專利名稱：球形汽水分離器的制作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型涉及一種為油田熱采注汽鍋爐提高蒸汽干度而配套的專用設備。
二背景技術：
隨著稠油開采的不斷深入，用常規(guī)鍋爐(80％蒸汽干度)注蒸汽的方法已不能滿足稠油開采新技術日益發(fā)展的需要。根據(jù)最新研究成果顯示，稠油后期的高輪次開采必須注入95％以上的蒸汽干度效果才較好。而目前在用的注汽鍋爐，由于受其水處理設備的限制，其最高蒸汽干度為80％，而實際運行時僅為70％左右，這嚴重影響了熱力開采效果的發(fā)揮。
汽水分離設備應用于注汽鍋爐已經(jīng)有十幾年的歷史了，但由于種種原因，設備難以適應各油田復雜的地質條件，導致其分離效率低、運行工況不穩(wěn)、噪音大等缺陷，使設備沒有充分發(fā)揮應有的作用。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種球形汽水分離器，它分離效果好，能夠較大地提高蒸汽干度。球形汽水分離器由殼體及其內(nèi)部的分離裝置構成，殼體為球形，球形殼體內(nèi)設有多個旋風分離器，各旋風分離器的側面有輸入蒸汽的管筒，管筒入口與通到殼體外部的蒸汽管線連通，蒸汽管線上有閥門。
兩相流體的分離過程相當復雜，往往是靠幾種分離作用的綜合效應來實現(xiàn)的。旋風分離器就是綜合了離心分離、重力分離及膜式分離作用來進行汽水分離的。由鍋爐出口來的具有很大動能的汽水混合物沿切線方向引入旋風分離器的筒體，使其由直線運動轉變?yōu)樾D運動，形成離心力(比重力大17.9～47.5倍)，由于汽和水存在重度差，汽在旋風筒中螺旋上升，形成水柱，而水則拋向筒壁并旋轉下降，在筒內(nèi)形成拋物面；還有少量水滴被汽流帶入旋風筒中部的汽空間，這些水滴在隨汽流旋轉上升的過程中，逐漸被推向壁面。當蒸汽通過旋風筒上部的百葉窗波形板頂帽時，又靠膜式分離使蒸汽進一步被分離，水則由下部經(jīng)環(huán)形縫中的導流葉片平穩(wěn)地導入水空間。
殼體內(nèi)的旋風分離器是一種非常有效的汽水分離裝置，其一次分離效率高達99％左右，完全滿足了熱力開采注入蒸汽的干度要求，能夠較好地發(fā)揮熱力開采的效果。
四

附圖為本實用新型的結構示意圖。
五具體實施方式
本實用新型根據(jù)油田使用條件(壓力和流量不穩(wěn))的特點，經(jīng)過對各種參數(shù)的校核計算，在取得最大分離空間的前提下。進行優(yōu)化設計，選擇了球形殼體1，殼體內(nèi)設置四個獨立的旋風分離器2，可根據(jù)負荷情況來增減旋風分離器的開、關數(shù)量。為使進入每個旋風分離器的流量均勻，在殼體外設置了分配器10，分配器10是連接有多個管路的分配罐體，它的每個輸出管連通一個旋風分離器，每個旋風分離器的進汽管都經(jīng)分配器連接蒸汽總管。為進一步將蒸汽中細小水滴分離出來，在旋風分離器上部蒸汽出口處設置了二次分離元件——水平式百葉窗波形板分離器4，百葉窗分離器4是目前汽水分離裝置的常用部件，水平放置的百葉窗波形板將水和蒸汽分別導入到各自的引出管路，經(jīng)設置在汽、水空間的引出管道連續(xù)不斷地將汽、水引出，最后達到將汽、水分離的目的。為測定蒸汽干度，在蒸汽出口處設置了飽和蒸汽取樣裝置5。由于爐水含鹽量很大，為防止分離出的爐水產(chǎn)生泡沫以影響分離效率，在爐水出口處特別設置了排污裝置6。在旋風分離器入口處為防止汽、水流速不均勻而影響分離效果，設置了均汽孔板7，均汽孔板7是一個多孔的平板，它的平面與汽、水進行方向垂直，汽、水流通過均汽孔板7時，被分割成多個等份再混合到一起，故可以流速均勻地進入到分離器中。為監(jiān)視液位設置了雙色液位計8，為調(diào)節(jié)液位設置了液位調(diào)節(jié)閥9。為監(jiān)視工作壓力設置了壓力表3，為了取樣化驗設置了取樣冷卻器11。為防止水流旋轉而引起水位偏斜，在殼體底部安裝一十字形擋板以消除殼體內(nèi)水流的旋轉運動，十字擋板是水平放置的十字交叉的立板，當水流在罐體底部形成旋渦時，被十字擋板阻擋而減弱消除。
汽水分離器在設備本體上設置一個安全閥，防止鍋爐在運行過程中超壓，實行自我保護。鍋爐在控制系統(tǒng)上與汽水分離器實現(xiàn)聯(lián)鎖自動控制。
設備的液位也就是流入量和流出量之差的累積。要保持液位的穩(wěn)定也就是要控制流入量和流出量的平衡，使積蓄量保持在最高與最低限額范圍內(nèi)。液位的特性是一階的，所以液面調(diào)節(jié)不存在不穩(wěn)定問題。
系統(tǒng)采用單回路比例調(diào)節(jié)滿足液位的調(diào)節(jié)質量。調(diào)節(jié)過程是首先由一次表(差壓變送器)將分離器內(nèi)液位轉換成標準的電信號進行比較，4——20mm A。數(shù)學表達式Io＝4+Hx/H(20-4)送入調(diào)節(jié)器與給定信號通過調(diào)節(jié)器的比例運算后，對應一個輸出信號給調(diào)節(jié)閥，使閥處在某一個開度的位置上。當液位(Hx)發(fā)生變化時調(diào)節(jié)器又對應一個輸出給調(diào)節(jié)閥，使閥處在另一個開度的位置上，流量的大小隨著調(diào)節(jié)閥開啟變化，最終達到保持液位的穩(wěn)定。液位的變化和高低，通過液位計和二次儀表(調(diào)節(jié)器)直接和間接進行觀察。
為了防止意外情況造成的液位超限或過低影響汽水分離，增設液位高低限報警指示，使操作人員能夠及時處理，保證液位的穩(wěn)定。
權利要求1.一種球形汽水分離器，由殼體及其內(nèi)部的分離裝置構成，其特征是殼體為球形，球形殼體(1)內(nèi)設有多個旋風分離器(2)，各旋風分離器的側面有輸入蒸汽的管筒，管筒入口與通到殼體外部的蒸汽管線連通，蒸汽管線上有閥門。
2.根據(jù)權利要求1所述的球形汽水分離器，其特征是在殼體(1)外設有分配器(10)。
3.根據(jù)權利要求1所述的球形汽水分離器，其特征是在旋風分離器上部蒸汽出口處設有百葉窗分離器(4)。
4.根據(jù)權利要求1所述的球形汽水分離器，其特征是在旋風分離器入口處設有均汽孔板(7)。
5.根據(jù)權利要求1所述的球形汽水分離器，其特征是在殼體底部設有十字形擋板。
專利摘要本實用新型公開了一種為油田熱采注汽鍋爐提高蒸汽干度而配套的球形汽水分離器，它由殼體及其內(nèi)部的分離裝置構成，殼體為球形，殼體內(nèi)設有多個旋風分離器，各旋風分離器的側面有輸入蒸汽的管筒，管筒入口與通到殼體外部的蒸汽管線連通，蒸汽管線上有閥門。旋風分離器是一種非常有效的汽水分離裝置，其一次分離效率高達99％左右，完全滿足了熱力開采注入蒸汽的干度要求，能夠較好地發(fā)揮熱力開采的效果。
文檔編號F16T1/00GK2682271SQ20042003044
公開日2005年3月2日 申請日期2004年2月19日 優(yōu)先權日2004年2月19日
發(fā)明者孫新利, 李亞奇, 余五星, 鄭南方, 丁亞軍 申請人:中國石油天然氣第八建設有限公司, 中國石油遼河油田特種油開發(fā)公司