進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來，油田地面分離技術(shù)進(jìn)入重大技術(shù)發(fā)展時(shí)期。這類設(shè)備主要以靜態(tài)旋流油水分離器和動(dòng)態(tài)旋流油水分離器為典型代表，因其體積小、處理時(shí)間短，因而日益引起石油工程技術(shù)界的廣泛關(guān)注。一方面各石油生產(chǎn)廠商競(jìng)相在工程中采用該技術(shù)，另一方面有關(guān)科研部門也在致力于這一技術(shù)的開發(fā)研究。十多年來的科學(xué)研究及工程實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，旋流分離技術(shù)作為一種高效分離技術(shù)，由于其突出的優(yōu)勢(shì)，適用場(chǎng)合并不僅僅局限于污水除油處理方面，如同重力分離技術(shù)一樣，在原油脫氣、脫水、除砂、除顆粒以及氣體、原油、污水凈化和污泥脫水等方面都存在著技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的可行性和工程應(yīng)用的廣闊前景。旋流油水分離器廣泛適用于原油脫水，含油污水處理，亦可用于化工、機(jī)械、煉油、輪船、海洋平臺(tái)及環(huán)保行業(yè)的含有污水處理和存在比正差的液液分離場(chǎng)合，高濃度時(shí)可二級(jí)串聯(lián)使用。
新疆油田旋流油水分離器靠?jī)煞N不相溶液體的比重差，主要用于去除水中90%以上的非乳化油。旋流油水分離器的關(guān)鍵部件旋流管由分配口、旋流腔、收縮腔、尾錐、尾管、底流口、溢流口等部分組成。油水混合液由旋流腔上的分配口進(jìn)入旋流管，在一定的壓差條件下，形成螺旋流動(dòng)。經(jīng)收縮腔、尾錐兩級(jí)收縮，使流體增速并在旋流管內(nèi)形成一個(gè)穩(wěn)定的離心力場(chǎng)。根據(jù)斯托克斯(stokes)定律，油水混合液中重相水在強(qiáng)大離心力作用下被拋向旋流管內(nèi)壁呈螺旋態(tài)從底流口排出，輕相油則向旋流管的中心聚集形成油芯，從溢流口排出，實(shí)現(xiàn)油水分離。該離心場(chǎng)產(chǎn)生離心加速度為2000g，因此油水在幾秒內(nèi)可實(shí)現(xiàn)分離?？梢允謩?dòng)操作，也可以自動(dòng)控制。
新疆油田旋流油水分離器的原理及結(jié)構(gòu)介紹
新疆油田旋流油水分離器是一種應(yīng)用非常廣泛的非均相混合物分離設(shè)備。旋流油水分離器工作的基本原理是將具有一定密度差的液—液、液—固、液—氣、氣—固等兩相或多相混合物以一定的壓力(或初速度)。
含油污水沿切線方向進(jìn)入圓筒渦旋段后形成旋流，進(jìn)入縮徑段后由于截面的改變，使流速增大形成螺旋流態(tài)，由于油和水的密度差，水附著于旋流管壁而油滴向中心移動(dòng)。流體進(jìn)入細(xì)錐段后，截面不斷縮小，流速繼續(xù)增加，離心力也隨著增大，小油滴被擠入錐管中心聚合形成油心，在凈化水沿著旋流管壁呈螺旋線向前流動(dòng)的同時(shí)，低壓區(qū)的油芯向后流動(dòng)并從溢流口排出，而凈化水則由集水腔流出，從而完成了油水分離。
影響旋流油水分離器性能的因素
影響旋流油水分離器工作的因素有許多，其中主要因素有：
油滴粒徑:油滴粒徑越大，旋流器的分離效率越高；對(duì)應(yīng)于某種旋流器有一臨界油滴粒徑，小于此粒徑的油滴基本上不能被分離。本設(shè)備油滴粒徑的臨界值為10μm。
溫度：液體溫度越高，液體的粘度也越低。旋流器的分離率在低粘度時(shí)升高，因此溫度與旋流器的分離效率成正比。
密度：旋流器的分離效率與油水密度差成正比。
化學(xué)藥劑：一般說來化學(xué)藥劑對(duì)旋流器的分離沒有直接的關(guān)系，但可以采用在旋流器的上游添加破乳化藥劑來增大油滴粒徑或消除乳化，提高旋流器的分離效率。
顆粒：小顆?？墒谷榛€(wěn)固從而降低旋流器的分離效率，砂粒在分離過程中隨出水被洗出。
新疆油田旋流油水分離器由入口段、收縮段、分離段、出口直管段四個(gè)回轉(zhuǎn)體按照順利連接。這四段又被稱為：渦旋腔室段、大錐端、小錐段、尾直管段。除油效果在原來的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高，進(jìn)水的壓力能夠盡可能轉(zhuǎn)化成離心力，提高油水分離效果。含油污水通過水入口進(jìn)入旋流式油水分離器，分配到容器內(nèi)的每個(gè)旋流子上，形成旋流，在離心力的作用下，實(shí)現(xiàn)油水分離，分離后的水從水口排出，油從油出口排出。
新疆油田旋流油水分離器增壓方式選型：
1)在相同操作參數(shù)情況下，采用離心泵增壓時(shí)，旋流管單管的分離效率明顯低于采用螺桿泵增壓時(shí)的分離效率，離心泵在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)油滴有嚴(yán)重的破壞現(xiàn)象是造成這一結(jié)果的主要原因。
2)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的過程中，建議選擇單螺桿泵或低速離心泵等低剪切泵作為理想的增壓方式。
新疆油田旋流油水分離器裝置操作說明
a、設(shè)備進(jìn)水端或供液泵前應(yīng)安裝20目管道過濾器；
b、設(shè)備的進(jìn)水管道中應(yīng)盡量避免使用節(jié)流閥，可考慮選用蝶閥或閘閥；
c、設(shè)備的出水和出油管道上應(yīng)考慮安裝節(jié)流閥，以保證靈敏的壓力、流量調(diào)整；
d、設(shè)備的排油管線通入常壓（或低壓）撇油罐，以保證低壓的油芯能有效地從水
中分離出來；
e、在設(shè)備的進(jìn)水端或進(jìn)水腔上應(yīng)設(shè)置法蘭連接型安全閥，安全閥的出口端應(yīng)與相應(yīng)的排泄管相連；
f、設(shè)備的進(jìn)、出水腔和出油腔所設(shè)計(jì)的排氣口應(yīng)與排污管連接，排放到的地方；
g、設(shè)備的進(jìn)水腔與出油腔之間設(shè)置反沖洗管線，作為備用管線，以便油孔阻塞時(shí)反沖。
h、因設(shè)備的處理量是個(gè)變量，當(dāng)調(diào)整出水端節(jié)流閥達(dá)不到出水水質(zhì)要求時(shí)，應(yīng)對(duì)泵的供給量作相應(yīng)調(diào)整，盡量保證排量穩(wěn)定；
i、在設(shè)備的進(jìn)、出水端管線上應(yīng)設(shè)置采樣口，以便于隨時(shí)對(duì)其處理前后的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)
控。
j、設(shè)備投入使用前，應(yīng)首先打開旋流器進(jìn)水蝶閥N1、排氣閥N4，待排污口N5出水3分鐘后，關(guān)閉排氣閥N4（說明設(shè)備已充滿水）。然后打開出水閥N2，再打開出油閥N3，并調(diào)節(jié)閥門N1和N2，使設(shè)備在滿足上述的進(jìn)水流量2m3/h、溢流率F=5%、壓差比C=1.5-2.0以及工作壓降0.2~0.4 Mpa的要求，設(shè)備進(jìn)入正常運(yùn)行。
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