RU54530U1

RU54530U1 - CENTRIFUGAL GAS-LIQUID SEPARATOR FILTER

Info

Publication number: RU54530U1
Application number: RU2005139515/22U
Authority: RU
Inventors: Равиль Рустамович Ибатуллин; Владимир Васильевич Кунеевский; Вадим Иванович Попов; Георгий Сергеевич Руденко; Анатолий Иванович Дунаев; Александр Владимирович Косс; Юрий Михайлович Гнедочкин; Владимир Борисович Оснос
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2005-12-16
Publication date: 2006-07-10

Abstract

Предложение относится к оборудованию для очистки газа и жидкости от механических примесей и может быть использовано в газовой, нефтяной, энергетической и в других областях промышленности.The proposal relates to equipment for cleaning gas and liquid from mechanical impurities and can be used in gas, oil, energy and other industries.

Центробежный газожидкостный сепараторный фильтр содержит вертикальный корпус, тангенциальный ввод смеси, осевую трубу, экранирующие конусные пластины, патрубки вывода очищенного газа и жидкости. Корпус снизу и сверху соответственно оснащен конусными крышкой и днищем, а конусное днище снизу оборудовано устройством отбора твердых фракций. Осевая труба выполнена в виде перфорированного патрубка, нижняя часть которого изогнута в бок и соединена с патрубком вывода очищенной жидкости, снабженного клапанным узлом, не пропускающим газ, и выполненного с возможностью рециркуляции жидкости. Экранирующие конусные пластины равномерно распределены по перфорированному патрубку выше его отверстий. Верхний конец перфорированного патрубка соединен с патрубком вывода очищенного газа, снабженным клапанным узлом, не пропускающим жидкость, и выполненным с возможностью рециркуляции газа. Отверстия перфорированных патрубков перекрыты снаружи фильтрами, выполненными в виде сужающихся к низу конусов. Корпус дополнительно снабжен вибратором.A centrifugal gas-liquid separator filter contains a vertical housing, a tangential mixture inlet, an axial tube, conical shielding plates, and outlet pipes for purified gas and liquid. The casing from the bottom and from the top is respectively equipped with a conical cover and bottom, and the conical bottom from the bottom is equipped with a device for selecting solid fractions. The axial tube is made in the form of a perforated nozzle, the lower part of which is curved to the side and connected to the outlet of the purified liquid, equipped with a valve assembly that does not allow gas to pass, and made with the possibility of recirculation of the liquid. Shielding conical plates are evenly distributed over the perforated nozzle above its holes. The upper end of the perforated nozzle is connected to the outlet of the purified gas outlet, provided with a valve assembly that does not allow liquid to pass through and is configured to recirculate the gas. The holes of the perforated nozzles are blocked from the outside by filters made in the form of cones tapering to the bottom. The housing is additionally equipped with a vibrator.

Использование подобной конструкции центробежного газожидкостного сепараторного фильтра позволяет очищать газожидкостную смесь с практически любым содержанием газа в жидкости, вплоть до просто жидкости или газа, исключать засорение жидкости особенно при срыве потока смеси и падении давления, производить самоочистку фильтров, что значительно увеличивает межремонтный период и качество очистки газа и жидкости.Using a similar design of a centrifugal gas-liquid separator filter allows you to clean the gas-liquid mixture with almost any gas content in the liquid, up to just liquid or gas, eliminate clogging of the liquid, especially when the flow of the mixture is cut off and the pressure drops, self-clean the filters, which significantly increases the overhaul period and the quality of cleaning gas and liquid.

Description

Предложение относится к оборудованию для очистки газа и жидкости от механических примесей и может быть использовано в газовой, нефтяной, теплоэнергетической и в других областях промышленности.The proposal relates to equipment for the purification of gas and liquid from mechanical impurities and can be used in gas, oil, heat and other industries.

Известен «Сепаратор» (патент RU №2147914, B 01 D 45/12, опубл. Бюл. №12 от 27.04.2000 г.), содержащий корпус с патрубками входа жидкости и неочищенного газа, выхода газа и жидкости, сепарационные элементы, расположенные на тарелке, оборудованной сливной трубой, при этом в нем установлен циклон, входное отверстие трубы входа газа которого смонтировано в полости патрубка входа неочищенного газа, а осевая зона соединена с концом трубы слива жидкости.The well-known "Separator" (patent RU No. 2147914, B 01 D 45/12, publ. Bull. No. 12 of 04/27/2000), comprising a housing with nozzles for the inlet of liquid and raw gas, outlet of gas and liquid, separation elements located on a plate equipped with a drain pipe, a cyclone is installed in it, the inlet of the gas inlet pipe of which is mounted in the cavity of the raw gas inlet pipe, and the axial zone is connected to the end of the liquid drain pipe.

Одним из недостатков данного устройства является большая металлоемкость, так как циклон находится внутри корпуса, оборудованного сепарационньми элементами.One of the disadvantages of this device is its high metal consumption, since the cyclone is located inside a housing equipped with separation elements.

Наиболее близким по технической сущности является «Центробежный двухступенчатый газожидкостной сепаратор» (патент SU №1492522, B 01 D 45/12, Бюл. №2 от опубл. 15.01.1994 г.), содержащий вертикальный корпус, разделенный горизонтальной перегородкой на верхнюю и нижнюю сепарационные камеры, тангенциальный ввод разделяемой смеси, расположенный под перегородкой, осевую трубу, соединяющую верхнюю и нижнюю камеры, установленный с зазором над ней осевой выходной патрубок, экранирующую пластину, расположенную в нижней камере под осевой трубой, рециркуляционную трубу, соединяющую верхнюю и нижнюю камеры, при этом рециркуляционная труба размещена по оси корпуса, один ее конец присоединен к верхней камере через стенку осевой трубы, а другой расположен над экранирующей пластиной с зазором относительно ее поверхности, причем экранирующая пластина выполнена в виде конуса.The closest in technical essence is the "Centrifugal two-stage gas-liquid separator" (patent SU No. 1492522, B 01 D 45/12, Bull. No. 2 from publ. 15.01.1994), containing a vertical housing, separated by a horizontal partition on the upper and lower separation chambers, tangential input of the mixture to be separated, located under the partition, an axial tube connecting the upper and lower chambers, an axial outlet pipe installed with a gap above it, a shielding plate located in the lower chamber under the axial tube, recirculation a pipe connecting the upper and lower chambers, while the recirculation pipe is placed along the axis of the housing, one end is connected to the upper chamber through the wall of the axial pipe, and the other is located above the shielding plate with a gap relative to its surface, and the shielding plate is made in the form of a cone.

Общими недостатками данных устройств являются невозможность отдельно очищать газ и жидкость, вероятность перемешивания жидкости с выделенными при очистке твердыми фракциями, особенно при срыве потока, подаваемого по тангенциальному патрубку, отсутствие возможности самоочистки.Common disadvantages of these devices are the inability to separately purify gas and liquid, the likelihood of mixing the liquid with the solid fractions isolated during cleaning, especially when the flow supplied through the tangential pipe is interrupted, and there is no possibility of self-cleaning.

Техническими задачами данного предложения являются:The technical objectives of this proposal are:

во-первых, расширение функциональных возможностей за счет способности отдельной очистки газа и жидкости, а так же освобождения газа при малом содержании жидкости и жидкости при малом содержании газа;firstly, the expansion of functionality due to the ability to separate gas and liquid purification, as well as the release of gas with a low content of liquid and liquid with a low gas content;

во-вторых, увеличение межремонтного периода устройства и повышение качества очистки жидкости и газа за счет добавления функции самоочистки;secondly, an increase in the overhaul period of the device and an increase in the quality of cleaning liquid and gas by adding a self-cleaning function;

в-третьих, исключение возможности засорения твердыми фракциями жидкости, в том числе, при срыве потока смеси или падении давления.thirdly, the exclusion of the possibility of clogging with solid fractions of the liquid, including when the flow of the mixture is disrupted or the pressure drops.

Техническая задача решается центробежным газожидкостным сепараторным фильтром, содержащим вертикальный корпус, тангенциальный ввод смеси, осевую трубу, экранирующие конусные пластины, патрубки вывода очищенного газа и жидкости.The technical problem is solved by a centrifugal gas-liquid separator filter containing a vertical housing, a tangential mixture inlet, an axial tube, conical shielding plates, outlet pipes for purified gas and liquid.

Новым является то, что корпус снизу и сверху соответственно оснащен конусными крышкой и днищем, а конусное днище снизу оборудовано устройством отбора твердых фракций, причем осевая труба выполнена в виде перфорированного патрубка, нижняя часть которого изогнута в бок и соединена с патрубком вывода очищенной жидкости, снабженного клапанным узлом, не пропускающим газ, и выполненного с возможностью рециркуляции жидкости, а экранирующие конусные пластины равномерно распределены по перфорированному патрубку выше его отверстий, причем верхний конец перфорированного патрубка соединен с патрубком вывода очищенного газа, не пропускающим жидкость, и выполненным с возможностью рециркуляции газа, при этом отверстия перфорированных патрубков перекрыты снаружи фильтрами, выполненными в виде сужающихся к низу конусов, а корпус дополнительно снабжен вибратором.What is new is that the housing is equipped with a conical cover and a bottom, respectively, from the bottom and top, while the bottom conical bottom is equipped with a device for selecting solid fractions, the axial tube being made in the form of a perforated nozzle, the lower part of which is curved to the side and connected to the outlet of the purified liquid equipped with a valve assembly that does not allow gas to pass through and is capable of recirculating the liquid, and the shielding conical plates are evenly distributed over the perforated pipe above its openings, with the end of the perforated nozzle is connected to the outlet of the purified gas outlet, which does not allow liquid to pass through, and is configured to recirculate the gas, while the holes of the perforated nozzles are blocked from the outside by filters made in the form of cones tapering to the bottom, and the housing is additionally equipped with a vibrator.

На чертеже изображена схема центробежного газожидкостного сепараторного фильтра в поперечном разрезе.The drawing shows a diagram of a centrifugal gas-liquid separator filter in cross section.

Центробежный газожидкостный сепараторный фильтр, содержащий вертикальный корпус 1, тангенциальный ввод 2 смеси, осевую трубу 3, экранирующие конусные пластины 4, патрубки вывода очищенного газа 5 и жидкости 6. Корпус 1 снизу и сверху соответственно оснащен конусными крышкой 7 и днищем 8, а конусное днище 8 снизу оборудовано устройством отбора твердых фракций 9. Осевая труба 3 выполнена в виде перфорированного патрубка, нижняя часть которого изогнута в бок и соединена с патрубком вывода очищенной жидкости 6, снабженного клапанным узлом 10, не пропускающим газ, и выполненного с возможностью рециркуляции жидкости. Экранирующие конусные пластины 4 равномерно распределены по перфорированному патрубку 3 выше отверстий 11. Верхний конец перфорированного патрубка 3 соединен с патрубком вывода очищенного газа 5, снабженным клапанным узлом 12, не пропускающим жидкость, и выполненным с возможностью рециркуляции газа. Отверстия 11 перфорированного патрубка 3 перекрыты снаружи фильтрами 13, выполненными в виде сужающихся к низу конусов, а корпус 1 дополнительно снабжен вибратором 14.A centrifugal gas-liquid separator filter containing a vertical housing 1, a tangential mixture inlet 2, an axial tube 3, shielding conical plates 4, cleaned gas outlet pipes 5 and liquids 6. The housing 1 is equipped with a conical cover 7 and a bottom 8, and a conical bottom, respectively, from below and from above. 8, the bottom is equipped with a device for selecting solid fractions 9. The axial tube 3 is made in the form of a perforated nozzle, the lower part of which is curved to the side and connected to the outlet of the purified liquid 6 equipped with a valve assembly 10, accelerating gas, and made with the possibility of recirculation of the liquid. Shielding conical plates 4 are evenly distributed along the perforated pipe 3 above the holes 11. The upper end of the perforated pipe 3 is connected to the outlet of the purified gas 5, equipped with a valve assembly 12 that does not allow liquid to pass through and is capable of recirculating gas. The holes 11 of the perforated pipe 3 are blocked from the outside by filters 13, made in the form of cones tapering to the bottom, and the housing 1 is additionally equipped with a vibrator 14.

Центробежный газожидкостный сепараторный фильтр работает следующим образом.Centrifugal gas-liquid separator filter operates as follows.

Газожидкостная смесь подается с высокой скоростью по тангенциальному вводу 2 в вертикальный корпус 1, где данная смесь под действием сил инерции и тяжести образует спиралевидный поток, направленный вниз, причем, чем тяжелее фракции, тем дальше они располагаются от центральной оси корпуса 1. В результате твердые тяжелые фракции газожидкостной смеси по стенкам корпуса 1 спускаются в конусное днище 8, снизу которого они отбираются устройством отбора твердых фракций 9. На практике в виде данного устройства 9 использовались шнек с выходным клапаном, регулирующим степень отжима (на черт. не показан), или отстойная камера (на черт. не показана), которую очищали по мере необходимости при закрытом вентиле 15. Очищенная газожидкостная смесь отжимается к центральной зоне, близкой к оси корпуса 1, из которой очищенная газожидкостная смесь попадает через фильтры 13 и отверстия 11 в перфорированный патрубок 3 (осевую трубу). Наличие экранирующих конусных пластин 4 и фильтров 13 исключает засорение очищенной газожидкостной смеси, отбираемой из осевой трубы 3 при срыве потока или падении давления в тангенциальном вводе 2. При входе в корпус 1 из тангенциального ввода 2 смесь попадает в зону разряжения, так как площадь поперечного сечения корпуса 1 превосходит площадь поперечного сечения тангенциального ввода 2, при этом при вращении смеси в корпусе 1, в зоне близкой к его оси, также создается разряжение, что в совокупности вызывает интенсивное выделение газа из газожидкостной смеси. Выделенный газ, проходя по экранирующим конусным пластинам 4 и конусной крыше 7 снизу, через фильтры 13, отверстия 16 перфорированного патрубка 3, отбирается патрубком вывода очищенного газа 5. Оставшаяся очищенная жидкость из осевой трубы 3 отбирается патрубком вывода очищенной жидкости 6, который выведен сбоку корпуса 1, чтобы не мешать интенсивному отбору твердых фракций из конусного днища 8. Фильтры 13 выполнены в виде в виде сужающихся к низу конусов из сетчатого материала (на черт. не показан), благодаря чему крупные твердые фракции не остаются на внешней стороне сетки, а отпадают вниз, не засоряя фильтры 13, увеличивая их межочистной период примерно в 1,5 раза по сравнению с подобными фильтрами 13, выполненными в виде вертикальных цилиндров.The gas-liquid mixture is supplied at a high speed along the tangential inlet 2 into the vertical casing 1, where this mixture under the action of inertia and gravity forces forms a spiral flow directed downward, and the heavier the fraction, the farther they are from the central axis of the casing 1. As a result, the solid heavy fractions of the gas-liquid mixture along the walls of the housing 1 are lowered into the conical bottom 8, from the bottom of which they are selected by the device for the selection of solid fractions 9. In practice, a screw with an outlet valve was used in the form of this device 9 Mr. regulating the degree of extraction (not shown in the drawing), or a settling chamber (not shown in the drawing), which was cleaned as necessary with the valve 15 closed. The purified gas-liquid mixture is pressed to a central zone close to the axis of the housing 1, of which the cleaned gas-liquid mixture enters through the filters 13 and the holes 11 into the perforated pipe 3 (axial pipe). The presence of shielding conical plates 4 and filters 13 eliminates clogging of the cleaned gas-liquid mixture taken from the axial pipe 3 when the flow is cut off or pressure drops in the tangential inlet 2. When entering the housing 1 from the tangential inlet 2, the mixture enters the rarefaction zone, since the cross-sectional area of the housing 1 exceeds the cross-sectional area of the tangential input 2, while during the rotation of the mixture in the housing 1, in the area close to its axis, a vacuum is also created, which together causes intense gas evolution from the gas liquid mixture. The released gas, passing through the shielding conical plates 4 and the conical roof 7 from the bottom, through the filters 13, the openings 16 of the perforated pipe 3, is selected by the purified gas outlet pipe 5. The remaining purified liquid from the axial pipe 3 is taken away by the purified liquid outlet pipe 6, which is led out from the side of the housing 1, so as not to interfere with the intensive selection of solid fractions from the conical bottom 8. Filters 13 are made in the form of cones tapering to the bottom of a mesh material (not shown in the drawing), so that large solid fractions do not remain they extend on the outer side of the mesh, but fall down without clogging the filters 13, increasing their inter-cleaning period by about 1.5 times in comparison with similar filters 13 made in the form of vertical cylinders.

В случаях, когда в газожидкостной смеси содержится очень малое количество растворенного газа, очищенная жидкость может подниматься по патрубку вывода очищенного газа 5 и далее в систему отбора газа (на чертеже не показана). Поэтому, чтобы исключить попадание жидкости в систему отбора газа, патрубок 5 вывода очищенного газа снабжен клапанным узлом 12, не пропускающим жидкость. Клапанный узел 14 на практике был выполнен в виде поплавкового клапана (на чертеже не показан), который при In cases where a very small amount of dissolved gas is contained in the gas-liquid mixture, the purified liquid can rise through the outlet pipe of the purified gas 5 and further into the gas extraction system (not shown in the drawing). Therefore, in order to prevent liquid from entering the gas extraction system, the purified gas outlet pipe 5 is provided with a valve assembly 12 that does not allow liquid to pass through. The valve assembly 14 in practice was made in the form of a float valve (not shown in the drawing), which when

превышении уровня жидкости выше допустимого перекрывал проходной канал (на черт. не показан) патрубка вывода очищенного газа 5.exceeding the liquid level above the permissible blocked the passage channel (not shown in the drawing) of the outlet pipe for purified gas 5.

В случаях, когда в газожидкостной смеси очень большое количество растворенного газа, очищенный газ может попадать в патрубок вывода очищенной жидкости 6 и далее в систему отбора жидкости (на чертеже не показана). Поэтому, чтобы исключить попадание газа в систему отбора жидкости, патрубок 6 вывода очищенной жидкости снабжен клапанным узлом 10, не пропускающим газ. Этот клапанный узел 13 был выполнен на практике в виде байпасной линии с поплавковым клапаном (на чертеже не показаны), который при снижении уровня жидкости ниже допустимого перекрывал проходной канал (на черт. не показан) патрубка вывода очищенной жидкости 6.In cases where there is a very large amount of dissolved gas in the gas-liquid mixture, the purified gas can enter the outlet pipe of the purified liquid 6 and then into the liquid extraction system (not shown in the drawing). Therefore, in order to prevent gas from entering the fluid withdrawal system, the outlet pipe 6 of the purified liquid is equipped with a valve assembly 10 that does not allow gas to pass through. This valve assembly 13 was made in practice in the form of a bypass line with a float valve (not shown in the drawing), which, when the liquid level was below the acceptable level, blocked the passage channel (not shown) of the outlet pipe for the purified liquid 6.

На практике так же применялись клапанные узлы 12 и 10 в виде электронных клапанов, работающих в зависимости от уровня жидкости в осевой трубе 3.In practice, valve assemblies 12 and 10 were also used in the form of electronic valves operating depending on the liquid level in the axial tube 3.

Согласно требованиям качества очистки, производят замеры количества твердых фракций в очищенном газе и очищенной жидкости. Если качество очистки перестало соответствовать заданным требованиям (например, ГОСТа), то, следовательно, фильтр 13 необходимо прочистить. Для этого устройство останавливают, патрубок 5 вывода очищенного газа или патрубок 6 вывода очищенной жидкости переводят в режим рециркуляции, то есть обратной продувки (промывки) фильтра 13, при этом включая вибратор 14, который ускоряет процесс очистки 2,5-4 раза. В результате фильтры 13 очищаются. Благодаря тому, что фильтры 13 выполнены в виде сужающихся к низу конусов, твердые фракции при очистке не спускаются вдоль наружной стенки фильтров 13, а сдуваются (смываются) сразу вниз, дополнительно уменьшая время очистки фильтров 13 примерно еще в два раза по сравнению с фильтрами 13, выполненными в виде вертикальных цилиндров. Суммарное ускорение очистки составило примерно в 5-8 раз.According to the requirements of the quality of purification, measurements are made of the amount of solid fractions in the purified gas and purified liquid. If the cleaning quality has ceased to meet the specified requirements (for example, GOST), then, therefore, the filter 13 must be cleaned. To do this, the device is stopped, the purified gas outlet pipe 5 or the purified liquid outlet pipe 6 is put into recirculation mode, that is, back-flushing (washing) of the filter 13, including a vibrator 14, which accelerates the cleaning process 2.5-4 times. As a result, the filters 13 are cleaned. Due to the fact that the filters 13 are made in the form of cones tapering to the bottom, the solid fractions during cleaning do not descend along the outer wall of the filters 13, but are blown away (washed off) immediately downward, further reducing the cleaning time of the filters 13 by about half as compared to the filters 13 made in the form of vertical cylinders. The total cleaning acceleration was approximately 5-8 times.

Затем центробежный газожидкостный сепараторный фильтр снова запускают в работу.Then the centrifugal gas-liquid separator filter is again put into operation.

Использование подобной конструкции центробежного газожидкостного сепараторного фильтра позволяет очищать газожидкостную смесь с практически любым содержанием газа в жидкости, вплоть до просто жидкости или газа, исключать засорение жидкости особенно при срыве потока смеси и падении давления, производить самоочистку фильтров, что значительно увеличивает межремонтный период устройства и качество очистки газа и жидкости.Using a similar design of a centrifugal gas-liquid separator filter allows you to clean the gas-liquid mixture with almost any gas content in the liquid, up to just liquid or gas, eliminate clogging of the liquid, especially when the flow of the mixture is disrupted and the pressure drops, self-clean the filters, which significantly increases the overhaul period of the device and the quality gas and liquid purification.

Claims

A centrifugal gas-liquid separator filter containing a vertical housing, a tangential mixture inlet, an axial tube, shielding conical plates, cleaned gas and liquid outlet pipes, characterized in that the housing is equipped with a conical cover and a bottom, and a conical bottom equipped with a solid selection device fractions, and the axial tube is made in the form of a perforated nozzle, the lower part of which is curved to the side and connected to the outlet pipe of the purified liquid equipped with a valve gas-tight evil and recirculating liquid, and the shielding cone plates are evenly distributed over the perforated pipe above its openings, the upper end of the perforated pipe being connected to a purified gas outlet pipe equipped with a liquid-tight valve assembly and configured to gas recirculation, while the holes of the perforated nozzles are blocked from the outside by filters made in the form of cones tapering to the bottom, and the housing is additionally equipped with a vibrator torus.