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振輝牌——汽水分離器/計量裝置產(chǎn)品具體介紹
　　　  汽水分離器具有耐高溫、高壓、耐腐蝕、性能穩(wěn)定等特點,且型號齊全,品質(zhì)保證，專業(yè)生產(chǎn)汽水分離器滿足客戶實際需求。
        隨著我國稠油開采的不斷深入，用常規(guī)鍋爐（80%蒸汽干度）注蒸汽的方法已不能滿足稠油開采新技術(shù)日益發(fā)展的需要。根據(jù)國外最新研究成果顯示，稠油后期的高輪次開采注入95%以上干度的蒸汽可有效提高采收率。目前在用的注汽鍋爐，由于受其水處理設(shè)備技術(shù)的限制，其鍋爐出口最高額定蒸汽干度為80%，實際運行時僅為75%左右，滿足不了稠油蒸汽熱力開采，特別是“SAGD”重力泄油蒸汽輔助法的工藝條件。
　　　  提高注汽鍋爐的蒸汽干度，一種方法是將鍋爐給水進行除鹽處理，這將大大增加水處理設(shè)備的投資費用和運行費用，而且受地面條件所限，很難實現(xiàn)；同時還增加了控制系統(tǒng)運行管理的難度。
　　　  另一種方法是鍋爐及水處理設(shè)備基本保持不變，在鍋爐出口安裝一套汽水分離裝置，將汽和水分開，分離出的飽和水其熱量通過鍋爐給水預熱器回收，蒸汽則通過計算機進行流量計量、分配控制管理。連云港振輝公司研制的汽水分離器/計量裝置就是采取這種方法，并有效使其分離干度達到99%以上，滿足了高干度注汽的工藝技術(shù)條件。
主要技術(shù)參數(shù)：
　　　  1、設(shè)計壓力          18       MPa
　　　  2、工作壓力         3-17.2    Mpa
　　　  3、設(shè)計流量         ≤22.5    t/h
　　　  4、入口蒸汽干度      >70      %
　　　  5、出口蒸汽干度      >95      %
　　　  6、排水溫度          <60　    ℃
　　　  7、液位控制          全自動
基本工作原理和結(jié)構(gòu)：
　　　  由于兩相流體的分離過程相當復雜，往往是靠幾種分離作用的綜合效應(yīng)來實現(xiàn)的。我們是采取旋風分離方法，綜合了離心分離、重力分離及膜式分離作用來進行汽水分離的。
　　　  首先由鍋爐出口來的具有很大動能的汽水混合物沿切線方向引入旋風分離器的筒體，使其由直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾�轉(zhuǎn)運動，形成離心力（比重力大17.9～47.5倍），由于汽和水存在重度差，汽在旋風筒中螺旋上升,形成汽柱,而水則拋向筒壁并旋轉(zhuǎn)下降,在筒內(nèi)形成拋物面，還有少量水滴被汽流帶入旋風筒中部的汽空間，這些水滴在隨汽流螺旋上升的過程中，逐漸被推向壁面，當蒸汽通過旋風筒上部的百葉窗波形板頂帽時，又靠膜式分離使蒸汽進一步被分離，水則由下部經(jīng)環(huán)形縫中的導流葉片平穩(wěn)地導入水空間，為防止水流旋轉(zhuǎn)而引起水位偏斜，在筒體底部安裝一十字形擋板以消除筒內(nèi)水流的旋轉(zhuǎn)運動。
　　　  為進一步將蒸汽中的細小水滴分離出來，在蒸汽出口又安裝水平式百葉窗波形板分離器，經(jīng)設(shè)置在汽、水空間的引出管道連續(xù)不斷的將汽、水引出，最后達到將汽、水分離的目的。
　　　  汽水分離器系統(tǒng)能否穩(wěn)定運行的關(guān)鍵配件是液位調(diào)節(jié)閥及雙色液位計，為使其整體性能穩(wěn)定可靠，我們振輝公司選用了高性能的進口費希爾液位調(diào)節(jié)閥及國內(nèi)先進的高新技術(shù)產(chǎn)品B69-32-CF型磁浮液位計。
　　　  液位控制系統(tǒng)采用單回路比例調(diào)節(jié)滿足液位的調(diào)節(jié)質(zhì)量。調(diào)節(jié)過程是：首先由一次表（差壓變送器）將分離器內(nèi)液位轉(zhuǎn)換成標準的電信號4--20mmA，數(shù)學表達式：Io=4+Hx/H（20-4）送入調(diào)節(jié)器與給定信號進行比較，通過調(diào)節(jié)器的比例運算后，對應(yīng)一個輸出信號給調(diào)節(jié)閥，使閥處在某一個開度的位置上。當液位（Hx）發(fā)生變化時調(diào)節(jié)器又對應(yīng)一個輸出信號給調(diào)節(jié)閥，使閥處在另一個開度的位置上，流量的大小隨著調(diào)節(jié)閥的閥位不同，最終達到自動保持液位的穩(wěn)定。液位的變化通過液位計和二次儀表（調(diào)節(jié)器）直接和間接進行觀查。
　　　  我們選用的B69-32-CF型磁浮液位計是根據(jù)“阿基米德”原理研制的，即浮子排開液體的重量等于浮子的重量，使裝有永久磁鋼的浮子在被測介質(zhì)中，并隨液位的變化而上下移動。浮子內(nèi)磁鋼所在的位置（即液位的實際位置）通過磁力耦合系統(tǒng)被傳遞到顯示器的轉(zhuǎn)子上，液位上升時轉(zhuǎn)子顯示綠色，液位下降時轉(zhuǎn)子顯示紅色，根據(jù)轉(zhuǎn)子的紅綠位置從標尺上讀出液位的具體數(shù)值。
　　　  蒸汽計量監(jiān)測系統(tǒng)是通過計算機由中央管理級、現(xiàn)場控制級及通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的兩級集中監(jiān)控系統(tǒng)�，F(xiàn)場控制級設(shè)置觸摸屏顯示器，可進行現(xiàn)場調(diào)節(jié)操作，同時現(xiàn)場傳感器測量的標準信號通過A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號，實現(xiàn)對現(xiàn)場實時監(jiān)控，經(jīng)RS485總線進入計算機，達到人機界面友好，能夠滿足各種管理功能的需要。中央管理級選用工業(yè)控制計算機，確保工作的可靠性和抗干擾性，管理級負責整個系統(tǒng)監(jiān)測任務(wù)，可定時巡檢、存儲系統(tǒng)的運行參數(shù)；分析運行工況，發(fā)現(xiàn)異常情況進行報警；打印系統(tǒng)的運行報表及統(tǒng)計報表，便于用戶進行蒸汽計量管理；以曲線、圖像的方式顯示現(xiàn)場的運行工況，直觀、生動。
　　　  可根據(jù)用戶需要，測量總流量和各分路流量，目前我們是設(shè)置一個總流量，四個分流量共五個蒸汽計量流量計。為了保證測量精度，我們在蒸汽流量計算中，采取了如下補償措施：
　　　  1）對蒸汽密度進行了溫度、壓力的補償計算，并且在補償算法上采用了比通常采用的查表法精度更高的多項式曲線擬合的方法，特別是在高溫高壓段，采用了插值算法，提高了補償精度。
　　　  2）根據(jù)壓力的變化我們對流量系數(shù)α、壓縮系數(shù)ε隨壓力的變化進行了補償，提高了測量精度。
　　　  3）根據(jù)溫度的變化我們還對噴嘴口徑d隨溫度的變化也進行了補償，提高了測量精度。
　　　  從現(xiàn)場數(shù)據(jù)來看，采用了多種補償措施后總體上提高了測量精度，分配器總管蒸汽流量與出口各支管蒸汽流量之和誤差在2.2%左右，最大誤差3.2%。
主要測量點及精度見下表：
　　　  序號 測量點                  精 度
　　　  1 分離器出口流量總計量   5%
　　　  2 分離器出口壓力          1.5%
　　　  3 分離器出口溫度         1.5%
　　　  4 分離器液位         1.5%
　　　  5 分配器出口流量   1 5%
　　　  6 分配器出口流量   2 5%
　　　  7 分配器出口流量   3 5%
　　　  8 分配器出口流量   4 5%
　　　  9 分配器排污水流量 1.5%
　　　  10 分配器排污水溫度 1.5%
　　　  為了保證高壓汽水分離器裝置的正常工作，需要隨時掌握分離裝置中的冷凝水液位，我們通過安裝一套液位變送器，對分離裝置中水的液位進行調(diào)節(jié)監(jiān)控。
　　　  汽水分離器裝置分離出的飽和水具有很高的壓力和熱量，直接排放既不安全也浪費熱能，降低整個系統(tǒng)的熱效率。對此我們采取在注汽鍋爐水－水換熱器部位增加一套水換熱器，將分離出來的高溫飽和水先與鍋爐給水（20℃）進行換熱，將換熱后的給水進入鍋爐對流段，而將放熱后的污水（60℃左右）經(jīng)擴容罐降壓后排放到污水罐。
主要采取的技術(shù)措施：
　　　  汽水分離器設(shè)備應(yīng)用于注汽鍋爐雖然國內(nèi)外都已有先例，但由于種種原因 ，一直未能推廣應(yīng)用，主要問題是：分離效率低，分離干度只有90%左右，運行工況不穩(wěn)、參數(shù)不可調(diào)、噪音大、控制系統(tǒng)性能落后等缺陷，難以適應(yīng)各油田復雜的地質(zhì)條件，使設(shè)備沒有充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。針對這種情況，我們經(jīng)過廣泛調(diào)研，先后考察了遼河油田、哈爾濱鍋爐廠、哈爾濱工業(yè)大學、長春鍋爐儀表廠、大連理工大學、撫順發(fā)電廠等有關(guān)單位，在吸收各方面專家、教授建議的基礎(chǔ)上，在設(shè)計中采取了如下措施：
　　　  1、為盡量增大分離器的汽水空間降低噪聲，分離裝置形狀采用DN1800x60的球體。
　　　  2、為提高分離效率，在旋風分離器上部蒸汽出口處設(shè)置了二次分離元件——百葉窗分離器，可進一步分離蒸汽中的細小水滴。
　　　  3、筒體內(nèi)設(shè)置四個獨立的旋風分離器，可根據(jù)蒸汽壓力及流量來增減旋風分離器的開啟數(shù)量，達到在不同參數(shù)條件下均能高效率分離的效果。
　　　  4、為使進入每個旋風分離器的流量均勻，在筒體外設(shè)置了蒸汽分配器。
　　　  5、由于爐水未經(jīng)除鹽處理，其含鹽量相對較大，為防止分離出的爐水產(chǎn)生泡沫以影響分離效率，在爐水出口處設(shè)置了除沫排污裝置。
　　　  6、在旋風分離器入口處為防止汽、水流速不均勻而影響分離效果，設(shè)置了均汽孔板。
　　　  7、為使蒸汽取樣管取出的蒸汽含水量與蒸汽引出管中的含水量一致，參照GB10180-95《工業(yè)鍋爐熱工試驗規(guī)范》附錄B的有關(guān)規(guī)定設(shè)置了蒸汽取樣裝置。
　　　  8、蒸汽干度測量，采用鈉度計測量儀通過測量蒸汽中鈉離子含量來計算蒸汽的干度，保證在工作壓力范圍內(nèi)精確地測出干度值。
　　　  在制造汽水分離器/計量裝置過程中，我們還克服了球體成形、焊接、無損檢測、熱處理、組裝、調(diào)試等各個環(huán)節(jié)出現(xiàn)的技術(shù)難題。
　　　  我們研制的汽水分離器/計量裝置從2009年3月首臺制造成功以來，目前已有四套產(chǎn)品投入油田運行，正在我振輝公司生產(chǎn)的有三套。
　　　  汽水分離器/計量裝置經(jīng)過不斷修改設(shè)計使其逐步完善，經(jīng)現(xiàn)場運行考核證明該裝置在油田已具備適用范圍廣、運行平穩(wěn)可靠、分離效率高、計量準確、操作簡便、自動化程度高等特點。為使該產(chǎn)品在技術(shù)質(zhì)量上更加完善、提高，便于更好地滿足油田熱采工藝的要求。