ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ СЕПАРАТОР

Полезная модель относится к области очистки газа от взвешенной в нем жидкости, в частности к сепарационным устройствам, и может быть использована для отделения жидкости из потока газа в газовой, нефтяной и химической промышленности.
Как известно, эффективность работы сепаратора зависит не только от скорости газового потока в нем, но и от установки внутри его различных по конструкции отбойных приспособлений или различного рода набивок, которые имеют большую поверхность для скопления и коагуляции мельчайших капелек жидкости [Подготовка природного газа к дальнему транспорту / материалы Всесоюзного совещания, состоявшегося в Краснодаре в сентябре 1966 г. - М.: ВНИИЭГазпром, 1967, 264 с., с. 99].
Наиболее близким по технической сущности является горизонтальный сепаратор, содержащий две цилиндрические емкости, соединенные между собой патрубками для слива жидкости, образующие единую конструкцию, верхняя емкость -сепарационная, нижняя емкость - емкость для слива жидкости, на торце сепарационной емкости размещен патрубок входа газа, противоположно патрубку входа газа на торце сепарационной емкости размещен люк, в верхней части сепарационной емкости размещен патрубок для выхода осушенного газа, в сепарационной емкости последовательно установлены жалюзийная решетка и тарелка, на которой размещены коалесцирующие элементы [RU 155707 U1, B01D 53/26 (2006.01), опубл. 20.10.2015].
Недостатком известного горизонтального сепаратора является недостаточная эффективность работы коалесцирующих элементов, обусловленная неравномерным распределением потоков газа, при уменьшенных габаритных размерах известного устройства.
Техническая проблема заключается в необходимости повышения эффективности работы коалесцирующих элементов при уменьшенных габаритных размерах устройства с сохранением требований к удобству технического обслуживания и ремонтопригодности сепаратора.
Технический результат создания полезной модели состоит в повышении эффективности работы коалесцирующих элементов, с обеспечением возможности технического обслуживания и ремонта сепаратора.
Технический результат достигается тем, что известный горизонтальный сепаратор содержит две цилиндрические емкости, соединенные между собой патрубками для слива жидкости, образующие единую конструкцию, верхняя емкость - сепарационная, нижняя емкость - емкость для слива жидкости, на торце сепарационной емкости размещен патрубок входа газа, противоположно патрубку входа газа на торце сепарационной емкости размещен люк, в верхней части сепарационной емкости размещен патрубок для выхода осушенного газа, в сепарационной емкости последовательно установлены жалюзийная решетка и тарелка, на которой размещены коалесцирующие элементы, новым является то, что введены отбойник и упор, которые размещены на внутренней верхней поверхности сепарационной емкости перед патрубком для выхода осушенного газа, и введены два кронштейна, которые размещены на внутренней боковой поверхности сепарационной емкости противоположно друг другу на одном уровне относительно горизонтальной плоскости сепарационной емкости, причем упор и кронштейны жестко закреплены внутри сепарационной емкости, а отбойник, расположенный под рабочим углом к горизонтальной плоскости сепарационной емкости и ориентированный к вертикальной оси патрубка для выхода осушенного газа, выполнен с возможностью съема и представляет собой цельную металлическую пластину в виде сегмента с отогнутой под углом нижней частью, в которой выполнены крепежные отверстия, при этом верхняя часть отбойника установлена на упоре, а нижняя часть закреплена к кронштейнам посредством крепежных соединений.
Существует вариант, в котором указанное крепежное соединение представляет собой болт и гайку.
Существует также вариант, в котором указанное крепежное соединение представляет собой установочный штифт с фиксатором.
На фиг. 1 схематично изображен горизонтальный сепаратор.
На фиг. 2 вид по А на фиг. 1.
На фиг. 3 разрез по Б-Б на фиг.1, показано крепление нижней части отбойника к кронштейнам.
Горизонтальный сепаратор (фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3) содержит две цилиндрические емкости: верхняя емкость - сепарационная 1, нижняя емкость - емкость для слива жидкости 2, соединенные между собой патрубками для слива жидкости 3 и 4. На торце сепарационной емкости 1 посередине размещен патрубок входа газа 5. Противоположно патрубку входа газа 5 на торце сепарационной емкости 1 посередине размещен люк 6. В верхней части сепарационной емкости 1 размещен патрубок для выхода осушенного газа 7. В сепарационной емкости 1 последовательно установлены жалюзийная решетка 8 и тарелка 9, на которой размещены симметрично горизонтальной оси сепарационной емкости 1 коалесцирующие элементы 10. На внутренней верхней поверхности сепарационной емкости 1 перед патрубком для выхода осушенного газа 7 размещен отбойник 11, расположенный под рабочим углом а к горизонтальной плоскости сепарационной емкости 1 и ориентированный к вертикальной оси патрубка для выхода осушенного газа. На внутренней верхней поверхности сепарационной емкости 1 приварен упор 12. На внутренней боковой поверхности сепарационной емкости 1 приварены два кронштейна 13 и 14, которые расположены противоположно друг другу на одном уровне относительно горизонтальной плоскости сепарационной емкости 1.
Отбойник 11 представляет собой цельную металлическую пластину в виде сегмента с отогнутой под углом β (не показано) нижней частью 15, причем угол β нижней части 15 обеспечивает рабочий угол α отбойника 11.
В нижней части 15 отбойника 11 выполнены крепежные отверстия (не показано). Верхняя часть 16 отбойника 11 установлена на упоре 12, а нижняя часть 15 закреплена к кронштейнам 13 и 14 посредством крепежных соединений 17 и 18 соответственно, например, с помощью болтов и гаек, или установочных штифтов с фиксатором (фиг. 2).
Упор 12 представляет собой цельную металлическую пластину в виде сегмента небольшой высоты.
Кронштейны 13 и 14 выполнены Г-образной формы в верхней части, которых выполнено отверстие для крепления с нижней частью 15 отбойника 11 посредством крепежных соединений 17 и 18 соответственно (фиг. 3).
Рабочий угол α к горизонтальной плоскости сепарационной емкости 1 определяют конструктивно, он зависит от заданных исходных требований к конструкции горизонтального сепаратора при условии обеспечения эффективной загрузки коалесцирующих элементов 10.
Общую высоту отбойника 11 определяют конструктивно при условии обеспечения преграды газовому потоку.
Высоту отогнутой нижней части 15 отбойника 11 определяют конструктивно достаточной только для закрепления крепежного соединения 17 или 18. Угол β отогнутой нижней части 15 отбойника 11 определяют в зависимости от необходимого рабочего угла α.
Высоту упора 12 выбирают из условия обеспечения надежной опоры верхней части 16 отбойника 11.
При установке верхней части 16 отбойника 11 на упор 12 и закрепления его нижней части 15 посредством крепежных соединений 17 и 18, например, болтами и гайками к кронштейнам 13 и 14 соответственно, образуется рабочий угол а к горизонтальной плоскости сепарационной емкости 1, при этом отогнутая нижняя часть 15 отбойника 11 параллельна горизонтальной плоскости сепарационной емкости 1. При установке отбойника 11 под рабочим углом α к горизонтальной плоскости сепарационной емкости 1, проекция его контура в плоскости перпендикулярной оси сепарационной емкости 1 повторяет форму внутренней поверхности сепарационной емкости 1.
Горизонтальный сепаратор работает следующим образом.
Сырой газ поступает на вход сепарационной емкости 1 и проходит через жалюзийную решетку 8, где происходит частичное осаждение капель жидкости. Отбившаяся жидкость сливается в емкость для слива жидкости 2 через патрубок для слива жидкости 3. Далее газ идет через коалесцирующие элементы 10, где происходит укрупнение и отделение от газа мелкодисперсных капелек жидкости и их слив к тарелке 9. Жидкость с тарелки 9 сливается через патрубок для слива жидкости 4 в емкость для слива жидкости 2. Затем поток газа, выходящего с ближайших к патрубку для выхода осушенного газа 7 коалесцирующих элементов 10, сталкивается с поверхностью отбойника 11 и отклоняется, изменяя свое направление. Изменение газового потока обеспечивает более равномерное распределение потоков газа по сечению аппарата, при этом коалесцирующие элементы 10 работают все, а не только расположенные ближе к патрубку для выхода осушенного газа 7. Далее осушенный газ выходит из сепаратора через патрубок для выхода осушенного газа 7 в газопровод. Таким образом, происходит улучшение работы сепаратора за счет эффективной организации потока газа внутри аппарата.
Техническое обслуживание и ремонт сепаратора производят в сроки, предусмотренные графиком, составленным эксплуатирующим и обслуживающим предприятием. Техническое обслуживание заключается в периодической очистке коалесцирующих элементов 10 и одновременной очистке внутренней полости сепаратора от механических примесей, а также своевременном удалении жидкости.
При запуске сепаратора в работу эксплуатирующий персонал заносит в журнал значение перепада давления на чистых коалесцирующих элементах 10, от которого производят отсчет степени их загрязнения. Перепад давления на сепараторе выше допустимого показывает, что коалесцирующие элементы 10 загрязнены, необходимо их снять и очистить, либо заменить. При максимальной производительности и давлении значение перепада максимальное, при минимальной производительности и давлении - минимальное. Это необходимо учитывать при определении степени загрязнения коалесцирующих элементов 10.
Для обеспечения технического обслуживания и ремонта в конструкции сепаратора предусмотрен люк 6, который размещен противоположно патрубку входа газа 5 на торце сепарационной емкости 1. При извлечении из сепарационной емкости 1 коалесцирующих элементов 10, необходимо демонтировать отбойник 11, для чего нужно снять крепежные соединения 17 и 18, например, отвинтить гайки и снять болты в местах крепления с кронштейнами 13 и 14 соответственно и извлечь отбойник 11 через люк 6.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет повысить эффективность работы коалесцирующих элементов за счет равномерного распределения потока газа по сечению аппарата, а значит, равномерно загружаются коалесцирующие элементы, при этом конструкция горизонтального сепаратора позволяет обеспечить техническое обслуживание и ремонт.