北京旋流油水分离器

一、北京旋流油水分离器概述

        北京旋流油水分离器器进入20世纪80年代以来，油田地面分离技术进入重大技术发展时期。这类设备主要以静态旋流油水分离器和动态旋流油水分离器为典型代表，因其体积小、处理时间短，因而日益引起国际石油工程技术界的广泛关注。一方面各石油生产厂商竞相在工程中采用该技术，另一方面有关科研部门也在致力于这一技术的开发研究。十多年来的科学研究及工程实际应用结果表明，旋流分离技术作为一种高效分离技术，由于其突出的优势，适用场合并不仅仅局限于污水除油处理方面，如同重力分离技术一样，在原油脱气、脱水、除砂、除颗粒以及气体、原油、污水净化和污泥脱水等方面都存在着技术经济上的可行性和工程应用的广阔前景。旋流油水分离器广泛适用于原油脱水，含油污水处理，亦可用于化工、机械、炼油、轮船、海洋平台及环保行业的含有污水处理和存在比正差的液液分离场合，高浓度时可二级串联使用。

二、北京旋流油水分离器工作原理

         北京旋流油水分离器器是一种应用非常广泛的非均相混合物分离设备。旋流油水分离器工作的基本原理是将具有一定密度差的液—液、液—固、液—气、气—固等两相或多相混合物以一定的压力(或初速度)有切向进料口进入旋流油水分离器内部，流体的压力能转为流体的动能在旋流器内部做高速的旋转运动，流体在运动过程中产生很强的离心力场，使混合物中密度(或直径)较大的组分(粗相)在离心力的作用下，在旋转运动的同时向下、向外运动，Zui终形成外旋流以底流的形式从底流口排出;而密度(或直径)较小的组分(轻相)在旋转运动的同时向内、向上运移，Zui终形成内旋流以溢流的形式经溢流口排出，从而完成分离任务。

含油污水沿切线方向进入圆筒涡旋段后形成旋流，进入缩径段后由于截面的改变，使流速增大形成螺旋流态，由于油和水的密度差，水附着于旋流管壁而油滴向中心移动。流体进入细锥段后，截面不断缩小，流速继续增加，离心力也随着增大，小油滴被挤入锥管中心聚合形成油心，在净化水沿着旋流管壁呈螺旋线向前流动的同时，低压区的油芯向后流动并从溢流口排出，而净化水则由集水腔流出，从而完成了油水分离。

旋流油水分离器靠两种不相溶液体的比重差，主要用于去除水中80%以上的非乳化油。旋流油水分离器的关鍵部件旋流管由分配口、旋流腔、收缩腔、尾锥、尾管、底流口、溢流口等部分组成。油水混合液由旋流腔上的分配口进入旋流管，在一定的压差条件下，形成螺旋流动。经收缩腔、尾锥两级收缩，使流体增速并在旋流管内形成一个稳定的离心力场。根据斯托克斯(stokes)定律，油水混合液中重相水在强大离心力作用下被抛向旋流管内壁呈螺旋态从底流口排出，轻相油则向旋流管的中心聚集形成油芯，从溢流口排出，实现油水分离。该离心场产生离心加速度为2000g，因此油水在几秒内可实现分离。可以手动操作，也可以自动控制。

除油效果在原来的基础上进一步提高，进水的压力能够尽可能转化成离心力，提高油水分离效果。含油污水通过水入口进入旋流式油水分离器，分配到容器内的每个旋流子上，形成旋流，在离心力的作用下，实现油水分离，分离后的水从水口排出，油从油出口排出。

三、北京旋流油水分离器优点

与其他现有净化技术相比，旋流式油水分离器具有以下特点：

a、占地面积小。

b、重量轻 。不到常规设备重量的1/5。

c、分离效率高。一般达到85%，Zui高95~99%

d、可靠性高。无运动部件；维护简便。

e、流量调节范围宽。

f、安装方向不受限制。

g、工艺流程简单。可取消大量的管线和昂贵的沉降装置。

四、北京旋流油水分离器技术参数

1、处理介质：     含油污水（油品一般为柴油、汽油、喷气燃料）

2、设计压力：     1.0MPa

3、工作压力：     ≤0.6MPa

    4、工作温度：     4℃～40℃

5、进水/出水压降： ～0.35MPa

6、进水/排油压降： ～0.45MPa

五、北京旋流油水分离器设备的安装、调试、操作

a、设备进水端或供液泵前应安装20目管道过滤器；

b、设备的进水管道中应尽量避免使用节流阀，可考虑选用蝶阀或闸阀；

c、设备的出水和出油管道上应考虑安装节流阀，以保证灵敏的压力、流量调整；

d、设备的排油管线通入常压（或低压）撇油罐，以保证低压的油芯能有效地从水

中分离出来；

e、在设备的进水端或进水腔上应设置法兰连接型安全阀，安全阀的出口端应与相应的排泄管相连；

f、设备的进、出水腔和出油腔所设计的排气口应与排污管连接，排放到指定的地方；

g、设备的进水腔与出油腔之间设置反冲洗管线，作为备用管线，以便油孔阻塞时反冲。

h、因设备的处理量是个变量，当调整出水端节流阀达不到出水水质要求时，应对泵的供给量作相应调整，尽量保证排量稳定；

i、在设备的进、出水端管线上应设置采样口，以便于随时对其处理前后的水质进行监  

控。

j、设备投入使用前，应首先打开旋流器进水蝶阀N1、排气阀N4，待排污口N5出水3分钟后，关闭排气阀N4（说明设备已充满水）。然后打开出水阀N2，再打开出油阀N3，并调节阀门N1和N2，使设备在满足上述的进水流量2m3/h、溢流率F=5%、压差比C=1.5-2.0以及工作压降0.2~0.4 Mpa的要求，设备进入正常运行。

六：北京旋流油水分离器在原油处理中的意义及使用价值

尽管旋流油水分离器有一定的缺点，其应用也受到某些条件的限制，但它仍不失为一种非常理想的分离设备。由于旋流油水分离器所具有的明显优势，其应用领域已从采矿工业发展到海上及陆上石油工业。中国石油天然气总公司(现中国石油天然气股份有限公司)曾将旋流分离技术的研究列为“九五”重点攻关项目，相应地也取得了一些可喜的研究成果。

目前，采用水力旋流技术分离油井产出液中细颗粒被认为是一种有效的方法。国内外学者目前所完成的工作，都是对旋流油水分离器分离理论及分离特性研究的有益探索，对本课题开展有很高的参考价值。

近年来，我国许多油田也在积极进行旋流油水分离器的应用试验研究，并已显示出良好的前景，油水分离用旋流油水分离器已应用于生产实际，并取得了良好的效果。旋流油水分离器功能多、结构简单、占地面积小、安装方便、运行费用低、使用方便灵活、工艺比较简单，特别是分离过程实现闭路循环，不产生二次污染。尤其是旋流油水分离器中高速离心力产生的加速度为重力加速度g的几百倍甚至上千倍，对于固-液旋流油水分离器来说可极大地改善处理效果，减少进入后续工艺中的细颗粒杂质含量，降低后续工艺的处理难度。开展细颗粒分离用固-液旋流油水分离器的研究，其目的就是要快速有效地完成污水中固体颗粒(尤其是细小颗粒)的处理，减少设备投资，减小占地面积，简化工艺流程，降低运行成本。因此细颗粒分离用固-液旋流油水分离器的研制将会促进产出液分离技术水平的进一步提高，对降低原油采出成本有着极其重要的意义。

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