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擋板型 - 擋板或折板式分離器由很多擋板構(gòu)成,流體在分離器內(nèi)多次改變流動方向,由于懸浮的水滴有較大的質(zhì)量和慣性,當(dāng)遇到擋板流動方向改變時,干蒸汽可以繞過擋板繼續(xù)向前,而水滴就會積聚在擋板上,汽水分離器有很大的通流面積,減少了水滴的動能,大部分都會凝聚,最后落到分離器的底部,通過疏水閥排出。

汽旋型 - 汽旋或離心型分離器使用了一連串肋片以便產(chǎn)生高速氣旋,在分離器內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)流動的蒸汽。

吸附型 - 吸附型分離器內(nèi)部的蒸汽通道上有一個阻礙物,一般是一個金屬網(wǎng)墊,懸浮的水滴遇到它后被吸附,水滴大到一定程度后,由于重力作用落到分離器底部。結(jié)合汽旋和吸附兩種形式的分離器也很常見,由于結(jié)合了這兩種方法整個分離效率會有所提高。

擋板式、汽旋式和吸附式分離器的主要不同是,擋板式分離器在較大的流速范圍內(nèi)可以保持很高的分離效率,而汽旋式和吸附式分離器的分離效率只有在蒸汽速度13m/s以下才能達(dá)到98%,否則效率會很低,蒸汽速度為25m/s時,其分離效率大概僅為50%。

研究表明,擋板式分離器在10m/s 到30m/s的流速之間分離效率可接近100%,所以說如果有較大的速度波動,擋板式分離器用于蒸汽系統(tǒng)更為合適,況且如果管道選小,濕蒸汽的速度可超過30m/s。解決這一問題的方法之一是增大汽水分離器的口徑以及分離器上游管道口徑,以減小進(jìn)入汽水分離器的蒸汽流速。

即使最好的保溫也不可能完全消除熱量損失,一般保溫效率為90%。使用專門為特殊的分離器設(shè)計的保溫套非常重要,否則保溫效率將下降。保溫良好的分離器也會減少入被燙傷的危險。

汽水分離器的研究現(xiàn)狀

在油田注采流程中,為獲得高干度的蒸汽,一般采用立式圓柱形汽水分離裝置和球形汽水分離裝置。立式圓柱形汽水分離裝置制造工藝雖較簡單,但所獲得的蒸汽干度僅可達(dá)到93%,且使用時由于蒸汽高速流動與殼體發(fā)生共振,使現(xiàn)場噪音很大。球形汽水分離裝置是在一球形殼體內(nèi)安裝多個旋風(fēng)分離裝置作為一級汽水分離裝置,旋風(fēng)分離裝置通過蒸汽入口與殼體外的蒸汽管線相接,在分離裝置上部蒸汽出口處設(shè)置波形板分離裝置作為二級汽水分離裝置。球形汽水分離裝置可將蒸汽干度提高到95%以上,滿足油田熱采注汽要求,同時較好地解決了分離裝置的噪聲問題。

球形汽水分離器的工作原理

球形汽水分離器主要工作原理為旋風(fēng)分離。

蒸汽由進(jìn)氣管進(jìn)入旋流筒時,氣流將由直線運(yùn)動變?yōu)閳A周運(yùn)動,旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分沿筒壁自圓筒體呈螺旋形向下,朝錐體流動,此為外旋流。蒸汽在旋轉(zhuǎn)的過程中產(chǎn)生離心力,將密度較大的液滴甩向筒壁,液滴一旦與筒壁接觸,便失去慣性力而靠入口速度的動量和向下的重力沿壁面下落,進(jìn)入底流口。旋轉(zhuǎn)下降的外旋氣流在到達(dá)錐體時,因圓錐形的收縮結(jié)構(gòu)而向旋流筒中心靠攏。根據(jù)"旋轉(zhuǎn)距"不變原理,其切向速度不斷提高。當(dāng)氣流到達(dá)錐體下端某一位置時,即以同樣的旋轉(zhuǎn)方向從旋流筒中部由下反轉(zhuǎn)向上,繼續(xù)做螺旋形運(yùn)動,形成內(nèi)旋氣流。干度較高的蒸汽就由溢流口排出旋流筒。