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气液两相流的分离方法(三)

来源:swcmq(河北荣鹰整理发布)   时间:2019-04-19 12:41

3.1 分离原理 

离心分离的原理是利用气体与液体的密度不同,液体与气体混合一起流动时,液体受到的离心力大于气体,所以液体有离心分离的倾向,液体附着在分离壁面上由于重力的作用向下汇集到一起,通过排放管排出。

3.2  4种离心式气液分离器 

气液离心分离主要是指气液旋流分离,即利用离心力来分离气流中的液滴,因其离心力能达到重力的数十倍甚至更多,所以它比重力分离具有更高的效率。虽没有过滤分离效率高,但因其具有存留时间短、设备体积及占地面积小、易安装、操作灵活、运行稳定连续、无易损件、维护方便等特点,成为研究最多的气液分离方式。其主要结构类型有管柱式、螺旋式、旋流板式、轴流式等。

3.21管柱式旋流气液分离器( GLCC)

1995年Kouba等将GLCC用于多相流量计环,经过GLCC分离后的气液两相分别用单相流量计计量,(丝网除沫器)然后再合并,避免了多相流测量中的问题;GLCC在地面和海上油气分离、井下分离、便携式试井设备、油气泵、多相流量计、天然气输送以及火炬气洗涤等具有巨大的潜在应用。


2002年曹学文等在气液两相旋流分析的基础上,建立了包括了入口分离模型、漩涡模型、气泡及液滴轨迹模型的预测分离性能的机理模型,依据该模型,提出了管柱式旋流分离器工艺设计技术指标和工艺设计步骤。


在欧美陆上及海上油气田开发中已有多个成功应用的实例。

3.22螺旋片导流式气液分离器(CS) 

1996年Franca等研制了螺旋片导流式气液旋流分离器,直接在井口将气液进行分离,增加了采油回收率,分离后的气体和液体用不同的管道输送各相,降低了多相流输送时易出现的断续流、堵塞和沉积等典型问题。它主要用于石油天然气开采中的油气、气液分离,压缩空气的净化处理,航空宇宙中的氦气分离。尤其在海上、偏远地区油井及远距离油气输送方面具有较广泛的前景。

2004 年周帼彦等用计算流体力学方法,分别对螺距和螺旋个数各不相同的9个螺旋结构流场进行数值模拟, 通过分析螺旋结构参数对压降的不同影响, 在达西公式的基础上拟合出压降的简化计算公式, 为工程设计提供了一种较准确的设计方法。

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