Газды сепараторлардың негізгі конструкциясы
Қазіргі уақытта әлемдік нарықта газды сепараторлардың көп түрлері бар. Бірақ барлық сепараторлардың конструкциясы келесі секциялардан құралады:
1) Басты сепарациялық секция. Кірістегі газдысұйықтық ағынды негізгі сұйықтықтан бөлуге арналған. Сепарацияның жоғарғы тиімділігі үшін және ағынның біркелкі таралуы үшін келесі құрылымдық жабдықтар қолданылады:
а) ағынды тангенциалды енгізу, бұл кезде ортадан серпетін күш әсерінен сұйықтық түтікшенің қабырғасына соғылады және қабырға бойымен ағады, ал газ аппараттың кесігі бойынша таралады және шығарылады. Ағынды тангенциалды енгізуі бар сепаратордың сұлбасы 1.2 суретте келтірілген;
б) шағылдырғыштық жабдық (тікбұрышты немесе дөңгелек пішіндегі, жартылай сфералы пластиналар), сепаратордың кірісінде орнатылады, сұлбасы 1.3 а және ә суреттерінде келтірілген;
в) көлденең сепараторлар кірісінде орнатылған кіріктірме циклон, сұлбасы 1.3 б суретте көрсетілген.
Сурет – Ағынды тангенциалды енгізуі бар гравитациялық сепаратор
а) ә) б)
мұнда а – дөңгелек; ә – жартылай дөңгелек; б – тікбұрышты пластиналар; 1 – шағылыстыратын жартылай сфера; 2 – орнатылған циклон.
1.3 Сурет – Басатын пластиналары бар көлденең сепаратор
2) Тұну секциясы. Бұл секцияда газ құрамынан сұйық тамшыларды бөлу жүргізіледі. Газды сепараторларда бұл секциядағы сұйықтық газдан гравитациялық күш әсерінен бөлінеді, ал газ түтік бойымен салыстырмалы аз жылдамдықпен қозғалады. Газды сепараторлардың кейбір конструкцияларында турбуленттікті төмендету үшін әртүрлі жабдықтар – пластиналар, цилиндрлік және жартылай цилиндрлік беттер қолданылады.
3) Сұйықтық жинау секциясы. Сепаратордағы температура және қысымда алдыңғы секцияларда құрамынан газ түгелге жуық шығарылған сұйықтықты жинауға арналған. Дегенмен сұйықтықта газдың біршама мөлшері болады. Газ және сұйық фазадағы жеңіл көмірсутектерді бөлуге арналған сепараторларда бұл секция көлемі газды көпіршіктің бетке шығуға және газды ағынға екінші ретті кіруге қажет уақыт ішінде сепарацияланған сұйықтықты ұстай алатындай таңдалынады.
4) Тамшытұту секциясы. Сепаратордан шығатын газдағы сұйықтық бөлшектерін ұстауға арналған. Әдетте секция керамикалық сақинадан, жалюзиден, сымнан торланған пакеттен және т.б. саптамалардан тұрады. Сұйықтық тамшыларының газдан бөлініп шығу тиімділігінің белгісі сұйықтықтың меншіктішығарылу мәні болып табылады, оның мәні 10...50 мг/м3 аралығында болуы тиіс.
Газды сепаратордағы саптамалардың жұмыс тиімділігі келесі факторларға байланысты: газ қозғалысының мүмкін жылдамдығы, газбен келіп түскен сұйықтық мөлшері, саптаманың көлденең қима ауданы арқылы біркелкі жүктемесі.
Сепаратор конструкциясында жоғарыда аталған секциялардың функциясынан тыс зиянды газдысұйық ағынның пульсациясының газдың сепарациясына әсерін төмендететін элементтері болуы тиіс.
Кеңістікте тұратын орнына және геометриялық формасына қарай газды сепараторлар тік, көлденең және сфералық болып бөлінеді.
Газды сфералық сепаратор біршама жақын мерзімде пайда болды. Бұл типті газды сепаратор конкуренттік негізде пайда болды, ол орта қысымды газдың ағынынан аз мөлшердегі сұйықтықты ұстауға арналған.
Тік газды сепараторлар ең жетілген әрі тиімді сепараторлар болып саналады. Сондықтан бұл типті газды сепараторлар тек газ ағынынан сұйықтықтың кепілді бөлінуін қажет ететін жағдайда ғана орнатылады. Сұйықтық бойынша аппараттың жүктемесі және оның өлшемі аз болған жағдайда да тік сепараторторды орнату тиімді болады, өйткені оны құруға және орнатуға кеткен шығын салыстырмалы түрде аз болады. Егер газ-сұйықтық қатынасы аз болса, яғни газ ағынында сұйықтық мөлшері көп болса, әрқашан тік сепараторларды орнату ұсынылады. Әтрүрлі типті сепараторлардың артықшылығы мен кемшілігі 1.1 кестеде келтірілген.
1.1 кесте – Әртүрлі типті сепараторлардың сипаттамасы
Сепараторлар түрі |
Артықшылығы |
Кемшілігі
|
Тік
|
Сұйықтық деңгейін басқарудың жеңілдігі Газ құрамынан үлкен көлемдегі құм мен шаңды толық ұстау Аппаратты тазартудың жеңілдігі Үлкен ауқымды сұйықтықты шоғырландыру қабілеттігі Сұйықтықтың аз булануы Орнатуға аз орын талап етуі |
Басқа сепараторлар түрлеріне қарағанда құнының қымбаттығы Тасымалдаудың қиындығы Сепаратордың биіктігі монтаж және эксплуатация кезінде көп қиындық туғызуы Көлденең сепаратормен бірдей өнімділік жағдайында аппараттың үлкен диаметрі
|
Сфералық |
Тік және көлденең сепараторға қарағанда құнының төмендігі Ықшамдылығы
|
Аз сепарациялық кеңістігі, сұйықтықты жинау сыйымдылығының аз өлшемдігі Сұйықтық деңгейін басқарудың қиындығы |
1.1 кестенің жалғасы
Көлденең
|
Тік сепараторға қарағанда құнының төмендігі Тасымалдаудың жеңілдігі Басқа сепараторларға қарағанда үлкен көлемді газды өңдеу мүмкіндігі Құбырға жалғау жеңілдігі Монтаждау және қызмет көрсетудің жеңілдігі Көлденең сепаратормен бірдей өнімділік жағдайында аппараттың кіші диаметрі |
Тік сепараторға қарағанда сұйықтық деңгейін басқарудың қиындығы Аппаратты құмнан, ластан, парафиннен тазалаудыңқиындығы Балшықтұндырғыштың және жақсы дренаждың болмауы Аппаратың үлкен ауданды алуы
|
Газды сепараторлар әсер ету күшіне қарай келесі топтарға бөлінеді:
1) Гравитациялық сепаратор. Мұнда фазалардың бөлінуі газдың қатты бөлшектерінің немесе газ сұйықтығының тығыздықтарының айырымы арқасында жүзеге асады. Бүл типті сепараторлар газ және мұнай жинау жүйесінде қолданылады.
Негізгі сепарациялық «жабдық» - түтіктің бос көлемі. Көп фазалы жүйенің жылдамдығының және ағынның турбуленттігінің кенеттен төмендеуі газдағы өлшенген бөлшектерді ұстауға ықпал жасайды. Гравитациялық сепарация тек газ ағынының төмен жылдамдықты қозғалысында ғана бөлшектердің тұнуының жоғарғы дәрежесін қамтамасыз ете алады.
Қай гравитациялық сепаратордың (тік немесе көлденең) тиімді екеніне сараптама жасайық.
а) ә)
а – ағын бағыты жоғарыдан төменге; ә – ағын бағыты төменнен жоғары.