分离设备当两种分离器的直径相同时，在相同的操作条件下，卧式

39、分离器当两种分离器的直径相同时，在相同的操作条件下，卧式分离器的处理能力大于立式分离器。处理单位气量的成本低于立式分离的处理能力大于立式分离器。处理单位气量的成本低于立式分离器；器；立式分离器的空间大，有足够的垂直高度，但气体所携液滴的流立式分离器的空间大，有足够的垂直高度，但气体所携液滴的流动方向与液滴所受重力的方向相反，不利于液滴沉降分离，液面动方向与液滴所受重力的方向相反，不利于液滴沉降分离，液面稳定性较卧式为差。卧式分离器对气体所携液滴的运动方向与液稳定性较卧式为差。卧式分离器对气体所携液滴的运动方向与液滴所受重力的方向成垂直，有利于沉降分离，其液面波动小、稳滴所受重力的方向成垂直，有

40、利于沉降分离，其液面波动小、稳定性好；定性好；立式分离器安装占地面积较小。卧式分离器安装占地面积较大，立式分离器安装占地面积较小。卧式分离器安装占地面积较大，脏物的清除不如立式分离器方便；脏物的清除不如立式分离器方便；立式主要用于气速相对较大而带液量相对较少，并且允许储液时立式主要用于气速相对较大而带液量相对较少，并且允许储液时间较短的场合。卧式主要用于气量相对较小而带液量相对较大，间较短的场合。卧式主要用于气量相对较小而带液量相对较大，并且要求储液时间较长的场合。并且要求储液时间较长的场合。 8、立式和卧式分离器之比较、立式和卧式分离器之比较 9、 除雾器的工艺计算除雾器的工艺计算 除雾器有

41、多种型式，目前广泛采用的是网垫（或丝除雾器有多种型式，目前广泛采用的是网垫（或丝网）除雾器。主要介绍网垫除雾器的工艺计算。网）除雾器。主要介绍网垫除雾器的工艺计算。u允许气体流速允许气体流速u除雾器面积除雾器面积u除雾器的厚度和压降除雾器的厚度和压降(a) 网垫；网垫； (b)拱板；拱板； (c) 波纹板波纹板abc4.1 分离设备分离设备 经验表明，工作良好的网垫除雾器可从气流中除掉经验表明，工作良好的网垫除雾器可从气流中除掉99%的直径大于的直径大于10m的油滴，允许的最大气体流速的油滴，允许的最大气体流速umax(m/s)：gglKumax 式中式中K 为系数，由实验求得，对于标准型丝网

42、，可为系数，由实验求得，对于标准型丝网，可取取K=0.116。 考虑到液体负荷、液滴直径和物性的变化，设计除考虑到液体负荷、液滴直径和物性的变化，设计除雾器时，一般适宜的设计速度取最大允许气速的雾器时，一般适宜的设计速度取最大允许气速的75%80%。9、 除雾器的工艺计算除雾器的工艺计算-允许气体流速允许气体流速4.1 分离设备分离设备 丝网除雾器的面积，根据操作条件下的气体处丝网除雾器的面积，根据操作条件下的气体处理量和其操作速度来确定。若丝网除雾器为园形，理量和其操作速度来确定。若丝网除雾器为园形，其直径按下式计算其直径按下式计算gguQD4式中式中 ug设计气流速度，设计气流速度，m/s

43、。9、 除雾器的工艺计算除雾器的工艺计算-除雾器面积除雾器面积4.1 分离设备分离设备 除雾器厚度一般取除雾器厚度一般取100150mm，压降一般为压降一般为245.15490Pa。除雾器不能处理携有大量液滴的气体，除雾器不能处理携有大量液滴的气体，不能代替重力沉降来分离不能代替重力沉降来分离100m以上的液滴。以上的液滴。9、 除雾器的工艺计算除雾器的工艺计算-除雾器厚度和压降除雾器厚度和压降4.1 分离设备分离设备10、 旋风式分离器旋风式分离器-工作原理工作原理利用利用离心力离心力来分离气流中颗粒。来分离气流中颗粒。 4.1 分离设备分离设备10、 旋风式分离器旋风式分离器-工作原理工作

44、原理由水力损失方程：由水力损失方程： gvCPgD22vDQ24和产量和产量公式：公式： 25.02536.0PCQDgD可得：可得： gP一般取为一般取为55180；正常情况下取为；正常情况下取为5575;CD 由实验确定，一般取由实验确定，一般取18010、 旋风式分离器旋风式分离器-直径计算直径计算4.1 分离设备分离设备 一般取进口速度为一般取进口速度为1525m/s； 出口速度为出口速度为1015m/s。 5 . 01785. 0uQD10、 旋风式分离器旋风式分离器-进、出口管径计算进、出口管径计算 4.1 分离设备分离设备11、影响旋风分离器效率的因素、影响旋风分离器效率的因素-

45、气体进口速度气体进口速度 由于由于离心分离力与气体旋转线速度成二次方关系，因离心分离力与气体旋转线速度成二次方关系，因而气体进口的线速度对分离器效果影响很大。入口线速度而气体进口的线速度对分离器效果影响很大。入口线速度一般宜在一般宜在1525ms之间。因线速过低，分离力不够，而之间。因线速过低，分离力不够，而线速过高则会破坏旋风分离流动系统的正常压力平衡，并线速过高则会破坏旋风分离流动系统的正常压力平衡，并形成局部涡流，产生二次夹带，使分离效率降低形成局部涡流，产生二次夹带，使分离效率降低4.1 分离设备分离设备11、影响旋风分离器效率的因素、影响旋风分离器效率的因素-气液密度差气液密度差4.1 分离设备分离设备 由旋风分离器的分离原理可知，气液密度差越大，由旋风分离器的分离原理可知，气液密度差越大，分离效果越好。由旋风分离器的气流状态可知，旋风分离效果越好。由旋风分离器的气流状态可知，旋风分离器适用于气液（或气、固）分离，而对于油水两分离器适用于气液（或气、固）分离，而对于