一种新型的高效节能GLCC分离器在中海油的应用研究

从经济节能的角度,根据GLCC分离器在曹妃甸11-6平台的使用经验,分析其在海上油气田推广的意义。     

油水分离器结构优化的流体力学研究

传统的卧式油水分离器通常由大型的罐体构成,如何减小分离设备的体积以减少资金消耗,提高分离效率一直是人们研究的重点.在研究中逐渐认识到,设备的内构件对流场的运动行为及分离效率都具有显著影响.在现场试验的基础上,通过流体力学计算,研究设备各个内构件与流场分布之间的关系,从而得到优化方案,可为设计分散相在连续相中聚结分离所需的流场条件提供必须的参数,为油水分离器的合理设计提供一种科学可行的手段.     

油水旋流分离器入口结构优化研究

采用雷诺应力模型CFD数值模拟方法,对涡线形曲面入口、阿基米德螺旋线形入口等9种油水旋流分离器入口结构形式的内流场和分离特性进行了试验研究,得出比较理想的4种优化入口结构形式。进一步的优化设计和性能试验表明,阿基米德螺旋线是一种较好的入口结构形式,采用这种入口结构形式优化设计的油水旋流分离器试验研究结果表明,阿基米德螺旋线和旋流腔之间实现了平滑过渡,从而得到较稳定的流场和较高的分离效率。     

CFB锅炉不同旋风分离器结构优化研究

以2台不同形式旋风分离器(简称旋分器)为研究对象,对分离前、后固体颗粒分别取样并进行粒径分析,研究其分离效率。对2台旋分器分别建模并改变入口下倾角度及中心筒插入深度,通过数值模拟计算分离效率。模拟结果表明:试验和模拟计算结果误差在15%以内,验证了模拟结果的准确性。适量增加中心筒插入深度能提升分离效率,而进出口压降随插入深度的增加呈现先上升后下降的趋势。2种旋分器入口下倾角的增大均有利于提升分离效率,综合考虑对旋分器进出口压降影响后认为:紧凑型旋分器最佳s/a(旋分器中心筒插入深度s与旋分器入口高度a的比值)在0.5左右,热力型旋分器最佳s/a在0.75左右;紧凑型旋分器入口下倾角度应取10°左右,热力型旋分器的入口下倾角度在15°左右较好。上述结论可用于指导旋分器结构优化和改造。     

组合式上行旋风分离器的结构优化

A new gas-solid separator dedicated to heavy-oil fast pyrolysis process incorporating inertial and centrifugal separation was designed.Gas and typical fluid catalytic cracking(FCC) catalyst particles(with a density of 1500 kg/m3,and a mean diameter of 45.81 μm) were used in the study.The inlet gas velocity was kept constant at 13.36 m/s,while the solid loading at the inlet ranged from 0 to 700 g/m3.When the exhaust pipe opening was provided with two narrow-width slots near the inlet without baffles,the solid collection efficiency increased with an increasing solid loading at the inlet and was close to 95% along with a decreasing pressure drop.After increasing the secondary separation structure,the separation efficiency greatly improved.By adjusting the diameter of the secondary exhaust pipe,the separation efficiency and pressure drop could be balanced.Under the experimental conditions,when the diameter of the second exhaust pipe was equal to d=100 mm,the pressure drop was lower than 1400 Pa while the separation efficiency could exceed 99.50%;and when the diameter was equal to d=120 mm,the pressure drop was less than 700 Pa,with the separation efficiency reaching over 99.00%.     

超音速分离器结构优化与流体流动特性研究

以超音速分离器为研究对象,分别按排液口间隙尺寸δ与喉管直径D之比为0.3,0.4,0.5,0.6,0.7建立了5个模型。采用SST(剪切应力输运)κ-ω湍流模型对分离器内部流体流动特性进行了数值模拟,考察了压力分布、温度分布、激波位置、成核率与液滴半径等参数随δ的变化规律。结果表明：δ=0.5D时超音速分离器扩散段的极低压范围最大,膨胀能力最大,温度场分布更均匀,极低温范围也更大;优化δ值使激波位置下移,可更早产生诱导凝结核而利于液滴生成与增长;在分离器入口压力84.8 kPa、入口温度279.6 K、水蒸气体积分数0.75%条件下,δ=0.5D时分离器的成核率最高为318 kg^-1·s^-1、液滴直径达到996.8 nm,均高于其他模型,有利于提高其分离性能。     

天然气净化高效旋风分离器结构优化

旋风分离器是一种重要的气体净化装置.根据已有研究成果,对旋风分离器结构进行了优化,分析了优化后结构对其性能的影响.用SOLIDWORKS对旋风分离器结构建立三维模型,运用ANSYS中的ICEM CFD和Fluent模块进行模型的模拟试验,分析不同入口气速条件下圆筒直径对分离效率的影响.研究结果表明,旋风分离器的部分性能...     

旋风分离器结构改进的研究

根据旋风分离器的工作原理及应用特点 ,分析了影响旋风分离器分离效率的因素及结构存在的问题 ,并提出了改进措施 ,即内管外壁增设螺旋翼片 ,扩散形锥体改为悬挂挡板。通过实验观察 ,改进结构的旋风分离器分离效率比常规旋风分离器高。实践证明 ,对于密度差异较小的非均相物系的分离 ,只要对旋风分离器作适当改进 ,仍能取得令人满意的效果 ,这大大拓宽了旋风分离器的应用领域     

基于FLUENT软件分析旋风分离器的结构优化

为了提高旋风分离器的工作性能,以Stairmand型高效旋风分离器为基础模型,利用FLUENT软件中RNG k-ε模型对传统旋风分离器和带螺旋导流装置的旋风分离器进行数值模拟,从速度分布和分离效率两方面分析了两种旋风分离器的分离性能,分析结果证明带螺旋导流装置的旋风分离器的分离性能强于传统旋风分离器,能够完成粒径小于5μm微细颗粒的分离任务,为旋风分离器的结构优化提供了参考。     

直流式旋流分离器的结构分析与优化

为研究中心体对直流式旋流分离器分离性能的影响,通过在分离器内部设置中心体,利用数值模拟的方法,对分离器内部旋流场、压力场、速度场及分离效率进行了分析。分析结果表明:增设中心体能够占据分离器内部分离死区,增强内部流场的稳定性,减少二次涡流的影响,尤其能够提高对微小液滴的分离效率;中心体直径的增大能够提高分离器的分离效率,当中心体直径与筒体直径比值大于0. 5时,液滴的分离效率显著提高,但也会造成较大的压降损失;通过研究不同气速下分离器分离效率与压降变化的规律,提出不同工况下中心体直径的取值范围,当入口气速高于10 m/s时,中心体直径与筒体直径比值取0. 5,当气速较低时,应结合现场工况对分离效率和压降的要求,增大中心体直径。所得结论可为直流式旋流分离器的优化设计及现场应用提供指导。     

深海管柱式气液分离器结构优化模拟研究

针对深水的管柱式气液分离器(GLCC),基于CFD方法优化了其主要结构尺寸,确定了最佳入口位置、最优入口角度和最适宜的筒体长径比等。针对优化结构,进一步考察了操作液位对GLCC分离性能的影响。通过研究发现:在较低入口速度时,操作液位对分离效率影响不大;而当入口速度较高时,操作液位对分离效率有很大影响且存在最优液位值。当入口油相体积含量较低时,较低的液位对分离更有利;而当入口油相体积含量大于6%、液位在h=500mm~700mm时,均能保持较高的分离效率。     

基于有限元法旋风分离器应力分析与结构优化

采用有限元分析软件ANSYS对蜗壳式旋风分离器进行应力分析计算,依据JB4732分析设计标准对危险部件进行应力强度评定,并对旋风分离器原设计结构进行优化改进。结果表明,改进后蜗壳式旋风分离器的强度满足安全要求,可供类似旋风分离器的安全评估和分析设计提供参考。     

斯伦贝谢公司的新型试油分离器

2008年11月3日,斯伦贝谢公司推出新型三相试油分离器CleanPhase,通过使用该分离器,能够更加精确和安全的进行油井动态监测。据报道,此三相分离设备提高了分离后各相的纯净度和测量精度,分离后的流体实现了最优化。     

导流片型油水旋流分离器的入口结构优化

导流片型油水旋流分离器是一种新型井下油水分离器,为了提高其进行超大处理量油水分离时的性能,对导流片进行了结构优化研究。加工了两种结构的导流片,并在室内搭建了试验系统,对油水两相流经导流片的流动规律开展了试验研究。研究结果表明:在相同的入口工况下,油滴经流线型导流片后破碎程度小、平均直径大、迁移运动后所形成的油核较细,油水两相流经流线型导流片所产生的压降要远低于直板型导流片所产生的压降。因此,在超大处理量时,应优选流线型导流片作为井下油水旋流分离器的起旋结构。     

新型高效三相分离器现场试验研究

目前，胜利油田采用了三次采油工艺技术．为了满足注聚采出液处理和高稠、高含水采出液处理的需要，采用高效聚结分离技术和先进的控制方法，研制了适用于含聚、高稠、高含水采出液的新型高效三相分离器。     

新型轴流式气液分离器的模拟研究

海洋石油工业特别是天然气业的快速发展对气液分离技术提出了紧凑、高效、低耗的新要求,但目前的紧凑式气液分离器大多存在压降过大或结构复杂、运动部件易出故障等问题。本文提出了一种新型轴流式旋流分离器,对其气相流场特征进行了模拟研究。结果表明,在分离区设置挡筒使分离区径向压力梯度减小、轴向压力梯度增大,同时能够消除逆向流动、阻止气体出口处的漩涡反向扩散、增强流体旋转强度,有利于气液分离。对比不同模型和网格的计算结果发现,误差在允许范围之内,可知本文的模拟方法与结果是可靠的,在分离器内设置挡筒是合理的,值得深入研究。     

油水旋流分离器数值模拟优化研究

受实验条件限制,单纯通过实验研究旋流器的性能周期长,且费用较高。为此,采用雷诺应力模型CFD数值模拟方法,对油水旋流分离器内的油水两相流流场进行了试验研究。研究表明,采出液在进口处的相互流动干扰对油水分离效果有重要影响,据此提出一种新型结构——带有空间阿基米德螺旋线进口流道和导流螺旋的油水旋流分离器。进一步的优化设计和性能试验表明,空间阿基米德螺旋线进口流道和导流螺旋实现了平滑过渡,从而得到较稳定的流场和较高的分离效率。     

井下油气水力旋流分离器结构优化与数值模拟

用数值模拟方法对井下油气水力旋流分离器内的气液分离两相流场进行了研究,通过数值模拟得到流场分布规律符合已知的旋流器流场分布规律。将数值计算与室内模拟试验的分离效率进行了对比,结果表明用数值模拟的方法进行流场研究是可靠的。将油气水力旋流分离器的主要结构及操作参数对分离性能的影响进行了模拟,结果表明水力旋流器经过优化设计可以进行井下油气分离,且分离效果较好。所采用的数学模型及模拟方法为井下水力旋流油气分离器进一步优化结构、提高分离效率提供了一条有效途径。     

基于正交试验的仰角式油水分离器结构参数优化

针对仰角式油水分离器结构进行了初步设计。为了提高分离器油水分离效率,引入正交试验法对其结构参数进行改变和重新配置,设计了8因素5水平的正交方案,得到50种不同的结构组合模型。采用Fluent 12.0软件对50组模型进行数值模拟,选取其中的25组进行直观分析,得到最优方案A;通过数值计算数据的极差分析以及结构参数对油水分离效率的影响分析,选取各因素平均油水分离效率最高的水平组合,得出最优方案B;将A、B两方案进行比较分析,最终确定仰角式油水分离器的最优结构参数组合为B方案。采用相同的数值模拟方法,得出优化后的分离效率比优化前提高4.972%,表明正交试验法在该型分离器结构参数的优化方面具有一定的工程实践意义。