专利名称：球形汽水分离器的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及一种为油田热采注汽锅炉提高蒸汽干度而配套的专用设备。
二背景技术：
随着稠油开采的不断深入，用常规锅炉(80％蒸汽干度)注蒸汽的方法已不能满足稠油开采新技术日益发展的需要。根据最新研究成果显示，稠油后期的高轮次开采必须注入95％以上的蒸汽干度效果才较好。而目前在用的注汽锅炉，由于受其水处理设备的限制，其最高蒸汽干度为80％，而实际运行时仅为70％左右，这严重影响了热力开采效果的发挥。
汽水分离设备应用于注汽锅炉已经有十几年的历史了，但由于种种原因，设备难以适应各油田复杂的地质条件，导致其分离效率低、运行工况不稳、噪音大等缺陷，使设备没有充分发挥应有的作用。
三
发明内容
本实用新型的目的是提供一种球形汽水分离器，它分离效果好，能够较大地提高蒸汽干度。球形汽水分离器由壳体及其内部的分离装置构成，壳体为球形，球形壳体内设有多个旋风分离器，各旋风分离器的侧面有输入蒸汽的管筒，管筒入口与通到壳体外部的蒸汽管线连通，蒸汽管线上有阀门。
两相流体的分离过程相当复杂，往往是靠几种分离作用的综合效应来实现的。旋风分离器就是综合了离心分离、重力分离及膜式分离作用来进行汽水分离的。由锅炉出口来的具有很大动能的汽水混合物沿切线方向引入旋风分离器的筒体，使其由直线运动转变为旋转运动，形成离心力(比重力大17.9～47.5倍)，由于汽和水存在重度差，汽在旋风筒中螺旋上升，形成水柱，而水则抛向筒壁并旋转下降，在筒内形成抛物面；还有少量水滴被汽流带入旋风筒中部的汽空间，这些水滴在随汽流旋转上升的过程中，逐渐被推向壁面。当蒸汽通过旋风筒上部的百叶窗波形板顶帽时，又靠膜式分离使蒸汽进一步被分离，水则由下部经环形缝中的导流叶片平稳地导入水空间。
壳体内的旋风分离器是一种非常有效的汽水分离装置，其一次分离效率高达99％左右，完全满足了热力开采注入蒸汽的干度要求，能够较好地发挥热力开采的效果。
四
附图为本实用新型的结构示意图。
五具体实施方式
本实用新型根据油田使用条件(压力和流量不稳)的特点，经过对各种参数的校核计算，在取得最大分离空间的前提下。进行优化设计，选择了球形壳体1，壳体内设置四个独立的旋风分离器2，可根据负荷情况来增减旋风分离器的开、关数量。为使进入每个旋风分离器的流量均匀，在壳体外设置了分配器10，分配器10是连接有多个管路的分配罐体，它的每个输出管连通一个旋风分离器，每个旋风分离器的进汽管都经分配器连接蒸汽总管。为进一步将蒸汽中细小水滴分离出来，在旋风分离器上部蒸汽出口处设置了二次分离元件——水平式百叶窗波形板分离器4，百叶窗分离器4是目前汽水分离装置的常用部件，水平放置的百叶窗波形板将水和蒸汽分别导入到各自的引出管路，经设置在汽、水空间的引出管道连续不断地将汽、水引出，最后达到将汽、水分离的目的。为测定蒸汽干度，在蒸汽出口处设置了饱和蒸汽取样装置5。由于炉水含盐量很大，为防止分离出的炉水产生泡沫以影响分离效率，在炉水出口处特别设置了排污装置6。在旋风分离器入口处为防止汽、水流速不均匀而影响分离效果，设置了均汽孔板7，均汽孔板7是一个多孔的平板，它的平面与汽、水进行方向垂直，汽、水流通过均汽孔板7时，被分割成多个等份再混合到一起，故可以流速均匀地进入到分离器中。为监视液位设置了双色液位计8，为调节液位设置了液位调节阀9。为监视工作压力设置了压力表3，为了取样化验设置了取样冷却器11。为防止水流旋转而引起水位偏斜，在壳体底部安装一十字形挡板以消除壳体内水流的旋转运动，十字挡板是水平放置的十字交叉的立板，当水流在罐体底部形成旋涡时，被十字挡板阻挡而减弱消除。
汽水分离器在设备本体上设置一个安全阀，防止锅炉在运行过程中超压，实行自我保护。锅炉在控制系统上与汽水分离器实现联锁自动控制。
设备的液位也就是流入量和流出量之差的累积。要保持液位的稳定也就是要控制流入量和流出量的平衡，使积蓄量保持在最高与最低限额范围内。液位的特性是一阶的，所以液面调节不存在不稳定问题。
系统采用单回路比例调节满足液位的调节质量。调节过程是首先由一次表(差压变送器)将分离器内液位转换成标准的电信号进行比较，4——20mm A。数学表达式Io＝4+Hx/H(20-4)送入调节器与给定信号通过调节器的比例运算后，对应一个输出信号给调节阀，使阀处在某一个开度的位置上。当液位(Hx)发生变化时调节器又对应一个输出给调节阀，使阀处在另一个开度的位置上，流量的大小随着调节阀开启变化，最终达到保持液位的稳定。液位的变化和高低，通过液位计和二次仪表(调节器)直接和间接进行观察。
为了防止意外情况造成的液位超限或过低影响汽水分离，增设液位高低限报警指示，使操作人员能够及时处理，保证液位的稳定。
权利要求1.一种球形汽水分离器，由壳体及其内部的分离装置构成，其特征是壳体为球形，球形壳体(1)内设有多个旋风分离器(2)，各旋风分离器的侧面有输入蒸汽的管筒，管筒入口与通到壳体外部的蒸汽管线连通，蒸汽管线上有阀门。
2.根据权利要求1所述的球形汽水分离器，其特征是在壳体(1)外设有分配器(10)。
3.根据权利要求1所述的球形汽水分离器，其特征是在旋风分离器上部蒸汽出口处设有百叶窗分离器(4)。
4.根据权利要求1所述的球形汽水分离器，其特征是在旋风分离器入口处设有均汽孔板(7)。
5.根据权利要求1所述的球形汽水分离器，其特征是在壳体底部设有十字形挡板。
专利摘要本实用新型公开了一种为油田热采注汽锅炉提高蒸汽干度而配套的球形汽水分离器，它由壳体及其内部的分离装置构成，壳体为球形，壳体内设有多个旋风分离器，各旋风分离器的侧面有输入蒸汽的管筒，管筒入口与通到壳体外部的蒸汽管线连通，蒸汽管线上有阀门。旋风分离器是一种非常有效的汽水分离装置，其一次分离效率高达99％左右，完全满足了热力开采注入蒸汽的干度要求，能够较好地发挥热力开采的效果。
文档编号F16T1/00GK2682271SQ20042003044
公开日2005年3月2日 申请日期2004年2月19日 优先权日2004年2月19日
发明者孙新利, 李亚奇, 余五星, 郑南方, 丁亚军 申请人:中国石油天然气第八建设有限公司, 中国石油辽河油田特种油开发公司