CN204709877U - 分离器管束旋流入口装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分离器管束旋流入口装置。它包括能够通入流体的中心分流管以及至少一个连接在中心分流管侧壁上的旋流管，旋流管的入口与中心分流管的侧壁出口相通，中心分流管的底部设置有位于中心分流管内的锥形分配器，进入到中心分流管内的流体能够切向进入旋流管内。采用上述的结构后，充分改善了旋流管的分配和液体排出方式，平缓了旋流管内流体的流动，减少了油中水滴和水中油滴剪切的可能性，并且消除液体携带和通过液体出口 “气窜”的威胁。

Description

分离器管束旋流入口装置

技术领域

本实用新型涉及一种气、液二相分离及油、气、水三相分离的设备部件，具体地说是一种分离器管束旋流入口装置。

背景技术

在分离器上安装旋流入口装置的目的是在气液进入分离器的分离段之间，先进行气液预分离，并防止泡沫的产生，通过装置自身将气体从液体中分离出来，然后将无气体释放的液体排到分离器的液相中，通过进入旋流管混合液体产生的旋转速度达到气液预分离和防止泡沫产生的目的，液体和气体分离时，气体流向旋流管的中心，并从位于顶部的涡旋导流管排出旋流管；同时，液体被排到位于旋流管底部的液相中，由于分离器管束旋流入口装置是在没有控制装置的条件下操作，并需要保持容器内液位稳定，因此旋流入口装置液体侧和气体侧的压降必须保持平衡，一旦气体侧的压降高于液体侧的压降，气体就容易从旋流入口装置底部的液体出口流出；如果这样，就产生了“气窜”。相反，如果液体侧的压降高于气体侧的压降，液体就容易从旋流入口装置顶部的涡旋导流管排出；如果这样，就产生了气体“液体携带”。

在分离器旋流入口装置压力平衡的状态下，装置的压降是造成液滴破裂的主要因素。在三相分离器中，旋流入口装置液体侧的压降对分离器的液-液分离效果起决定性作用。虽然传统上的分离器旋流入口装置在处理气/液分离时效果不错，目前，现有的旋流入口装置设计中，由于忽略了旋流入口装置的低压降，而产生间歇性的气体“液体携带”，这对分离器的气-液分离效果影响较大，在进一步处理液/液分离时，效果更是不理想，通常存在以下缺陷：在分离器入口区域，出现严重的紊流；在特殊工况下，气-液预分离效果不佳；油中水滴和水中油滴剪切严重，造成进一步油水乳化；产生较高的出口冲击力，影响分离效果。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够平缓旋流管内流体的流动，减少油中水滴和水中油滴剪切的可能性，并且消除液体携带和通过液体出口 “气窜”威胁的分离器管束旋流入口装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的分离器管束旋流入口装置，包括能够通入流体的中心分流管以及至少一个连接在中心分流管侧壁上的旋流管，旋流管的入口与中心分流管的侧壁出口相通，中心分流管的底部设置有位于中心分流管内的锥形分配器，进入到中心分流管内的流体能够切向进入旋流管内。

    所述旋流管的下部内设置有伞形罩，伞形罩4与旋流管2内壁之间具有间隙。

所述旋流管的下部侧壁上设置有沿圆周排布的腰形孔。

所述旋流管设置有三个，三个所述旋流管绕着中心分流管平行布置。

    所述旋流管和中心分流管通过连接管道连接。

    所述旋流管包括连接在中心分流管侧壁上的旋流段，连接在旋流段下端的分离段以及连接在分离段下端的稳定段，旋流段7内设置有导流管。

    所述稳定段的下部设置有支撑板。

采用上述的结构后，气流能够轴向进入到中心分流管内，中心分流管内含有锥形分配器，使流体均匀地被分配到每个旋流管管束中，旋流管管束围绕中心分流管平行布置，随后流体分别切向进入旋流管管束，在旋流管内作旋转运动，因密度差的影响，而发生气液分离；在旋流管下部（末端管段）内部设置伞形罩，起到稳定气液界面的作用，在旋流管下部侧壁环向均匀设置的腰形孔，被分离的液体通过腰形孔融入到容器中的液相，容器中的气液界面应设置在腰形孔上部一定高度，以避免底流漏气，由此充分改善了旋流管的分配和液体排出方式，平缓了旋流管内流体的流动，减少了油中水滴和水中油滴剪切的可能性，并且消除液体携带和通过液体出口 “气窜”的威胁。

附图说明

图1为本实用新型分离器管束旋流入口装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型分离器管束旋流入口装置的原理结构示意图；

图3为本实用新型分离器管束旋流入口装置的使用状态结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型的分离器管束旋流入口装置作进一步详细说明。

本实用新型的分离器管束旋流入口装置是通过实验测试和计算流体动力学（CFD）模拟等一系列的研究和开发形成的具体方案，它包括能够轴向通入流体的中心分流管1以及至少一个连接在中心分流管侧壁上的旋流管2，根据所要处理量的大小，可沿中心分流管均匀设置旋流管2的数量；如图1、图2所示，本实施例中旋流管3设置有三个，三个旋流管绕着中心分流管1平行布置，各个旋流管2分别通过一个连接管道6与中心分流管1连接；所说的旋流管2包括连接在中心分流管1侧壁上的旋流段7，连接在旋流段7下端的分离段8以及连接在分离段8下端的稳定段9，旋流管2的稳定段9内设置有伞形罩4，伞形罩4与旋流管2内壁之间具有间隙，设置的伞形罩能够起到稳定气液界面的作用，旋流管2的稳定段9侧壁上设置有沿圆周排布的腰形孔5，被分离的液体通过腰形孔5融入到容器10中的液相，容器10中的气液界面应设置在腰形孔5上部一定高度，以避免底流漏气，旋流段7内设置有导流管，旋流管2的旋流段7入口与中心分流管1的侧壁出口相通，中心分流管1的底部设置有位于中心分流管内的锥形分配器3（所说的锥形分配器为安装在中心分流管内的锥体结构），进入到中心分流管1内的流体能够切向进入旋流管2的旋流段7内并能够使流体均匀地被分配到每个旋流管管束中，流体在旋流管内作旋转运动，因密度差的影响，而发生气液分离。

进一步的，安装过程中，中心分流管1采用法兰形式，便于与容器10进口内部法兰的连接，中心分流管1通过连接管道6与侧部的旋流段7连接，为了在单根旋流管内形成旋转区域，分离区域和稳定区域，把单根旋流管分成三段（旋流段7、分离段8、稳定段9），段与段之间的连接采用插入式并用扁带固定，同时由于流入的流体都有一定的流速，因此会对该装置造成一定的冲击，因此，需要将装置牢牢的固定起来，防止流体流动时使装置产生振动以致产生变形，破坏该装置，因此通过支撑板11支撑中心分流管1,支撑板11与容器10内壁支撑件通过螺栓连接，各个稳定段9的下部之间也设置有支撑板10进行支撑，同样也与容器10内壁支撑件通过螺栓连接，螺栓的连接形式使安装和拆卸将更加的方便，所说的支撑板优选为槽钢。

下面结合图2来说明本实用新型分离器的多管束旋流入口分离装置的工作原理：

流体轴向进入中心分流管1，中心分流管1内部含有锥形分配器使流量均匀地被分配，单管束旋流管（通常为矩形入口），通过入口结构的设计迫使流体切向进入旋流管内部产生旋转运动（旋流段内含有涡旋导流管），由于气液密度差的影响，密度重的流体将被甩到旋流管的筒体壁面，而气流在作旋转运动的同时沿分离器外侧空间向下运动，可以带动壁面的液体向下运动，这可以称为一次分离，而部分液体颗粒仍然被气体夹带，在气体沿涡旋导流管上升过程中，由于重力的作用，部分液体仍然会降落到容器中，这可称为二次分离，但由于液滴降落到气液界面时，会引起气液界面的扰动，影响到气液的分离，通过设置伞形罩能够使气液二次分离段与气液界面下的气液分离分别作单独分离，伞形罩上表面应光滑且局部无凹凸现象，这样便于液体落在伞形罩上并在内部旋流力的作用下沿伞边下流，稳定的气液界面能使气液由于密度差的作用，气体上升，液体下降，最大限度的提高分离效率。

通过本实用新型的结构设计能够较好的适应来流流体参数的变化，且对腐蚀介质不敏感，而且能够对大量的气、液或固体进行预分离，逐步减小进口流体动力势能，最大限度地减少液滴潜在粉碎和限制泡沫的产生，均匀分布下游的除雾设备的气流，且压降比较小，同时还可以降低容器的进嘴尺寸大小，在改造项目可以允许喷嘴尺寸有更大的吞吐量。

Claims (7)

1.一种分离器管束旋流入口装置，其特征在于：包括能够通入流体的中心分流管（1）以及至少一个连接在中心分流管侧壁上的旋流管（2），所述旋流管（2）的入口与中心分流管（1）的侧壁出口相通，所述中心分流管（1）的底部设置有位于中心分流管内的锥形分配器（3），进入到中心分流管（1）内的流体能够切向进入旋流管（2）内。

2.    按照权利要求1所述的分离器管束旋流入口装置，其特征在于：所述旋流管（2）的下部内设置有伞形罩（4），伞形罩（4）与旋流管（2）内壁之间具有间隙。

3.   按照权利要求2所述的分离器管束旋流入口装置，其特征在于：所述旋流管（2）的下部侧壁上设置有沿圆周排布的腰形孔（5）。

4.按照权利要求3所述的分离器管束旋流入口装置，其特征在于：所述旋流管（3）设置有三个，三个所述旋流管绕着中心分流管（1）平行布置。

5.   按照权利要求4所述的分离器管束旋流入口装置，其特征在于：所述旋流管（2）和中心分流管（1）通过连接管道（6）连接。

6.    按照权利要求5所述的分离器管束旋流入口装置，其特征在于：所述旋流管（2）包括连接在中心分流管（1）侧壁上的旋流段（7），连接在旋流段（7）下端的分离段（8）以及连接在分离段（8）下端的稳定段（9），所述旋流段（7）内设置有导流管。

7.   按照权利要求6所述的分离器管束旋流入口装置，其特征在于：所述稳定段（9）的下部设置有支撑板（10）。