4.4 Айырғыштарды газ және сұйық бойынша өткiзу қабiлетiне есептеу

4.4.1 Айырғыштардың жұмысына әсер ететiн факторлар

Кез-келген түрдегі айырғыштарды (коалесцирлеушi құрылғысы жоқ тiк айырғыштан басқасын) мұнай мен газ бойынша өткiзу қабiлетiне есептеу қиын ескерiлетiн факторларға байланысты бiршама қыйындау болып келедi.

Кез келген мұнайгаз айырғышының жұмысына келесi факторлар елеулі әсер етедi:

• Мұнайдың физика-химиялық қасиеттерi. Тығыздығы жоғары тұтқыр мұнайларда, тұрақты мұнай эмульсияларындағыдай газ көбiктерiнiң сұйықтан бөлiнуi және көтерiлуі өте баяу жүредi; мұндай айырғыштардың өткiзу қабiлетi өте төмен болады, ал сұйықпен бірге ілесіп кететін газ көбіктерінің мөлшері үлкен болады.

• Айырғыштағы мұнай деңгейiнiң көтерiлу жылдамдығы. Айырғышқа қосылған ұңғылардың өнiмдiлiгi қаншалықты жоғары болса, айырғыштағы сұйық деңгейiнiң көтерiлу жылдамдығы да соншалықты жоғары болады, ал бұл газ көбiктерiнiң бөлініп шығуы сұйықтың көтерiлу деңгейінен кейіндеп қалуына әкеледі және осыған байланысты олар мұнай ағынына iлесiп айырғыштан шығып кетеді. Өз кезегiнде газ фазасындағы мұнай тамшылары мұнай деңгейiне ере алмай, айырғыштан тысқары газбен ілесіп шығады, бұл өз кезегiнде айырудың сапасын төмендетедi.

• Айырғыштағы қысым және мұнайдың температурасы. Айырғыштағы қысым қаншалықты жоғары болса, газ тығыздығы соншалықты үлкен болады, ал бұл мұнайдағы газ көбiктерiнiң қалқып шығуын және газ ағынындағы мұнай тамшыларының құлау жылдамдығы азайтып, айырғыштың жұмысын нашарлатады. Айырғыштағы температураны ұлғайту мұнайдың тұтқырлығын төмендетедi, осының әсерінен мұнай мен газдың бөлiнуi жақсарады.

• Мұнайдың көбiк түзуге қабiлеттiгi және көбiктiң тұрақтылығы. Көбiк түзушi мұнайлар өте киын айырылады және қазiргi кезде айырғышта тұрақты көбiктердi түзетiн тиімді құралдар жоқ.

• Ішкi құрылғысының құрылымдық элементтерi. Жоғарыда айтылғандай, олар әр түрлi болады және айыру процесiнде маңызды роль атқарады.

• Мұнайдың сулануы. Мұнайдың құрамында судың болуы тұрақты эмульсиялардың түзiлуiне әкелiп соғады.

Сонымен, айырғыштың өткiзгiштiк қабiлетiне ескерiлуi және реттелуi қиын көптеген жағдайлар әсер етедi. Айырғыштың жекелеген конструктивті элементтерiн (жалюздердi, ортадан тепкiш эффектісі және т.б.) есептеудiң әдістемесі бар. Газ және сұйық бойынша айырғыштардың өткiзгiштiк қабiлетiн есептеудiң негiзгi әдістемелерін қарастырайық.

4.5 Тік гравитациялық айырғышты газ бойынша өткізу қабілетіне есептеу

Гравитациялық режимде жұмыс жасайтын айырғыштарда газ ағынынан сұйық тамшыларының шөгуі ауырлық күші әсерінен болады. Сұйық тамшыларынан және қатты қоспалардан газды жоғары дәрежеде тазалау үшін айырғыштағы газ ағыны қозғалысының есептік жылдамдығы газ ағынында ауырлық күші әсерінен қозғалатын сұйық және қатты қоспалардың шөгу жылдамдығынан аз болуы керек, немесе:

w _г<w, (4.1)

мұнда: w_г -айырудың берілген термодинамикалық жағдайындағы қондырғыдағы шығатын газ ағысының жылдамдығы, м/с;

w- газ ағысындағы сұық тамшыларының немесе қатты бөлшектердің шөгу жылдамдығы, м/с;

Айырудың қысымы мен температурасын ескере отырып тік айырғыштағы шығатын газ ағысының жылдамдығын- w_г , газдың көлемдік шығынының шамасын және қондырғының диаметрін біле отырып есептеп шығаруға болады:

(4.2)

мұнда: V₀ -қалыпты жағдайдағы (P₀=0,1013МПа және T₀=273К) газдың көлемдік шығыны, м³/тәу;

F=D²/4 - айырғыш қимасының ауданы, м²;

D -айырғыштың диамерті, м;

P -айыру қысымы, МПа;

T -айыру температурасы, К;

z -реалды газ қасиетінің идеал газ қасиетінен ауытқуын ескеретін жоғары сығымдылық коэффициенті;

86400 -тәуліктегі секунд саны.

(4.2) формулаға сандық өзгертулер жасап келесіні жазуға болады:

(4.3)

Газ ағысындағы сұйық тамшыларының (қатты бөлшектердің) шөгу жылдамдығын есептеу кезінде келесі шарттар қабылданады:

1) бөлшектің пішіні шар тәрізді;

2) газ қозғалысы қалыптасқан, яғни айырғыштың кез-келген

нүктесіндегі шығатын газ ағынының жылдамдығы тұрақты;

3) газ ағысындағы бөлшектер қозғалысы еркін, яғни олар бір-бірімен

соқтығыспайды.

Жоғарыда айтылғандарға байланысты шар пішінді бөлшектердің шөгу жылдамдығын Стокс формуласымен анықтаймыз:

(4.4)

мұнда: w -газ ағысындағы бөлшектердің шөгу жылдамдығы, м/с;

d -бөлшектердің есептік диаметрі, м;

_с және _г -айыру қысымы мен температурасындағы сұйықтың және газдың тығыздықтары, кг/м³;

g -еркін түсу үдеуі, м²/с;

_г -айыру қысымы мен температурасындағы газдың динамикалық тұтқырлығы, Пас.

Кейбір жағдайларда газдың кинематикалық тұтқырлығын қолдану қажет, сонда (4.4) формуланы мына түрде жазамыз:

(4.5)

мұнда: v _г - айыру қысымы мен температурасындағы газдың кинематикалық тұтқырлығы, м²/с.

Тәжірибелік есептеулерде келесі қабылданады:

w=1,2w_г, (4.6)

(4.6)-шы формулаға (4.3) және (4.5)-ші формуладағы мәндерді қойып келесіні аламыз:

(4.7)

немесе сандық өзгертулер жасап келесіні аламыз:

(4.8)

Осы формуланы қолдана отырып газдысұйық қоспасының барлық сұйық және қатты бөлшектері қондырғының жинау бөлімінде шөгеді деген кепілдікпен газ бойынша өткізу қабілетін анықтау есебін жүргізуге болады.