RU2321442C1

RU2321442C1 - Separator

Info

Publication number: RU2321442C1
Application number: RU2006122319/15A
Authority: RU
Inventors: Виль Макмунович Зарипов (RU); Виль Макмунович Зарипов; Анатолий Алексеевич Пигарев (RU); Анатолий Алексеевич Пигарев; Владислав Александрович Толстов (RU); Владислав Александрович Толстов; Андрей Евгеньевич Мазов (RU); Андрей Евгеньевич Мазов
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2008-04-10
Also published as: RU2006122319A

Abstract

FIELD: separation of gas from liquid and admixture.

SUBSTANCE: separator comprises housing with branch pipes for supplying and discharging gas and drain, top and bottom grates, and cyclonic members interposed between the grates. The plate with a passage in its axial zone underlies the bottom grate. The edges of the plate are tightly connected with the edges of the passage of the bottom grate via the shell, and space between the bottom grate and the plate is connected with the branch pipe for discharging admixture. The device for preliminary cleaning of gas is mounted at the branch pipe for supplying gas. The protecting sheet is mounted above the collector of admixture in the bottom section of the apparatus. The sheet forms a space for additional cleaning of gas.

EFFECT: enhanced reliability and efficiency and reduce metal consumption.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области очистки газа от жидкости и мехпримесей на объектах газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности и может быть использовано на газовых и нефтяных промыслах, а также на компрессорных станциях магистральных газопроводов.The invention relates to the field of gas purification from liquids and solids at gas, oil and petrochemical industries and can be used in gas and oil fields, as well as at compressor stations of gas pipelines.

Известен вертикальный двухступенчатый сепаратор тип MV 2 (рекламный каталог фирмы «Paladon», выставка «Нефтегаз» 1992 год, г.Москва), включающий вертикальный корпус с боковым штуцером входа газа, со штуцером выхода газа в верхней части корпуса, батарею мультициклонов, смонтированную между двумя решетками. Причем нижняя решетка оборудована бункером для сбора примесей, который имеет диаметр меньший, чем диаметр аппарата.Known is a vertical two-stage separator type MV 2 (Paladon advertising catalog, Neftegaz exhibition 1992, Moscow), including a vertical housing with a side gas inlet fitting, with a gas outlet fitting in the upper part of the housing, a multicyclone battery mounted between two bars. Moreover, the lower grill is equipped with a hopper for collecting impurities, which has a diameter smaller than the diameter of the apparatus.

Нижняя часть аппарата является сборником примесей. Отвод жидкости и мехпримесей из нижней части аппарата и бункера осуществляется через самостоятельные патрубки.The lower part of the apparatus is a collection of impurities. The drainage of liquids and solids from the bottom of the apparatus and the hopper is carried out through separate pipes.

Газ подается в аппарат через боковой штуцер, снабженный диффузором, в котором за счет снижения скорости гравитации осаждаемых частиц происходит предварительная очистка газа от жидкости и мехпримесей: далее газ поступает через кольцевой зазор на мультициклоны, где происходит его окончательная очистка. Очищенный газ поступает в верхнюю часть аппарата, откуда через патрубок выхода газа выводится из аппарата.Gas is supplied to the apparatus through a side fitting equipped with a diffuser, in which, due to a decrease in the rate of gravity of the deposited particles, the gas is preliminarily cleaned of liquid and solids: then the gas enters through the annular gap to the multicyclones, where it is finally cleaned. The purified gas enters the upper part of the apparatus, from where it is discharged from the apparatus through a gas outlet pipe.

Сепаратор обладает рядом недостатков. Наличие бункера затрудняет доступ к мультициклонам, что делает невозможным ревизию и обслуживание мультициклонов между двумя решетками. В связи с этим снижается надежность и эффективность работы аппарата ввиду возможного забивания проходных сечений мультициклонов. Наличие верхней неразъемной решетки предотвращает возможность доступа в верхнюю часть аппарата для очистки и диагностики, что также снижает надежность аппарата. Доступ в верхнюю часть аппарата возможен при наличии люка-лаза над верхней решеткой. Однако это приводит к увеличению габаритов и металлоемкости аппарата.The separator has several disadvantages. The presence of a bunker makes it difficult to access multicyclones, which makes it impossible to audit and maintain multicyclones between two grilles. In this regard, the reliability and efficiency of the apparatus are reduced due to the possible clogging of the cross sections of multicyclones. The presence of the upper one-piece grill prevents access to the upper part of the apparatus for cleaning and diagnostics, which also reduces the reliability of the apparatus. Access to the upper part of the device is possible with a manhole above the upper grill. However, this leads to an increase in the dimensions and metal consumption of the apparatus.

Наличие между корпусом и бункером кольцевого зазора для подвода газа на мультициклоны ограничивает их количество, что приводит к уменьшению производительности аппарата и увеличению его гидравлического сопротивления.The presence between the body and the hopper of an annular gap for supplying gas to multicyclones limits their number, which leads to a decrease in the productivity of the apparatus and an increase in its hydraulic resistance.

Известен мультициклонный газоочиститель (авт. св. СССР №387739, МКИ В04С 7/00, 1973 г.), включающий вертикальный цилиндрический корпус, входной, выходной патрубки, мультициклонную насадку, состоящую из верхней горизонтальной решетки, нижней конической решетки, циклонных элементов.Known multicyclone gas scrubber (ed. St. USSR No. 387739, MKI V04C 7/00, 1973), including a vertical cylindrical body, inlet, outlet pipe, multicyclone nozzle, consisting of an upper horizontal lattice, lower conical lattice, cyclone elements.

Верхняя решетка присоединена к входному патрубку, а нижняя - к инерционному очистителю, представляющему собой камеру, расположенную между нижним днищем корпуса и нижней решеткой. Патрубок отвода газа располагается над верхней решеткой, а сборник примесей - в нижней части аппарата.The upper grille is connected to the inlet pipe, and the lower one to the inertial cleaner, which is a chamber located between the lower bottom of the housing and the lower grille. The gas outlet pipe is located above the upper grill, and the impurity collector is located in the lower part of the apparatus.

В данном аппарате решены вопросы обслуживания верхней зоны аппарата над решеткой, однако боковое расположение патрубка выхода газа приводит к необходимости увеличения высоты верхней зоны аппарата для обеспечения условий равномерного отвода газа из циклонных элементов, что увеличивает высоту и металлоемкость газоочистителя. Наличие инерционного очистителя ограничивает количество циклонных элементов между решетками, что снижает производительность газоочистителя и крайне затрудняет обслуживание нижней зоны аппарата. Кроме того, осевое расположение патрубка входа газа и инерционного осадителя приводит к сильному инерционному воздействию газа на осаждаемые твердые частицы и жидкость, что не позволяет обеспечить эффективное отделение примесей, и большая их часть будет увлекаться газовым потоком на циклонные элементы. Это снижает эффективность газоочистителя и надежность его работы за счет увеличения их нагрузки по жидкости и мехпримесям, что способствует заносу проходных сечений циклонных элементов.In this apparatus, the issues of servicing the upper zone of the apparatus above the grill have been resolved, however, the lateral location of the gas outlet pipe leads to the need to increase the height of the upper zone of the apparatus to provide conditions for uniform gas removal from the cyclone elements, which increases the height and metal consumption of the gas scrubber. The presence of an inertial cleaner limits the number of cyclone elements between the gratings, which reduces the performance of the gas scrubber and makes it extremely difficult to service the lower zone of the apparatus. In addition, the axial location of the gas inlet pipe and the inertial precipitant leads to a strong inertial effect of the gas on the deposited solid particles and liquid, which does not allow for the efficient separation of impurities, and most of them will be carried away by the gas stream to the cyclone elements. This reduces the efficiency of the scrubber and the reliability of its operation by increasing their load on the fluid and mechanical impurities, which contributes to the drift of the passage sections of the cyclone elements.

Известен центробежный сепаратор (патент РФ 2147913, МПК⁷B01D 45/12 от 31.05.99 г.), включающий вертикальный цилиндрический корпус, тангенциальное устройство подачи очищаемого потока, центральную газоотводящую трубу, патрубок отвода жидкости и отсекающую тарелку с осевым отверстием, расположенную в нижней части корпуса и отражатель, установленный над осевым отверстием отсекающей тарелки и с зазором по отношению к ней.A known centrifugal separator (RF patent 2147913, IPC ⁷ B01D 45/12 of 05/31/99), including a vertical cylindrical body, a tangential device for supplying a cleaned stream, a central gas outlet pipe, a liquid outlet pipe and a cutting plate with an axial hole located in the lower body parts and a reflector mounted above the axial hole of the cutting plate and with a gap in relation to it.

К недостаткам данной конструкции можно отнести низкую степень очистки газа от механических примесей, так как очистка газа осуществляется в одну ступень, и громоздкость конструкции из-за разнесенных в разные стороны корпуса тангенциального устройства подачи очищаемого потока и отсекающей тарелки.The disadvantages of this design include the low degree of gas purification from mechanical impurities, since gas purification is carried out in one step, and the bulkiness of the structure due to the tangential device for supplying the cleaned stream and the cutting plate spaced apart in different directions.

Известен центробежный пылеуловитель с бункером (патент РФ №2091134, МПК⁷ B01D 45/12 от 27.12.97 г. (прототип)), включающий цилиндрический корпус с патрубками входа, выхода газа и дренажа, решетку с установленными на ней сепарационными (циклонными) элементами, имеющими отверстия для входа неочищенного газа в средней части, выхода очищенного газа в верхней и вывода пыли в нижней части. В данном пылеуловителе решен вопрос снижения гидравлического сопротивления за счет выполнения нижней решетки в виде продольных параллельных секций, содержащих один или несколько рядов сепарационных элементов, которые снабженных отдельными желобами с уклоном днищ к середине.Known centrifugal dust collector with a hopper (RF patent No. 2091134, IPC ⁷ B01D 45/12 dated 12/27/97 (prototype)), including a cylindrical body with nozzles for the inlet, outlet of gas and drainage, a grate with separation (cyclone) elements mounted on it having openings for the inlet of raw gas in the middle part, the outlet of the purified gas in the upper and dust outlet in the lower part. In this dust collector, the issue of reducing hydraulic resistance due to the implementation of the lower grill in the form of longitudinal parallel sections containing one or more rows of separation elements, which are equipped with separate grooves with a slope of the bottoms to the middle, is solved.

Однако не решен вопрос повышения надежности за счет обеспечения обслуживания и диагностики секции над верхней решеткой. Кроме того, наличие секционированного бункера приводит к увеличению высоты (и соответственно - металлоемкости) аппарата, а наличие кольцевого зазора между секциями бункера и корпусом аппарата приводит к ограничению количества циклонных элементов, что уменьшает его производительность или эффективность.However, the issue of improving reliability by providing maintenance and diagnostics of the section above the upper grill has not been resolved. In addition, the presence of a partitioned hopper leads to an increase in the height (and, accordingly, metal consumption) of the apparatus, and the presence of an annular gap between the sections of the hopper and the apparatus body limits the number of cyclone elements, which reduces its productivity or efficiency.

Таким образом, целью изобретения является повышение надежности и эффективности работы сепаратора, а также снижение его металлоемкости.Thus, the aim of the invention is to increase the reliability and efficiency of the separator, as well as reducing its metal consumption.

Поставленная цель достигается за счет того, что в сепараторе, включающем цилиндрический корпус со штуцерами входа и выхода газа, циклонными элементами, установленными между двумя решетками, с тарелкой, размещенной под нижней решеткой с проходом в осевой зоне, кромки которой герметично соединены обечайкой с кромками прохода нижней решетки, а полость между нижней решеткой и тарелкой соединена патрубком с выходом примесей. Верхняя решетка сепаратора может быть снабжена лазом, а тарелка выполнена в виде наклонной к оси сепаратора поверхности.This goal is achieved due to the fact that in the separator, which includes a cylindrical body with gas inlet and outlet fittings, cyclone elements installed between two gratings, with a plate located under the lower grate with a passage in the axial zone, the edges of which are hermetically connected by a shell with the edges of the passage lower lattice, and the cavity between the lower lattice and the plate is connected by a pipe with the exit of impurities. The upper grid of the separator can be equipped with a manhole, and the plate is made in the form of a surface inclined to the axis of the separator.

На фиг.1 изображен эскиз сепаратора.Figure 1 shows a sketch of a separator.

На фиг.2 - сечение по А-А.Figure 2 is a section along aa.

На фиг.3 - исполнение верхней решетки с лазом.Figure 3 - execution of the upper lattice with a hole.

На фиг.3 и 4 - вариант исполнения тарелки в виде наклонной к оси сепаратора поверхности.Figure 3 and 4 is an embodiment of the plate in the form of a surface inclined to the axis of the separator.

Сепаратор включает в себя корпус 1, патрубки входа 2 и выхода 3 газа, верхнюю 4 и нижнюю 5 решетки, между которыми монтируются циклонные элементы 6. Под нижней решеткой 5 смонтирована тарелка 7 с осевым проходом, кромки 8 которой герметично соединены обечайкой 9 с кромками прохода в нижней решетке 5; полость 10 между нижней решеткой 5 и тарелкой 7 снабжена патрубком выхода примесей 11.The separator includes a housing 1, gas inlet 2 and gas outlet 3 nozzles, an upper 4 and a lower 5 lattice, between which cyclone elements are mounted 6. Under the lower lattice 5, a plate 7 is mounted with an axial passage, the edges 8 of which are hermetically connected by the shell 9 to the edges of the passage in the lower grill 5; the cavity 10 between the lower grill 5 and the plate 7 is equipped with an outlet pipe for impurities 11.

В сепараторе у патрубка входа газа смонтировано устройство 12 для предварительной очистки газа. Над сборником примесей в нижней части аппарата смонтирован защитный лист 13, образующий полость 14 для дополнительной очистки газа. Выход отсепарированных примесей из аппарата осуществляется через патрубок дренажа 15. Верхняя решетка может быть снабжена лазом 16 для обслуживания верхней полости 17.A device 12 for preliminary gas purification is mounted in the separator at the gas inlet pipe. Above the impurity collector, a protective sheet 13 is mounted in the lower part of the apparatus, forming a cavity 14 for additional gas purification. The output of the separated impurities from the apparatus is carried out through the drainage pipe 15. The upper grill can be equipped with a manhole 16 for servicing the upper cavity 17.

Обечайка 9 является одновременно лазом для обслуживания и зачистки пространства между циклонными элементами, а лаз 16 позволяет обслужить зону 17, что повышает надежность работы сепаратора.The shell 9 is simultaneously a manhole for servicing and cleaning the space between the cyclone elements, and the manhole 16 allows you to serve the zone 17, which increases the reliability of the separator.

Работает сепаратор следующим образом. Загрязненный мехпримесями и жидкостью газ через штуцер 2 вводится в корпус 1 сепаратора, где попадает в устройство предварительной очистки газа 12. Узел 12 одновременно обеспечивает организованное вращательное движение газа в полости 14 сепаратора между тарелкой 7 и защитным листом 13. Здесь происходит дополнительная очистка газа.The separator operates as follows. Gas contaminated with solids and liquid through the nozzle 2 is introduced into the separator housing 1, where it enters the gas pre-cleaner 12. Unit 12 simultaneously provides an organized rotational movement of gas in the separator cavity 14 between the plate 7 and the protective sheet 13. Here, additional gas purification takes place.

Достаточно очищенный газ, вращаясь, поступает в обечайку 9 и далее в пространство между решетками 4 и 5, где распределяется между циклонными элементами 6, на которых происходит окончательная очистка газа. Очищенный газ поступает в полость 17 сепаратора над верхней решеткой и далее в штуцер 3 выхода газа. Выделенные из газа примеси осаждаются в полости 10 между нижней решеткой 5 и тарелкой 7, откуда выводятся через патрубок 11 из аппарата. Отделенные в устройстве 12 и в полости 14 аппарата примеси поступают в сборник примесей и выводятся через патрубок дренажа 15.A sufficiently purified gas, rotating, enters the shell 9 and then into the space between the grids 4 and 5, where it is distributed between the cyclone elements 6, on which the final gas purification takes place. The purified gas enters the separator cavity 17 above the upper grill and then into the gas outlet fitting 3. The impurities extracted from the gas are deposited in the cavity 10 between the lower grill 5 and the plate 7, from where they are discharged through the pipe 11 from the apparatus. The impurities separated in the device 12 and in the cavity 14 of the apparatus enter the impurity collector and are discharged through the drain pipe 15.

Использование данного изобретения позволяет повысить надежность и эффективность сепаратора, снизить его металлоемкость и повысить производительность.The use of this invention improves the reliability and efficiency of the separator, reduce its metal consumption and increase productivity.

Повышение надежности предложенного сепаратора обеспечивается возможностью обслуживания всех зон аппарата, а своевременная очистка циклонов способствует повышению его эффективности.Improving the reliability of the proposed separator is provided by the ability to service all areas of the apparatus, and timely cleaning of cyclones helps to increase its efficiency.

Снижение металлоемкости обеспечивается отсутствием люка-лаза над верхней решеткой 4, что позволяет уменьшить высоту аппарата и исключить площадку для обслуживания люка-лаза.The reduction in metal consumption is ensured by the absence of a manhole above the upper grill 4, which allows to reduce the height of the apparatus and to exclude the platform for servicing the manhole.

Повышение производительности обеспечивается увеличением количества циклонных элементов на 8-10% за счет замены кольцевого зазора осевым проходом.The increase in productivity is provided by an increase in the number of cyclone elements by 8-10% due to the replacement of the annular gap by an axial passage.

Claims

1. A separator comprising a housing with gas and drainage inlet and outlet nozzles, upper and lower gratings, between which cyclone elements are mounted, characterized in that a plate with a passage in the axial zone is placed under the lower grate, the edges of which are hermetically connected by a shell with the edges of the lower passage lattice, and the cavity between the lower lattice and the plate is equipped with an outlet pipe for impurities, while the upper lattice is equipped with a hole.

2. The separator according to claim 1, characterized in that the plate is made in the form of a surface inclined to the axis of the separator.