NO166520B - Gasssfjerner. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en gassfjerner som angitt i krav l's innledning.

Gass-, væske-, og damp-væskestrømninger oppstår ofte i rør på mange tekniske områder. I de fleste tilfeller vil det være meget fordelaktig i sterk grad å kunne redusere gass- eller dampandelen. Som eksempler skal her nevnes:

a) råoljetransport:

Her vil det i den transporterte olje ofte forekomme en

uønsket andel Jordgass som øker rørledningstrykktapet og dermed den nødvendige transportenergi. Dessuten vil bølgestrømninger gi store mekaniske påkjenninger i rørledningene, som kan føre til svikt. Særlig uønsket er bølgestrømninger ved enden av en oljetransportledning i fra en oljekilde og til et offshore- eller onshore-anlegg. For å unngå bølgestrømninger i etterfølgende anleggs-komponenter benyttes bølgedrepere, som krever meget store dimensjoner.

b) Fordampere:

Ved fordamping av væsker er varmeovergangen meget bedre

ved små dampandeler (boblestrømning) enn ved høye dampandeler (ringstrømning). Ved å bygge inn en innretning som setter ned dampinnholdet kan man således redusere den nødvendige varmeflate og pumpeeffekt og dermed også øke anleggets virkningsgrad.

Konvensjonelle gass-væskeseparatorer såsom sykloner, be-holdere med store overflater etc, krever et stort byggevolum og høye kostnader.

Fra DE-PS 34 19 159 er det kjent en gassfjerner som innbe-fatter et røravsnitt og én over dette anordnet beholder som er forbundet med røravsnittet gjennom et grenrør.

Hensikten méd foreliggende oppfinnelse er å forbedre en gassfjerner av denne type, idet konstruksjonen skal forenkles og gass-skillevirkningsgraden skal økes betydelig.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor å utføre en gassfjerner som angitt i krav 1, med de der i karakteristikken angitte kjennetegn. Ytterligere fordelaktige trekk, som bidrar til å oppnå hensikten med oppfinnelsen, er angitt i de uselvstendige krav.

En på denne måte ifølge oppfinnelsen utført gassfjerner henholdsvis et skilleapparat er meget kompakt, har ingen bevegelige deler og krever heller ingen energitilførsel. Gassfjerneren kan på enkel måte bygges inn i en rørledning, vil ikke forårsake noe' merkbart trykktap og har en vesentlig bedre gassskillevirkningsgrad enn de kjente apparater, samtidig som gassfjerneren er enkel i sin konstruktive oppbygging.

OmstyrIngen av strømningen skjer på enklest mulig måte i et grenrør som følge av den foreliggende trykkforskjell. Dette gir en utmerket faseseparasjon med en fra avgreningen adskilt vannretur. De særlige fordeler ved den nye gassfjerner ligger i reduksjon av trykktapet i rørledningen, en hindring av bølgestrømninger såvel som en redusering av varmeveksler-f låtene i fordamperne, når gassf jerneren er satt inn i en vanndampstrømning.

Ytterligere detaljer ved oppfinnelsen vil gå frem av det det etterfølgende, hvor det vises til fig. 1-5.

På tegningene viser:

Fig. 1 et prinsippielt sideriss av en gassfjerner, fig. 2 viser et snitt etter linjen AA i fig. 1,

fig. 3 viser et snitt etter linjen BB i fig. 2,

fig. 4 viser et brutt perspektivriss, og

fig. 5 viser gassfjernerens karakteristika i forbindelse med en entrinns-utførelse og med en luft/vannstrømning (p ■= 4 bar, D - 50 mm).

Gassf jerneren består ifølge fig. 1 av et hus 1. Dette er i hovedsaken anordnet på oversiden av en horisontal ledning 2 som inneholder en gass-væskestrømning 3. ledningen går gjennom husets nedre del. Huset 1 er innflenset i rørled-ningen 2. Et røravnsitt 4 i huset 1 er hensiktsmessig utført med kvadratisk tverrsnitt, med en sidekantlengde omtrent lik diameteren i ledningen 2. På røravsnittet 4 er det i husets bakre del 5, sett i strømningsretningen, anordnet en loddrett oppoverragende grenstuss 6. Denne kan likeledes ha et kvadratisk tverrsnitt, tilsvarerende det i røravsnittet 4, og avgreningens høyde er omtrent tre ganger sidekantlengden. Husets 1 tverrsnitt er større en grenstussens 6 tverrsnitt. Grenstussen 6 har en øvre åpning 7 hvorigjennom den i stussen 6 oppoverstrømmende henholdsvis medrevne strømningsandel 8 går inn i det øvre innerrom 9 i huset 1. Herunder vil husets veivede tak 10 virke som anslag-/ombøyningsplate for strøm-ningen 8, hvis væskeandel føres tilbake til væskenivået 14 som nedadrettet strømning 11 langs sideveggene 12 og 13 i huset (fig. 2). Gassandelen 15 vil gå til gassutløpsrøret 16.

I røravsnittets 4 nedre område er det i husets 1 nedre innerromavsnitt 17 plassert flere sideåpninger 18. Disse kan også være utformet som injektorer. Gjennom disse åpningene går returstrømmen 19 fra det nedre innerromavsnitt 17 inn i røravsnittet 4 og således inn i strømningen 3. Injektorene kan bestå av styreplater 20 i røravsnittet 4, på innsiden av åpningene 18. Åpningene ligger fortrinnsvis omtrent i høyde med grenrøret 6 eller noe lengre foran, sett i strømnings-retningen, og det kan være anordnet en, to eller fiere åpninger 18.

En flottør 21 flyter på væskeoverflaten 14.Flottøren bærer ét ventilhode 22. Ventilhbdet 22 vil ved en bestemt høyde av væskenivået 14 lukke det gjennom beholderveggen utgående gassutløpsrør 16. Mellom, stussen og gassutløpsrøret 16 er det 1 det øvre innerromavsniltt 98 anordnet en dråpeutsklller 23 som skal hindre at væskedråper rives med inn i utløpet 16.

Gassfjernerens virkemåte: bygger på følgende mekanismer:

I beholderens 1 øvre innerrom 9 vil det ved hjelp av utløps-røret 16 og dertil knyttede rørsystem innstille seg et lavere trykk enn i ledningen 2 henholdsvis i røravsnittet 4. Dette medfører at en del av væske-gassblandingen styres inn i grenstussen 6. Fasene vil ha ulike tettheter og en ved de fleste tekniske anvendelser forhåndenværende faselagdeling i tilstrømningen 3 vil bevirke at gassmasseandelen X^ i grenstussen vil være større enn gassmasseandelen X^ i strømningen 3, regnet i %.

Væske og gass grovskilles over stussen 6. Små dråper som ennå

måtte befinne seg i gassen, skilles ut i dråpefangeren 23. Gassen går ut fra beholderen gjennom gassutløpsrøret 16. Væsken vil strømme nedover i retningen 11 og vil samle seg i det nedre område i innerromavsnittet 17 i beholderen 1. Mengden til den gjennom grenstussen 6 utstrømmende væske 8 reguleres av flottørene 21 til en verdi hvor væskenivået 14 omtrent ligger i høyde med utløpskanten ved stussens 6 åpning eller munning 7. Ved sterkere væsketilførsel vil ventilhodet 22 stenge åpningen. Derved reduseres undertrykket i innerrommet 9, slik at mindre væske vil strømme inn gjennom grenstussen 6. Synker væskemengden som tilføres, så vil ventilhodet 22 åpne seg tilsvarende. Istedenfor nivåreguler-ingen ved hjelp av en f.lottørventll kan det naturligvis også benyttes en regulering hvor man måler væskenivået og styrer en reguleringsventil i gassledningen.

Væskestandens hydrostatiske høyde er den vesentlige drivende kraft for tilbakeføringen av væske til det horisontale røravsnitt 4. Denne væskeretur skjer gjennom åpningene 18 og påskyndes ved en egnet utforming av åpningene, eksempelvis som injektorer. Sideplasseringen av returåpningene 18 ned til det dypeste punkt i huset 1 henholdsvis dets nedre innerromavsnitt 17 er fordelaktig, fordi man derved vil kunne unngå avleiringer etc. i huset, eksempelvis sand som måtte komme inn gjennom grenstussen. Slike avleiringer vil føres tilbake til røravsnittet 4 henholdsvis hovedstrømmen 3.

Fig. 5 viser ekstrapolerte kjenningslinjer for et entrinns-apparat, satt opp ut i fra målinger av en luft-vann-strømning med et trykk p^ - 4bar:

det er inntegnet linjer med konstant forhold mellom utskilt gassmassestrøm msep og tilført gassmassestrøm m^. KJennings-linjene viser at apparatet selv ved dlspers boblestrømnlng vil ha en utskillingsvirkningsgrad på 60#. I det teknisk sette meget interessante område for bølgestrømning (vsj< 4 m/sek.) og strømninger med vgj < 0,25 m/sek., vil virkningsgraden øke sterkt.

De vesentlige trekk ved den nye gassfjerner er som følger: Et i rørledningen 1 innleggbart røravsnltt 4 hvormed en beholder eller et hus 1 med større tverrsnitt enn rørav-snittet 4 kan forbindes ved hjelp av en loddrett oppoverrettet grenstuss 6, idet gjennom grenstussen 6 inn i beholderen 1 gående væske vil føres tilbake til rørledningen 2 igjen. I røravsnittets vegg er det åpninger 18 som skaffer forbindelse mellom husets 1 nedre innerromavsnitt 17 og løpet 1 røravsnittet 4. Husets 1 topp er utformet med velvet form i en avstand over munningen til grenstussen 6. Røravsnittet 4 er plassert direkte over bunnen 24 i huset 1, og åpningene 18 er anordnet direkte over husbunnen 24, ved røravsnittets nedre veggkant. Åpningene blir, sett i strømningsretningen, plassert under grenrøret 6 og/eller foran dette.

Claims (3)

1. Gassfjerner for utskilling av gass eller damp fra gass/væske-eller damp/væskestrømmer i rørledninger, innbefattende et i rørledningen innleggbart røravsnitt, hvilket røravsnitt ved hjelp av en oppoverrettet grenstuss (6) er tilknyttet en beholder eller et hus som har større tverrsnitt enn rørav-snittet (4), karakterisert ved at det I røravsnittets (4) vegg er uttatt åpninger (18) som forbinder husets (1) nedre innerromavsnitt (17) med innerrommet eller løpet i røravsnittet (4!). hvorved væske som kommer inn i beholderen (1) gjennom grenstussen (6) kan føres tilbake til rørledningen (2) igjen, hvilke åpninger (18), sett i strøm-ningsretningen er plassert under grenrøret (6) og/eller foran dette.
2. 2. Gassfjerner ifølge krav 1,karakterisert ved at røravsnittet (4) er anordnet direkte over bunnen (24) i huset (1), og at åpningene (18) er anordnet ved den nedre veggkanten til røravsnittet (4), direkte over husets bunn (24).
3. 3. Gassfjerner ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det er anordnet en flottør (21) som med et ventllhode (22) sørger for stenging av et gassutløpsrør (16) i avhengighet av høyden til væskenivået i beholderen, og ved at det i husets (1) øvre innerromavsnitt (9) er anordnet en dråpefanger (13) mellom gassutløpsrøret (16) og grenstussens (6) øvre åpning (7), hvilken dråpefanger strekker seg fra beholderens tak (10) og ned i væskemassen (14).