JP2010523329A - 逆洗可能なストレーナ装置 - Google Patents

Abstract

流体流れ回路（１０）用のストレーナ装置（１６）は、閉塞を防止しかつ設備の汚れを低減するために、流体流れから異物および固形粒子を除去する。アセンブリは、液体サイクロンとすることができるチャンバ（２２）と、捕集領域（３２）と、スクリーンアセンブリ（５０）と、洗浄流体への選択的な接続が可能なディストリビュータ（３６）とを含む。流体は、ストレーナ装置を通過してチャンバ内を流れ、その場合、大型粒子は、重力の影響下で捕集領域内に捕集され、小型の固形粒子はスクリーンアセンブリに捕集される。スクリーンアセンブリを逆洗して、固形粒子がなくなるまで捕集領域を洗い流すようにディストリビュータを選択的に作動させることによって、装置を分解することなく粒子を装置から洗浄できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ストレーナ装置、特に、流体流れのストリームから好ましくない異物（ｄｅｂｒｉｓ）および他の固形材料を除去する装置、および除去方法に関する。

流体流れのストリームは、多くの場合、流体で運ばれる異物または固形材料を含んでいる。これは、流路表面への材料の蓄積である閉塞または汚れに関連して、流路が制限されるという問題の原因となる場合がある。多くの産業は、流れのストリームを利用しており、閉塞および汚れ問題による悪影響を蒙っている。その結果、大抵の流れ回路は、流体の流れから異物および固形材料を除去するためのろ過を必要としている。この問題を抱える１つの産業は、石油化学処理産業または石油精製産業である。

この産業並びに他の産業において共通的に用いられる装置は熱交換器であり、熱交換器は、熱交換表面に流体を流すことによって動作する。この表面は、シェル内に取り付けられる管束によって形成することができ、管内を流れる流体ストリームと、管束内の管間の空間並びに管束およびシェル間の空間内に流れる別の流体との間の熱交換を生じる。このタイプの熱交換器は、熱交換に利用し得る表面積が大きい程良好に機能するので、熱交換器は、大きな累積的な熱交換表面を生成するために、緊密な束に取り付けられる多数の小口径の管を有するように設計され、シェル内に支持される。熱交換器に流入する異物は、管への入口部またはシェル内部の管間において捕捉される可能性がある。異物の捕捉は、過度な圧力低下と、流体が流れることができない「デッドゾーン」とを生じさせる。この状態は、装置内（ｉｎ−ｓｉｔｕ）の汚れを悪化させ、熱伝達の能力および効率を低下させる。これによって、これらの装置の高頻度の清浄化が必要になる可能性がある。このような清浄化の作業は厄介で費用および時間がかかる。それはスループットの重大な損失の原因にもなる。

流体をろ過して固形分を除去するために、流路にストレーナを用いることができる。普通用いられるストレーナ装置はバケットストレーナである。バケットストレーナは、単に流体流れを篩い分けして、固形分をスクリーン内に捕集することによって機能する。しかし、それらは急速に閉塞する傾向があり、清浄化が煩雑である。例えば、各バケットストレーナは、清浄化に約２人工（にんく）（ｃｒｅｗ ｄａｙ）を必要とする可能性がある。その結果、バケットストレーナは、なされるべき程頻繁に清浄化されず、プラントの作業者によって好ましいものとは見做されていない。

現行技術のストレーナ装置は保守整備が厄介なので、それは、必要な程多くは使用されていない。これによって設備の効率が低下し、製油所の運転において汚れが増大する可能性も加わり、それはこの設備において重大な問題になる。

装置の分解を必要としないろ過装置および流路の清浄化方法が必要である。

この装置の実施形態の１つの態様として、流体流れ回路において使用するストレーナアセンブリであって、オンラインで清浄化でき、回路から取り外す必要がないストレーナアセンブリが提供される。

この装置の実施形態の別の態様として、効率のよい篩い分け操作を提供するために、高密度異物捕集用として、篩い分け要素から離して配置される異物沈降領域が設けられる。

この装置の更に別の態様として、長い時間間隔において保守整備できる、例えばプラントの定期修理（ｔｕｒｎ ａｒｏｕｎｄｓ）においてのみ保守整備して、その期間内では有効な状態を保持し得るストレーナアセンブリが提供される。

本発明は、頂部および底部を備える中空の内部を有する主チャンバであって、流入口および流出口がそのチャンバに連結される主チャンバを含むストレーナ装置に関する。このストレーナ装置においては、流体の流路が、主チャンバの中空内部を通って流入口から流出口までに画定される。この装置は、主チャンバの底部に接続される捕集領域を含み、この捕集領域は流路から偏倚している。主チャンバの頂部には、洗浄流体源に選択的に接続するためのディストリビュータが接続される。中空の内部には、流入口と流出口との間並びにディストリビュータと捕集領域との間に、スクリーンアセンブリが位置決めされる。スクリーンアセンブリは、流体流路内を流れる流体から固形粒子を捕集するサイズの開口を備えた少なくとも１つのスクリーン要素を含む。

ストレーナ装置は、ストレーナ装置の流入口および流出口にそれぞれ接続される流入ラインおよび流出ラインを有する流体流れ回路と組み合わせて設けることができる。流入ラインおよび流出ラインには、バイパスアセンブリを、ストレーナ装置に平行に接続することができる。このバイパスアセンブリは、バイパスラインと、流入口の上流側で流入ラインに連結されるバイパス弁とを含む。

主チャンバは液体サイクロンとすることができる。流入口は主チャンバに接線方向に接続することができる。主チャンバは、概して垂直に向けることができる縦軸を有し、流入口および流出口はこの主チャンバに横方向に接続される。流入口は、垂直方向において流出口の下部に配置することができる。主チャンバはまた、概して水平に向けることができ、この場合、流入口および流出口は主チャンバの中空の内部と同一線上に配置される。

捕集領域は、チャンバの底部から延びるか、或いは、チャンバからある角度で外向きに延びるか、或いは、チャンバに対して概して垂直の角度で延びることができる。

主チャンバの中空の内部における流体の流れを選択的に可能にするかまたは遮断するために、流入口に弁を連結することができ、かつ、流出口に弁を連結することができる。逆洗流体の主チャンバの中空内部への流入を選択的に可能にするために、ディストリビュータに弁を連結することができる。捕集領域からの固形粒子の除去を選択的に可能にするために、捕集領域に弁を連結することができる。

スクリーンアセンブリは、間隔を空けて配置される複数のスクリーン要素を含むことができ、各スクリーン要素は、流体流路の方向に漸次的に小さくなる開口を有する。間隔を空けて配置される複数のスクリーン要素は１つのユニットとして形成することができる。少なくとも１つのスクリーン要素は、流体流路の方向にテーパ化された円錐形状を有するか、或いは、平板状の形状として流体流路に対してある角度で配置することができる。スクリーン要素の下端部は捕集領域に向かって角度を付けることができる。

ストレーナ装置は、熱交換器と組み合わせて、或いは、製油所の運転と組み合わせて設けることができる。

本発明は、また、流体流れ回路から粒子をろ過する方法に関する。この方法は、流体流れのための中空の内部を有するチャンバおよびそのチャンバ内に配置されるスクリーンアセンブリを設ける工程と、チャンバに対する流入口およびチャンバに対する流出口を設けて、スクリーンアセンブリを通過する流路をそれらの間に画定する工程と、異物捕集領域を、その流路から偏倚させかつチャンバの中空内部と連通させて設ける工程とを含む。流体は、流体流路におけるチャンバを通って流れることができる。スクリーンアセンブリを通過するように流体を流すことによって、固形粒子は流体の流れからスクリーンアセンブリ上に捕集される。固形粒子は、また、重力の作用下で、流体流れから異物捕集領域に沈降することによっても捕集される。捕集された粒子は、通常または正規の流路と反対向きの方向にスクリーンアセンブリを通って流れる逆洗流体の流れをチャンバに導入することによって、スクリーンアセンブリからチャンバ内に洗い出される。逆洗流体の流れは、捕集された粒子を捕集領域内に排出する。最後に、捕集された粒子は捕集領域から処分される。

この方法は、逆洗流体の流れがチャンバに導入されている時には、流体の流れをチャンバから迂回させる工程を含むことができる。

捕集された粒子を洗浄する工程は、チャンバの流入口および流出口を閉じて、チャンバに接続される逆洗弁および捕集領域に接続される異物弁を開く工程を含むことができる。逆洗流体の流れをチャンバに導入する工程は、逆洗流体源をチャンバに接続する工程を含むことができる。

チャンバ内にスクリーンアセンブリを設ける工程は、流体流れ内の固形粒子を遮るサイズの開口を有する少なくとも１つのスクリーン要素を設ける工程を含むことができる。このスクリーン要素は段階式の複数のスクリーン要素を含むことができ、各スクリーン要素は、異なるサイズの粒子を遮るために、漸次的に小さくなる開口を有する。スクリーン要素は、間隔を空けた位置関係で支持することができ、その場合、小さい開口を有するスクリーン要素を、比較的大きい開口を有するスクリーン要素の下流側に配置する。

チャンバを設ける工程は、流入口が垂直方向において流出口の下部に位置するように、チャンバを垂直に向ける工程を含むことができる。チャンバは、液体サイクロンのチャンバとすることができる。異物捕集領域はチャンバの底部に隣接して位置決めすることができる。チャンバは水平に設けることも可能である。異物捕集領域はチャンバの底部から外向きに延びることができる。異物捕集領域は、チャンバからある角度で、或いは直角に延びることができる。

この方法は、熱交換器の操作と組み合わせて実践することができる。捕集された粒子の洗浄および処分は、熱交換器の操作と共にオンラインで行うことが可能である。この方法は、また、石油精製プロセスと組み合わせて実践することもできる。

本発明のこれらの態様および他の態様は、詳細説明および添付の図面と関連付けて理解すると明らかになるであろう。

以下、本発明を添付の図面と併せて説明する。

本発明による、スクリーンアセンブリを含むストレーナ装置を有する流れ回路の概略図である。 図１の流れ回路において使用するスクリーンアセンブリの側面図である。 本発明による、変更されたスクリーンアセンブリを含むストレーナ装置を有する流れ回路の概略図である。 図３の回路に使用するスクリーンアセンブリの側面斜視図である。 本発明による、水平に向けられたストレーナ装置を有する流れ回路の概略図である。 本発明による、変更された捕集領域を含む水平に向けられたストレーナ装置を有する流れ回路の概略図である。

図面においては、同じ参照番号は、異なる図面において対応する部品を示す。

本発明は、任意の種類のプロセスストリームまたは種々の産業設備における流体に対して使用できる、流体流れ回路に用いるストレーナ装置に関する。この装置を、特に熱交換器を通る原油の流れを含む製油所の設備と関連付けて説明する。しかし、当業者は、ここに開示する装置と、この装置を用いる方法とが、石油または石油化学のプロセス処理に限定されることなく、流体流れ回路が用いられる多様な産業において利用可能であることを認めるであろう。

閉塞が生じる流体流れ回路に対する悪影響は、前記のように、流れの減少または完全閉塞と、効率の低下と、清浄化の必要性とに関係する。また、異物の低減は、装置内の汚れを低減することができ、これは設備の効率に好影響をもたらすことも判明してきた。汚れは、多くの産業、特に石油化学処理および石油精製操作において重大な問題である。異物は、例えば、プラントに流入する原油ストリームによって設備に持ち込まれるか、或いはプラント内の機器において生成され、その伝搬が、全体的な汚れ問題の実質的な原因である。異物が存在すると、熱交換器の管が、管の直径内部およびシェル内の管間の両者において急速に閉塞し、スループットの損失をもたらす。本発明によれば、異物および他の固形材料が計画的かつ合理的に捕捉されかつ除去されるので、装置内の汚れ速度が大幅に低下する。原油予熱トレイン、スラリポンプ周りの回路のようないくつかのストリームにおいては、重大な管の閉塞が生じて、数週間ごとのような頻繁な清浄化が必要である。

装置を図に示す。図１は、流入ライン１２および流出ライン１４を含む流体流れ回路１０を示す。流体流れ回路１０は、この両ラインの間に少なくとも２つの流路を画定する。流入ライン１２および流出ライン１４は内径Ｄ１の導管から構成される。ストレーナ装置１６は第１流路に位置決めされ、流入ライン１２と流出ライン１４との間に位置する。バイパス弁２０を有するバイパスライン１８も、ストレーナ装置１６と平行に、流入ライン１２と流出ライン１４との間に連結される。バイパスライン１８は第２流路を形成する。バイパスライン１８も同じ内径Ｄ１を有するものとして、バイパス洗浄運転の間、一定流速を維持することが望ましい。これについては以下に詳細に述べる。

ストレーナ装置１６は、ノズルの形態の、好ましくは接線ノズルの形態の流入口２４と、流出口２６とを有する主チャンバ２２から構成される。流入口２４および流出口２６は、水平に向けられ、それぞれ流入ライン１２および流出ライン１４と整列される。主チャンバ２２の内径は、流入ライン１２および流出ライン１４の内径Ｄ１よりも約１．５〜２倍大きい直径Ｄ２を有する。例えば、プロセスの管が１０インチの内径を有する場合、主チャンバ２２は、１８インチまたは２０インチの管から作製することができる。他の直径も考えられるが、Ｄ２＞Ｄ１であれば、それも本発明の範囲内と見做される。流入ライン１２および流入口２４の直径が異なることも考えられる。

流入口２４は流入弁２８を介して流入ライン１２に接続される。流出口２６は流出弁３０を介して流出ライン１４に接続される。図１に見られるように、チャンバ２２は垂直に向けられ、流出口２６は、垂直方向において流入口２４より高い位置に配置される。チャンバ２２の底部は重質異物の捕集領域３２を有し、その捕集領域３２の最下端部に異物弁３４が配置される。チャンバ２２の頂部は、逆洗弁３８を含むディストリビュータまたはスパージャ３６を有する。逆洗弁３８は、例えばノズルを備えた洗浄流体源Ｆに接続されるように構成される。

主チャンバ２２は、主チャンバ２２の中心に位置決めされる内部ライン４０を有する。これによって、主チャンバ２２の内部に、流入流体が流れる環状の流路４２が形成される。周知のように、流体流れに可能な最大の遠心速度を付与するために、遮蔽板（図示なし）を設けることができる。主チャンバ２２は、周知のようなハイドロクロニックチャンバとして作用し、流体は、流入口２４から旋回しながら下降し、主チャンバ２２の中心部分における内部の管４０を通って流出口２６の方向に上昇する。図１に見られるように、主チャンバ２２の内部に、らせん形の案内翼４４を、環状流路４２に隣接して内壁の近傍に設ける。これによって、流体の流れは、旋回しながら下降し続けるであろう。望ましい場合は、２つ以上の翼４４を設けることができる。内部の管４０は、短い垂直長さの範囲、例えば管の直径の約２倍に等しい長さの範囲に設けることができ、一方、翼４４は、内部の管４０の下部において、ロッドまたは支柱４６のような支持材上に展開することができる。液体よりも高密度の異物は、流体が流入口２４から下方に流れる際に、主チャンバ２２の内壁を捕集領域３２に向かって滑落する。流体は、それから向きを変え、内部の管４０を通って流出口２６に向かって上昇する。

主チャンバ２２の内部には、流入口２４と流出口２６との間に、スクリーンアセンブリ５０が設けられる。スクリーンアセンブリ５０は、少なくとも１つのスクリーン要素、または、垂直方向に間隔を空けて配置される段階式の複数のスクリーン要素、この場合第１スクリーン５２、第２スクリーン５４および第３スクリーン５６を含むスクリーン要素を有する。スクリーン５２、５４、５６には、流れの方向に、即ち図２で見た場合上向きに、漸次的に小さくなる開口を設ける。例えば、最下部の第１スクリーン５２は１インチの開口を有することができ、中央の第２スクリーン５４は１／２インチの開口を有することができ、最上部の第３スクリーン５６は１／４インチの開口を有することができる。第３スクリーン５６の上部に第４スクリーンを設ける場合は、その開口を例えば１／８インチとすることができる。より小さい粒子を有する流体ストリームの場合には、スクリーンサイズを、例えば１／２インチから１／１６インチまでの範囲の開口とすることができる。もちろん、アセンブリに対して想定される特定の用途に応じて、種々のサイズの開口を有する任意の個数のスクリーン要素を用いることができる。スクリーン間の間隔は変えることができるし、一定とすることもできる。例えば、スクリーン５２、５４および５６は、それぞれ、２〜３インチの間隔を空けて配置することができる。

スクリーンアセンブリ５０は、種々の形状のスクリーン要素を含むことができる。図１に見られるように、スクリーン５２、５４および５６は円錐形である。それは、上向きにテーパ化して、平坦な頂部を有するようにもできる。またその代わりに、各スクリーン要素を平板状にして、水平またはある角度で配置することもできる。

図３は、間隔を空けて配置された一連の平板スクリーン６２、６４および６６から構成されるスクリーンアセンブリ６０を有する回路５８を示す。この平板スクリーン６２、６４および６６は水平に対してある角度で配置され、流入口に対して下向きに傾けられる。スクリーンアセンブリ５０の場合と同様に、スクリーンアセンブリ６０は、図４に見られるように、上段のスクリーン程、漸次的に小さくなる開口を有するスクリーン６２、６４および６６を備えている。この構成においては、流入口６８および流出口７０は、主チャンバ７２に対して接線方向に配置されるのではなく半径方向に配置される。図３に見られる回路５８の残りの部分は、図１の回路１０と同様に機能するので、図１のアセンブリと別個の更に別の説明は必要でない。

スクリーン５０または６０は、補強して支持材に取り付け、単一構造を構成するのが望ましい。これによって、全スクリーンアセンブリ５０または６０をチャンバ２２、７２の中に差し込むことができ、必要な場合には、ユニットとして取り外しできる。スクリーンアセンブリ５０または６０は、それぞれ主チャンバ２２または７２の本体フランジ２３または７４に、例えば、それらの間に締め付けることにより取り付けることができる。任意の適切な支持構造を用いることができる。また、各スクリーン要素を、例えば溶接によってチャンバに永久的に固定することも可能である。

スクリーンアセンブリ５０は、流体が主チャンバ２２を通って上方に流れる際に異物および固形粒子を捕捉する。流れからの最大粒子は、主チャンバ２２の内壁を捕集領域３２に向かって滑落し、一方、より小さい粒子は、漸次的にスクリーン５２、５４および５６によって捕捉される。液体が下向きに旋回する際に最大粒子が最初に除去されるので、スクリーンアセンブリ５０が最大粒子によって閉塞されることはない。続いて、更に小さい粒子および最小粒子は下段のスクリーン５２および５４を通過できるので、チャンバ２２を通る流出口２６への豊かな流れが維持される。

ディストリビュータ３６は、逆洗流体の流れがストレーナ装置１６に流入できるようにするために選択的に作動させる。逆洗流体は、ライトサイクルオイルまたはケロシンのような液体炭化水素、或いは、水回路用のストレーナ装置の場合は水とすることができる。逆洗流体は特定の流体流れ回路に応じて変わるであろう。逆洗用のストリームには窒素または他の適切なガスのストリームを導入して、清浄化のための速度および攪拌を増大させることができる。

以下の説明によって明らかになるように、逆洗は、逆洗弁３８を経由し主チャンバ２２を通って、逆洗源から下向きに流れるように計画される。これによって、捕捉された異物が除去され、従って、固形分をスクリーンの下面から捕集領域３２に排出して異物弁３４から処分することによって、各スクリーン５２、５４および５６が清浄化される。

ストレーナ装置１６がオンラインで運転されている運転時には、流入弁２８および流出弁３０は開かれており、バイパス弁２０は閉じられている。これにより流体流れを、ストレーナ装置１６を通過するように導く。更に、異物弁３４および逆洗弁３８は閉じられている。流体ストリームはストレーナ装置１６を通って流れ、異物および固形粒子は、捕集領域３２内と、スクリーンアセンブリ５０のスクリーン５２、５４および５６の下面に捕集される。

スクリーンアセンブリ５０を清浄化し、異物および固形粒子をストレーナ装置１６から除去するために、逆洗運転を作動させる。この清浄化モードにおいては、バイパス弁２０が開かれ、流入弁２８および流出弁３０は閉じられる。これによって、流体流れは、ストレーナ装置１６を迂回して、バイパスライン１８を通るように導かれる。続いて、逆洗流体源が逆洗弁３８に接続され、異物弁３４が開かれる。前記のように、逆洗流体源Ｆは、個別の用途に応じて、液体炭化水素または水または他のなんらかの流体とすることができる。逆洗流体は、ストレーナ装置１６内を下方に流れて、スクリーンアセンブリ５０から粒子を除去し、捕集された異物を捕集領域３２から異物弁３４を通して洗い流して、処分するかまたは別の処理に供する。

代わりの方式として、好ましいとは言えないが、プロセスストリームを逆洗流体源として用いることも考えられる。この場合は、バイパスライン１８を流出弁３０の上流側で流出口２６に接続することができる。この構成によって、弁３０が閉じられると、プロセスストリームは流出口２６からストレーナ装置１６の中に導かれ、上述の逆洗操作が行われる。異物弁３４から流出するプロセスストリームおよび異物は、異物をプロセスストリームから分離できるように、例えばトレーラ搭載装置に取り付けられたストレーナ（図示なし）を通して送り込むことができる。これによって、ろ過されたプロセスストリームが流出ライン１４に戻される場合に、異物が熱交換器に送り込まれることはなくなる。熱交換器を運転したままでストレーナ装置に対する保守整備作業を遂行するためストレーナ装置を絶縁して、全流体ストリームの停止を回避するために、装置のすぐ出口でライン２６の始点に、付加弁を追加することができる。

洗浄操作は一定時間作動させる。この時間は例えば１０分間とすることができる。逆洗を長い時間行うことは必要でなく、スクリーンアセンブリ５０から粒子を除去するのに必要な時間だけ実施すればよい。

異物並びに「マッド」状の材料を、ろ過装置１６をバイパスすることなく、主チャンバ２２の捕集領域３２から洗浄することも可能である。この場合、異物弁３４を、短時間、例えば約５秒間開く。そうすると、捕集領域３２に捕集された固形分は異物弁３４から排出される。異物弁３４は、設備における別の処理ステーション、例えばスロップ装置、またはコーカへの供給ラインに接続される。

ストレーナ装置１６の逆洗は、いかなるボルト締結フランジの分解も必要としない。その代わりに、逆洗は弁の開閉によって行われる。すぐ理解できるように、この装置は、流体回路の清浄化操作を大きく簡素化し、いかなるろ過装置をも取り外すことなく、或いは装置におけるいかなる構成要素をも分解することなく、容易に操作実施可能である。

多段のスクリーン要素を設けているので、ストレーナ装置１６に急速な閉塞が生じることは考えられない。目の粗いスクリーンが異物の最大片を抑止し、微細目のスクリーンが最小粒子を抑止する。異なるスクリーン間に適切な間隔が設けられるので、１つのスクリーン上に生じる閉塞が下流側のスクリーンに影響を及ぼすことはない。捕集領域３２の位置がスクリーンアセンブリ５０から離れているので、大型異物の捕集集合が可能になり、スクリーンアセンブリ５０の閉塞を回避できる。このため、スクリーンアセンブリ５０の効率が向上し、篩い分け表面近傍に大型異物が存在することによって生じる可能性がある流体流れのいかなる低下も防止される。

ストレーナを計画的かつ合理的に設置することによって、保守整備および関連コストを低減し、エネルギーを節減し、能力損失を回避することが可能になる。ここに開示するストレーナ装置は回路内に配置されるので、清浄化を、ストレーナ装置を回路から取り外す必要なくオンラインで実施できる。ストレーナ装置１６またはスクリーンアセンブリ５０の取り外しまたは交換が必要な場合には、所要の保守整備の間、バイパスライン１８を流れの別流路として使用できるので、回路を運転から切り離す必要はない。例えば、プラントの定期修理の間、５〜１０年ごとに、詳しい検査または完全な清浄化を実施することが望ましいであろう。

ストレーナ装置の主チャンバを垂直位置でなく傾斜位置に配置することも可能である。この配置は、空間的な制約が存在する場合、或いは、チャンバ内部に長いサイクロン領域が必要な場合（例えば、大量の沈殿物を含む水ストリームの場合）に必要となることがある。

図５を参照すると、流体流れ回路８０に、水平または非垂直に向けられたストレーナ装置８２が設けられる。このアセンブリにおいて、流入ライン１２および流出ライン１４は、前記の構成と同様に、バイパス弁２０を有するバイパスライン１８に接続される。流入弁２８は概して水平の流入口８４に接続され、流出弁３０は概して水平の流出口８６に接続される。主チャンバ８８は流入口８４と流出口８６との間に延びている。主チャンバ８８は、流入口８４および流出口８６の方向にテーパ化されて流路における直径間の滑らかな移行部を形成する部分を介して、流入口８４および流出口８６に接続される。

図５に見られるように、主チャンバ８８は、流入ライン１２および流出ライン１４の内径Ｄ１より大きい直径Ｄ３を有する。直径Ｄ３は、ラインの径Ｄ１の２倍までの大きさとすることができる。例えば、プロセス管の直径が１０インチであれば、主チャンバ８８を１６インチの管から構成することができる。

ストレーナ装置８２は、流体が主チャンバ８８内に流入して、流路の直径の増大によって流速が低下した時に、大型の粒子および異物が沈降する大きな異物捕集領域９０を有する。捕集領域９０の底部は異物弁３４に接続される。ストレーナ装置８２は、また、主チャンバ８８の頂部と逆洗弁３８とに接続されるディストリビュータまたはスパージャ９２を有する。

スクリーンアセンブリ９４は、主チャンバ８８における流路内部において捕集領域９０の上部に位置決めされる。スクリーンアセンブリ９４は、主チャンバ８８の直径Ｄ３にわたって広がる少なくとも１つのスクリーン要素を含む。図５に示す構成の場合は、３つのスクリーン要素９６、９８、９９が設けられる。前記の構成と同様に、スクリーン要素９６、９８、９９は、漸次的に小さい粒子の異物を捕捉するように、漸次的に小さくなる開口を有する。スクリーンアセンブリ９４は捕集領域９０の直接上部に配置されるので、スクリーン要素９６、９８または９９に対して保持されないようなスクリーンアセンブリ９４への衝突粒子は、捕集領域９０に沈降するであろう。

スクリーンアセンブリ９４を、補強された一体品として形成して、例えば溶接によって主チャンバ８８内に取り付けることができる。代わりの方式として、図１および３に示す構成と同様に、スクリーンアセンブリを、例えばフランジを備えたテーパ化された部分に連結することによって、主チャンバ８８の内部に取り外し可能に取り付けることができる。

流体が主チャンバ８８を通って流れると、流れで運ばれるあらゆる粒子または異物は、流体からろ過されてスクリーンアセンブリ９４上に留保されるか、或いは捕集領域９０内に沈降するかのいずれかであろう。この構成の利点は、それが水平ラインの一部に単に置き換わるだけであるので、追加的な空間を要しない点にある。

ストレーナ装置８２の逆洗は、図１の回路１０の場合と同様に行われる。ストレーナ装置８２を清浄化して異物を除去するために、バイパス弁２０が開けられ、流入弁２８および流出弁３０が閉じられる。それによって、流体流れは、バイパスライン１８を通るように導かれる。洗浄流体源Ｆが逆洗弁３８に接続され、続いて、この逆洗弁３８が異物弁３４と共に開かれる。洗浄流体がディストリビュータ９２から下方に流れ、主チャンバ８８を横方向に通過し、スクリーン要素９６、９８および９９の背面全体にわたって流れる。洗浄流体は、スクリーンアセンブリ９４から一掃されたあらゆる粒子と共に、捕集領域９０に流入し、異物弁３４弁から流出する。捕集領域９０内に捕集されたあらゆる異物は、また、洗浄流体によって異物弁３４から洗い流されるであろう。前記のように、運転中のストレーナ装置８２における正規の流れ運転中に、異物を捕集領域９０から洗い流すことも可能である。これは、流入弁２８および流出弁３０が開かれ、逆洗弁３８が閉じられている時に、異物弁３４をごく短時間開くことによって行われる。

流体流れ回路８０内に示されるスクリーンアセンブリ９４は、間隔を空けて配置される一連の平板状のスクリーン要素として形成され、垂直線に対してある角度で配置される。図５に見られるように、スクリーンの捕集表面は、流体流れの方向に下向きに傾斜している。第１スクリーン要素９６の底面は、粒子を捕集領域に導くために、捕集領域９０の入口部に位置決めされる。必要であれば、特定の用途に応じて、スクリーン要素を異なる角度に向けること、或いは、異なる形状のスクリーン要素を用いることも可能である。図面から理解できるように、この構成においては、スクリーンアセンブリ９４へのアクセスはきわめて簡単である。

図６は、流体流れ回路８０に類似しているが、角度の付けられた傾斜した捕集領域１０２を有する流体流れ回路１００を示す。この場合、捕集領域１０２は、ある角度に位置決めされ、流体流れの方向に下向きに傾斜している。図に見られるとおり、捕集領域１０２は、スクリーンアセンブリ１０４に概して平行な方向に延びる管として形成される。この場合、各スクリーン要素１０６、１０８および１１０は、同様に同じ方向に延びる表面を有する。

第１スクリーン要素１０６の底面は捕集領域１０２の入口部に位置決めされる。その結果、流体が流れる間、粒子は、重力によって捕集領域１０２内に沈降か、或いは、スクリーン要素１０６、１０８および１１０の表面から重力のために沈降することによって、捕集領域１０２内に排出されるであろう。

この場合も同様に、ディストリビュータ９２が、捕集領域１０２とは反対側のスクリーンアセンブリ１０４上に位置決めされ、それによって、洗浄流体が、スクリーンアセンブリ１０４を通って背面側に流れて、スクリーン要素１０６、１０８および１１０上に捕集された異物を捕集領域１０２の中に洗い流し、異物弁３４を通して除去する。

図５および６に示す構成は設置コストおよび製造コストが低く、従って安価な代替方式を提供する。必要な場合には、或いはプラントの定期修理の間に、ストレーナ装置を単に取り外して、新しいものを設置することも可能である。使用済みの装置は、例えば酸溶液によって、または、炉内で焼いて清浄化し、再利用できる。

もちろん、任意形式のスクリーンアセンブリを種々の回路において交換可能に用いることができる。スクリーンの形状、個数および構成は変えることができる。

弁は、流体流れ条件において用いられる任意の既知のタイプの弁要素とすることができる。例えば、弁を、逆流を防止するように設計することができる。また、弁は、扱われる流体ストリームの性質が漏洩防止を必要とする場合には、例えば二重遮断型弁のように漏洩に対する付加的な安全対策を有することができる。

ここに開示したストレーナ装置およびこのストレーナ装置の運転方法は、あらゆる流体流れ回路に対して用いることができる。１つの実際的な用途は石油精製プロセスと組み合わせる場合である。別の実際的な用途は熱交換プロセスと組み合わせる場合である。これらの用途においては、流体流れ回路は、例えば、制限された流路内を流体が流れる熱交換操作のような別の処理操作に導かれるプロセスラインに接続される。この場合、流れが、プロセスラインを閉塞する恐れのある固形粒子を含まないことが望ましい。また、製油所設備においては、特に、この装置を、汚れに敏感な流体ストリームに使用することが望ましい。

本明細書で述べた本発明においては、種々の変更をなすことが可能であり、装置および方法に関する多くの異なる実施形態を、特許請求の範囲に規定される本発明の趣旨および範囲内において、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく作り出すことができる。本明細書に包含されるすべての事項は、例示的なものとしてのみ解釈されるべきであり、制限の意味は有していないことが意図されている。

Claims (24)

1. 頂部および底部を備え、内部が中空である主チャンバ；
   前記主チャンバに連結される流入口および流出口であって、前記主チャンバの中空である前記内部を通る流体流路が、前記流入口から前記流出口までに画定される流入口および流出口；
   前記主チャンバの前記底部に接続される捕集領域であって、前記流路から偏倚している捕集領域；
   前記主チャンバの前記頂部に接続されるディストリビュータであって、洗浄流体源に選択的に接続するためのディストリビュータ；および
   中空である前記内部の、前記流入口と前記流出口の間、かつ前記ディストリビュータと前記捕集領域の間に位置するスクリーンアセンブリであって、前記流体流路内に流れる流体から固形粒子を捕集するサイズの開口を備えた少なくとも１つのスクリーン要素を含むスクリーンアセンブリ
   を含むことを特徴とするストレーナ装置。
2. 流入ラインおよび流出ラインを有する流体流れ回路と組み合わされ、
   前記流入ラインおよび流出ラインは、各々前記ストレーナ装置の前記流入口および前記流出口に接続されることを特徴とする請求項１に記載のストレーナ装置。
3. 前記ストレーナ装置に平行に前記流入ラインおよび前記流出ラインに接続されるバイパスアセンブリを更に含み、
   前記バイパスアセンブリは、バイパスラインおよびバイパス弁を含み、
   前記バイパス弁は、前記流入口の上流側で前記流入ラインに連結されることを特徴とする請求項２に記載のストレーナ装置。
4. 前記主チャンバが液体サイクロンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のストレーナ装置。
5. 前記主チャンバが、概して垂直に向けられる縦軸を有し、
   前記流入口および前記流出口が横方向に前記主チャンバに接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のストレーナ装置。
6. 前記流入口および前記流出口が概して水平に向けられることを特徴とする請求項５に記載のストレーナ装置。
7. 前記主チャンバが開放底部を有する管状であり、前記開放底部が前記捕集領域と連通することを特徴とする請求項５に記載のストレーナ装置。
8. 前記主チャンバが、概して水平に向けられる縦軸を有し、前記流入口および前記流出口が前記主チャンバの中空である前記内部と同一線上に位置することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のストレーナ装置。
9. 前記主チャンバの中空である前記内部における流体の流れを選択的に可能にし、または遮断するための、前記流入口に連結される弁および前記流出口に連結される弁を更に含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のストレーナ装置。
10. 前記主チャンバの中空である前記内部への逆洗流体の流入を選択的に可能にするための、前記ディストリビュータに連結される弁を更に含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のストレーナ装置。
11. 前記捕集領域からの固形粒子の除去を選択的に可能にするための、前記捕集領域に連結される弁を更に含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のストレーナ装置。
12. 前記ディストリビュータに連結される逆洗弁および前記捕集領域に連結される異物弁を更に含み、
    逆洗流体の流路が、前記逆洗弁と前記異物弁の間の、前記ディストリビュータから前記捕集領域までに画定され、それによって、前記逆洗弁を開くと、逆洗流体が、前記流体流路と反対の方向に、前記スクリーンアセンブリを通って流れることが選択的に可能になることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のストレーナ装置。
13. 前記スクリーンアセンブリが、間隔を空けて配置される複数のスクリーン要素を含み、
    前記各スクリーン要素は、前記流体流路の方向に漸次的に小さくなる開口を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のストレーナ装置。
14. 熱交換器と組み合わされることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のストレーナ装置。
15. 製油所の運転と組み合わされることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のストレーナ装置。
16. 流体流れ回路から粒子をろ過する方法であって、
    流体流れのための中空の内部を有するチャンバおよび前記チャンバ内に配置されるスクリーンアセンブリを設ける工程；
    前記チャンバに対する流入口および前記チャンバに対する流出口を設けて、それらの間に前記スクリーンアセンブリを通過する流路を画定する工程；
    異物捕集領域を、前記流路から偏倚させかつ前記チャンバの前記中空内部と連通させて設ける工程；
    前記チャンバを通って、流体が前記流体流路内を流れることを可能にする工程；
    前記流体を、前記スクリーンアセンブリを通過するように流すことによって、固形粒子を、前記流体の流れから前記スクリーンアセンブリ上に捕集し、かつ、前記流体流れから沈降する固形粒子を前記異物捕集領域内に捕集する工程；
    前記流路と反対の方向に、前記スクリーンアセンブリを通って流れる逆洗流体の流れを前記チャンバに導入することによって、前記チャンバ内の前記スクリーンアセンブリから前記捕集された粒子を洗浄する工程であって、前記逆洗流体の流れが、前記捕集された粒子を前記捕集領域内に排出する工程；および
    捕集された粒子を前記捕集領域から処分する工程
    を含む方法。
17. 前記逆洗流体の流れが前記チャンバ内に導入されている時には、前記流体の流れを前記チャンバから迂回させる工程を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 前記捕集された粒子を洗浄する工程が、前記チャンバの前記流入口および前記流出口を閉じ、前記チャンバに接続される逆洗弁および前記捕集領域に接続される異物弁を開く工程を含むことを特徴とする請求項１６または１７に記載の方法。
19. 前記逆洗流体の流れを前記チャンバに導入する工程が、前記チャンバに逆洗流体源を接続する工程を含むことを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載の方法。
20. 前記チャンバ内に前記スクリーンアセンブリを設ける工程が、前記流体流れ内の固形粒子を遮るサイズの開口を有する少なくとも１つのスクリーン要素を設ける工程を含むことを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかに記載の方法。
21. 前記スクリーンアセンブリを設ける工程が、段階式の複数のスクリーン要素を設ける工程を含み、
    前記各スクリーン要素は、異なるサイズの粒子を遮るために、漸次的に小さくなる開口を有することを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかに記載の方法。
22. 熱交換器の操作と組み合わされることを特徴とする請求項１６〜２１のいずれかに記載の方法。
23. 前記捕集された粒子の洗浄および処分を、前記熱交換器の操作と共にオンラインで実施することを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 石油精製プロセスと組み合わされることを特徴とする請求項１６〜２３のいずれかに記載の方法。

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