Центробежный сепаратор

. ПО ДЕЛ ЕТ Я од" тор КПП-Р.3 ТЮЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИ ИСАНИЕ ИЗО ВТОРСКОВМУ СВИДЕТЕЛ(56) 1. Авторское свидетельство СССУ 69855, кл. Р 25 4 3/08,опублик, 30.04,79,2. Авторское свидетельство СССРФ 42563 В, кл. В 01 0 4 У 14,(9)(57) 1" ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОРдля отделения газового конденсата ичастиц жидкости от потока газа, содержащий цилиндрический корпус с вхным и выходным патрубками для газа :и с выпусКным отверстием для отделенной жидкости, и установленные на валу турбинные и сепарационное колеса, о т л"и ч а,ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности работы сепаратора, он снабжен расположенной в нижней части корпуса цилиндрической камерой охлаждения с выпускными патрубками для.газа и конденсата, образованной обечайкой ижалюзийной решеткой, выпускной камерой, расположен" ной вокруг вала внутри корпуса и сообщающейся с полостью корпуса через кольцевую жалюзийную решетку с выход.Ф ным патрубком для. газа и с отверсти", Е ем для выпуска отделенной жидкости,1 азйб 8 2. Сепаратор по и, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что сепаратор снабжен расположенной между турбинным и сепарационным колесами внутри корпуса кольцевой конденсатосборной камерой с отверстием для слива конденсата и сообщающейся с полостью карпу са через кольцевое отверстие.3. Сепаратор по и, 1 2, о т л ич а ю щ и й с я тем,что он снабжен скребками, установленными на валу вдоль цилиндрической поверхности камеры охлаждения и жалюзийной ре" 1Устройство относится к техникегазовых промыслов, предназначенодля отделения газового конденсатаи воды от природного газа и можетбыть использовано в газодобывающей 5и нефтехимической промышленности,на компрессорных станциях,Известен способ и устройство дляохлаждения и очистки газа в регенераторе 1 1 .Недостатком устройства. являетсябольшая металлоемкость оборудованияи большой расход энергии,Известен центробежный.газожидкост",15ный сепаратор, содержащий корпус свходным и выходным патрубками, роторс лопастями и кольцевой обечайкой,расположенными у основания конуса 2.Однако такое устройство характе- .ризуется недолговечностью, трудностьюпри замене подшипников и недостаточной степенью сепарации.Известен также центробежный сепаратор для отделения газового конденсата и частиц жидкости от потока га. за, содержащий цилиндрический корпусс входным и выходным патрубками длягаза и с выпускным оверстием для отделенной жидкости, и установленные . 30на валу турбинное и сепарационное колеса Г 3 .Недостатком центробежного сепаратора является пульсация газового потока из-за изменения его направленияна противоположное, вызывающего шуми вибрацию. Недостаточна также эффективность сепарации в связи с дробветкой для завихрения газового потока, установленной в камере охлаждения перед выпускным патрубком для конденсата, расположенным тангенциально, Сепаратор по и. 1, 2, о т л ич а ю щ и й с я .тем, что сепарационное колесо снабжено конденсатоотводными трубками и выполнено с П- образным кольцевым каналом по пери" ферии, сообщающимся через конденсатоотводные трубки с кольцевым отверстием конденсатосборной камеры. 2лением частиц жидкости на выхода вращающихся элементов.Цель изобретения - повышение эф-:. фективности работы сепаратора,. Поставленная цель достигается тем. что центробежный сепаратор для отделения газового конденсата и частиц жидкости от потока газа содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками для газа и с выпускным отверстием для отделенной жид кости и установленные на валу турбинное и сепарационное колеса, снабжен расположенной в нижней части корпуса цилиндрической камерой охлаждения с выпускными патрубками для газа и конденсата, и образованной обечайкой и алюзийной решеткой, выпускной камерой, расположенной вокруг вала внутри корпуса и сообщающейся с полостью корпуса через кольцевую жалюзийную ре. шетку, с выходным патрубком для газа и с отверстием для выпуска отделенной жидкости. Сепаратор снабкен расположенной между турбинным и сепарационным колесами внутри корпуса кольцевой конден сатосборной камерой с отверстием для слива конденсата и сообщающейся с полостью корпуса через кольцевое отверстие.Г Сепаратор снабжен скребками, уста,овленными на валу вдоль цилиндрической поверхности камеры охлаждения и жалюэийной решеткой для завихрения га зового потока, установленной в камере охлаждения перед выпускным патрубком для конденсата, расположенным тангенциально.Сепарационное колесо снабжено кон. денсатоотводными трубками и выполнено с П-образньм кольцевым каналом по периФерии, сообщающимися через конденсатоотводные трубки с кольцевым отверстием конденсатоотводной камеры.На Фиг. 1 изображен центробежный сепаратор, разрез; на Фиг. 2 в сече ние А-А на Фиг. 1.Сепаратор содержит цилиндрический корпус 1, камеру 2 охлаждения, центральную камеру 3 и выпускную камеру Й. Калера 2 охландения снабжена .патрубком 5 для отвода охлажденного газа, конденсатоотводной трубкой 6, жалюзийной решеткой 7 и скребками 8. Центральная камера 3 содержит турбинное колесо 9 со спиральными лопатками; сепарационное колесо 10 с двумя трубками 11 и П-образный коль-.цевой канал 12 для сбора жидкости, патрубок 13, вал 1, промежуточную кольцевую конденсатосборную камеру 15 с карманом 16 и трубкой 17, Выпускная камера 4 содержит жалюзийную решетку 18, патрубок 19 и конденсатоотводную трубку 20. Для удобства монтажа и ревизии корпус сепаратора разъемный. Опорой вала с закреп-. ленными на нем сепарационным и турбинным колесом является сдвоенный типовой подшипник 21 скольжения. В качестве уплотнения вала принято З 5 типовое гребенцатое уплотнение 22, расположенное в осевой зоне низкого давления. Сбор конденсата в камере охлаждения, в центральной калере и в выпускаемой камере осуществляется в специальных конденсатосборных карманах с трубками для.отвода конденсата. Центробежный сепаратор крепится к Фундаменту при помощи кронштейнов 23 .и 2445Сепаратор работает следующим обра золПри поступлении газа через тан 50генциальный патрубок 13 в централь"ную камеру 3. газ интенсивно закручи"вается и перемещается от периФериик оси. По иере уменьшения радиусазакрутки, согласно .закона бернулли,.:скорость вращательного движения ( тан-генциальная скоростьв направлениик оси увеличивается, газ расширяется,а давление и температура снижается. Максимальная скорость закрутки будет на радиусе равном 0,1 радиуса цент-. ральной камеры, На радиусе равном 0,5 радиуса камеры, закрученный поток газа разделяется на два вращающихся потока. Один из потоков, в объеме,например 103, поступает в камеру 2 охлаждения, остальной объем закрученного газа поступает на лопатки турбинного колеса 9. В камере 2 охлаждения происходит глубокое расширение и охлаждение газа до -15 оС.При степени расширения газа, равном 2, происходит процесс низкотемпературной сепарации, т.е. вылоранивание жидкости при низком давлении и температуре. Охлажденный газ с низким влагосодернаниел выходит через патрубок 5 и поступает в теплообменники не показаны ).Гидратц осаждающиеся на стенке камеры 2 удаляются вращающимися скребками 8 и растворяются углеводородным конденсатом, поступающим в .виде пленки со .стенок камер 3 и 2 по ходу дви" жения потока газа.При поступлении закрученного газа на налюзийную решетку 7; вращательное движение прекращается, а конденсат осевший на жалюзях поступает во влагосборный карман и отводится через трубку 6. Оставшийся объем закрученного газа с максимальной окружной скоростью поступает в каналы меж-. ду спиралеобразными лопатками турбйнного колеса 9. Закрученный газ отдает лопаткам колеса свою энергию, враща" ет вал 14, турбинное колесо 9 и сепарвционное колесо 10 совершая. при этом механическую работу. При выходе из лопаток колеса 9 (,на радиусе рав": ном, наприлер 0,3 радиуса камеры ) закрученный газ поступает в осевую зо" ну промежуточной кольцевой камеры 15,Вследствие того, цто тепло конден" сата,находящегося в кольцевой камере 15,передается через стенку в осевую часть этой камеры гаэ охлаждает. ся незначительно, давление снижается и становится меньше давления насыще" ния конденсата при данной температу" реВ осевой зоне камеры 15,между турбинным и сепарационным колесами происходит пвскипание" конденсата содерхащегося в газе при низком давлении.Легкие Фракции газового конденсата испаряются и. уходят в поток газа, а более .тяжелые Фракции конденсата, 1031168вода и прочее конденсируются и осаждаются на стенках камеры 3 и сепарационного колеса 10. При дальнейшем движении закрученного потока газа из осевой зоны камеры 15 в правый отсек 5 камеры 3, газ огибая с двух сторон сепарационное колесо, поступает через жалюзийную решетку 18 о выпускную камеру 1 и отводится о магистраль через патрубок 19, При изменении ради" 10 уса вращения газа с леоой и с правой стороны сепарационного колеса тангенциальнал скорость его в направлении от оси камеры 3 к периферии возрастает, а от периферии к оси с правой 15 стороны колеса, снова снижаетсл. Изменение скорости закрутки газа способствует нагреванию, охлаждению газа и активной конденсации влаги из газа, 20Механическая сепарация под действием центробежных сил, осуществляет" ся в три ступени; на турбинном колесе, на сепарационном колесе и на не" подвижных стенках камер и жалюзей, 25Под действием центробежных сил конденсат, осевший на диски и лопатки турбинного колеса 9, срывается и осаждается на стенки левого отсека центральной камеры 3. Увлекаемая потоком газа конденсатная пленка двинет ся частично в камеру 2 охлаждения, а также через осевую зону камеры 15 в ее внутреннюю полость, Конденсат, осевший на стенки диска сепарационного колеса 1 О, под действием центро- З 5 бежных сил, в виде пленки перемещается на периферию колеса 10 и накап" ливаетсл оо влагосборном кольцевом канале 12, откуда по двум трубкам 11 отводится на стенки промежуточной камеры 15. Из камеры 15 койденсат поступает в карман 16 и отводится через трубку 17. Конденсат, осевший на стенках правого отсека камеры 3,доижетсл в направлении потока газа, .т.е. в сторону выпускной камеры 1,в коническую часть камеры 3, Под действием центробежных сил неотсепарированные частицы жидкости отклонлются к стенкам конуса и в виде пленки,увлекаемой потоком газа, поступаютпо трубке 20,Центробежный сепаратор предназначен для комбинированнои ниэкотемпера.турной и механической сепарацииприродного газа, для снижения давления газа, длл получения холода с использованием энергии на привод генератора, насоса или других потреби-телей.На получение холода или на приводмеханического сепаратора энергии состороны не затрачиоаетсл. На процесссепарации и на механическую работу используется энергия давления газа поступающего в сепаратор. При степенирасширения закрученного газа равной 2температура газа снижается до -15 С,а давление - до значенил Р 2 = 0,5 Ркгссмг1КоэФФициент сепарации газа в предлагаемом сепараторе равен 0,99 эа счет:совмещения процесса низкотемпературнойи механической сепарации, исключения дробления капель жидкости привыходе из сепарационного колеса;сброса и отвода конденсата в пленке.Кроме того, в максимально закрученном патоке давление газа на осисепаратора понииаетсл и становитсямвньше даоленил насыщения конденсатапри данной температуре. В результатечего происходит вскипание и испарение жидкости содержащейся в газе. Процесс сепарации жидкой и газовой фазыинтенсифицируется, а качество сепа- .рации повышается,ври о сное венного комитета СССР ретений и открытий Ц Раушская наб.П