газоотделители и их основные конструктивные элементы
Газоотделители (трапы) представляют собой цилиндрические сосуды с приваренными днищами, устанавливаемые вертикально, наклонно или горизонтально. Газоотделители снабжены загрузочными патрубками для ввода смеси и разгрузочными для вывода га-за и жидкости. Загрузочные отверстия с патрубками в зависимости от направления потока газа в газоотделителе располагают на боковой поверхности или в днище, разгрузочные же – одно в нижней части газоотделителя для жидкости, а другое в верхней – для газа.
Такое расположение разгрузочных отверстий основано на принципе использования разности удельных весов газа и жидкости. Иногда при вертикальном расположении газоотделителя разгрузочные отверстия для газа не делают в верхней части, а вместо них, не нарушая указанного принципа, устраивают внутреннюю трубу с выводом ее через нижнюю часть корпуса газоотделителя. Через эту трубу газ из верхней части газоотделителя перемещается в газопровод.
Кроме загрузочных и разгрузочных отверстий, конструкциями газоотделителей предусмотрены люки-лазы для производства внутреннего ремонта или очистки от шлама, а также сооружаемые в верхней внутренней части газоотделителей развитые поверхности (металлические и неметаллические), на которые оседают частицы нефти, увлекаемые потоком.
Весьма существенно влияют на эффективность работы газоотделителя направление и конструкция ввода смеси в него. На рис 1 представлено несколько типов ввода. Менее эффективным из всех известных конструкций ввода является радиальный ввод без внутренней трубы (рис 1,а). При такой конструкции ввода рабочая площадь осаждения в плане в значительной своей части не используется вследствие наличия так называемых мертвых зон, в которых газ вращается и не участвует в общем движении, а весь поток газа при этом проходит сбоку этих зон, занимая сравнительно небольшую часть площади поперечного сечения. В связи с этим коэффициент использования рабочей площади осаждения в плане в газоотделителе с вводом подобного рода очень незначителен.
Радиальный тип ввода с внутренней трубой (рис 1,б), заглушенной на конце и имеющей прорези внизу, является более совершенным; при этом газ, выделяющийся из смеси, прежде чем подняться в верх газоотделителя, должен повернуть примерно на 180°. Это обстоятельство создает благоприятные условия для выпадения частиц жидкости, увлеченных газовым потоком.
Поток газа после поворота движется вверх газоотделителя с более равномерным распределением скоростей в его рабочей площади осаждения в плане. Во избежание разбрызгивания нефти, находящейся в газоотделителе, иногда в нижней части над уровнем жидкости устанавливают отбойное приспособление.
Рисунок 1. Типы ввода смеси в газоотделитель
Радиальный ввод с внутренней трубой применяют преимущественно в газоотделителях с малыми рабочими давлениями. Осевой ввод (рис 1, в) по своей эффективности близок к радиальному с внутренней трубой.
Наиболее эффективным из известных видов следует считать ввод смеси по касательной к образующей газоотделителя (рис 1, г). При этом происходит закручивание потока в газоотделителе с образованием центробежной силы, под влиянием которой частицы жидкости, находящиеся в газовой среде, оседают на стенках газоотделителя. Кроме того, соприкосновение жидкости, поступающей в газоотделитель, с находящейся в нем происходит более плавно, с меньшими всплесками, способствующими захватыванию жидкой средой частиц газа, будут увлечены ею из газоотделителя.
Увеличение эффективности газоотделителя достигается созданием в верхней внутренней его части дополнительных развитых поверхностей из металлических конусов, сеток, решеток и пр., а также из полых неметаллических тел – насадок (кольца Рашига и пр.), располагаемых на металлических решетках.
На этих поверхностях оседают частицы жидкости, находящиеся в потоке газа, образуя пленку жидкости. Эта пленка как бы является «уловителем» жидкости, попавшей на нее, и поэтому эти поверхности можно назвать пленочными.
Поверхности подобного рода способствуют увеличению эффекта пленочной сепарации и, кроме того, способствуют созданию центробежного эффекта вследствие изменения направления движения газа при прохождении его между ними.
Кроме относительной величины пленочных поверхностей, существенное значение имеют также форма и взаимное расположение их. Вывод газа из газоотделителя осуществляют по-разному в зависимости от условий. Наиболее распространенный тип вывода газа из газоотделителя (рис. 1, б и г) – осевой с соответствующим расположением пленочных поверхностей. Вывод осуществляют преимущественно тангенциально к нижнему днищу газоотделителя, плавно, без резких поворотов.