魏佳超1 杨景臣2
1长庆油田分公司第十二采油厂 甘肃合水 745400 2长庆石油勘探局有限公司机械制造总厂 陕西西安 710201
摘要：社会的快速发展促使科技技术的进步，进入新时代，在新的发展契机中，不难发现面临的许多问题。这其中就有关键的环保问题。随着社会环保意识的增强，环境保护问题越来越得到重视。在生产技术发展的过程中，如何对废弃物进行处理是生产部门关注的重点。伴生气旋流分离技术作为一种高效的分离技术，能够有效降低生产成本，在有效分离的同时，不会增加，反而会减轻工人的劳动强度，从而达到提高经济效益和社会效益的效果。本文基于新型高效气-液旋流分离技术，对伴生气旋流器主体机构和分离原理进行介绍，并对其现场应用进行分析。
关键词：伴生气；旋流分离；要点
引言：自工业革命和改革开放以来。我国的工业生产得到极大的发展，在发展的同时，也面临着许多需要解决的问题。生产过程中涉及到的环保问题是阻碍生产效率与质量的因素之一。因此，采用何种技术来减少环境污染是生产企业首要关注的方面。在企业的生产中，不可避免地会涉及到混合介质的分离处理。如在油田开采中的除水、脱水和除油过程，就需要使用到一定的分离技术
一、伴生气旋流分离技术
本文中所指的伴生气旋流分离技术为新型高效气-液旋流分离技术。作为一种有效的分离技术，其实际的使用效果相较于其他的技术能够更好的完成分离步骤。自1886年第一台旋粉圆锥形旋风分离器问世以来，旋流分离技术已经广泛应用至各领域中，并获得了相当的效果。水力旋流器作为一种可以实现快速分离的离心式分离设备，能够以设备体积小、分离效果好、使用寿命长、操作方便等特点获得较好的分离效果，并且不会造成二次污染。无论是在石油和化工中，还是在海洋工程等领域，都能够得到有效的应用。将水力旋流器与其他旋流技术结合起来能够得到更好的效果。气-液旋流分离技术就是一种效果极好的分离技术，气-液旋流分离器主要去除液体介质中存在的少量气体，也可以去除污水中的少量液体。
气-液旋流分离器的主要由入液口、集液腔、出液口和出气口等部分组成[1]。伴生气旋流分离技术所设计的分离装置是容器式结构。主要的分离原理是使用有密度差的两相介质在旋流腔内受到离心力的作用，进而产生分离效果。在主要的参数中，涉及到分流比与分离效率、速度与滑动比、干度与密度、空泡率和容积含气率。气液分离效率一般使用质量效率进行评定。气液速度指的是气液两相在分别所占的管道截面上的平均速度，即管道内气液分别的容积量和分别所占截面的比值气液两相速度一般情况下不会相等，故为了表示两者之间的差别，把气相和液相表观速度的比值叫做滑动比。表观速度指的是气或液在整个管道截面中单独流动的速度，故其数值一般要小于相应各相的速度。干度指的是质量含气率，即流过某一截面的气相质量流量和流过该截面的气液混合物总质量流量之比。密度主要分为两种，即真实密度和流动密度。真实密度指的是管道内某一微元段内气液混合物的质量和其容积之比。流动密度指的是流过某一截面的两相混合物的质量流量和容积流量之比。空泡率指的是空泡份额，即任意流通截面上两相混合物中气相所占的截面和总截面的比值。容积含气率指的是流过某一截面时，气相容积流量和流过截面的气液混合物总容积的流量之比。
二、伴生气旋流分离器的结构设计原理
伴生气旋流分离器的结构设计原理主要包括以下几个方面，即初步的分离、二次旋流分离、丝网捕、自冷管分离区和自动工艺[2]。
初步的分离指的是在所有的设备准备齐全下，在离心力和总理的共同作用下，对液体进行游离，并将较大的液滴甩向旋流器的内壁。液滴在旋流壁内滑下，使液珠凝聚凝结，从而沿着内壁流入储液区，以此完成气液的初步分离。在此步骤中必须做到严格进行，避免影响到后续的步骤；二次旋流分离指的是在经过初步分离后，气液混合物会从上至下进入到由螺道组成的旋流器中，在此进行二次分离。分离中，气体会在螺道的流通面积中进行高速旋转，同时在强大的离心力场的作用中，气体带着的微小液滴会被甩向螺道旋流器内壁中。需要注意的是，因为螺道的外圆和外管的内壁之间存在着间隙，需要在螺道旋流器外管内壁的附近气体做向下的剪切流动，以此完成气体和液体的有效二次分离。气体在此基础上再从下至上进行180度的旋转，进入旋流器的内管，随之进入下一环节，即丝网捕雾；在丝网捕雾中，分离器的上部会装置合适厚度和直径的不锈钢丝网除雾器，利用其来对气体中的微量液雾进行去除。在完成除雾后，分离的气体会进入至下一环节中，即自冷管分离区；自冷管分离区中，由上层除雾环节结束后的气体会经过自冷管的冷却，在重力的作用下进入液腔。除此之外，在伴生气旋流分离技术中，还会配套自动工艺，即当液体达到一定的液位时，会触动相应的敏感件，在电流的信号放大作用下，会指令打开出口件，通过液体的重力来将液体进行排出。大如果液体低至规定的液位时，指令信号促使出口件关闭。排出的液体会通过自动信号被重新泵入相应的位置。
三、实际的应用
（一）结构优化
在以往的应用中，为了防止管线在冬天出现冻裂，会需要每天在天然气除油器出口管线中加入甲醇，但管线中还是需要进行经常性的放空。另外，因为很多厂的加热炉没有自动熄火保护装置，火嘴熄火之后会存在着相当的安全隐患。因此，必须对其进行改造。
如对其进行结构优化，在机构优化中，伴生气系统除油和脱水工艺形成了自动、密闭、高效的循环结构，在这样的优化下，不需要加入甲醇，加热炉也不会出现熄火的情况，以此达到相当的安全效果。
（二）提高工作人员的专业技术
伴生气旋流分离技术能否在实际应用中发挥最大限度的效果，除了技术上的保证外，还与技术操作人员的专业能力有关[3]。
如对技术人员进行有关知识的培训，包括旋流器知识竞赛、实操竞赛、模拟竞赛等，针对以往的操作实例进行分析，通过讨论案例中存在的不足，研究出最佳的操作方案。还可以定时邀请专业的技术专家召开讲座，通过对专业技术的讲解来提高操作人员的专业能力。
（三）优化参数设计
在以往实际的技术应用中，对于参数的设计部分，虽然在整体上没有出现问题，但是从设计质量和效率上看，还存在着许多不足，需要不断去优化参数设计从而提高设计精确度，为后续的操作打好基础。
如在分流比的参数设计时，应根据实际情况进行调整，避免变动造成后续操作上的问题。在优化参数化上，可以将辅助的计算引入其中。如在进行水力速度与滑动比计算时，使用普通表格以及其他软件进行有针对性的编辑，同时制作计算表格，以此通过更好的参数设计来帮助旋流分离器进行设计。
总结：随着社会对环境保护的重视，企业生产逐渐将绿色环保作为生产原则。为了提高分离效果，有效保护环境，需要分析和研究出一项合适的分离技术。伴生气旋流分离技术就是一种有效的技术，需要不断对其进行有效的分析和使用。
参考文献：
[1]李科研,刘峰,王洋.海上油田返排液油水高效分离技术研究应用[J].化工管理,2021(12):197-198.
[2]张军,钟兴福,林黎明,蒋勇.管道式分离技术及其在油气行业混合介质分离中的应用[J].环境工程学报,2021,15(03):782-790.
[3]蔡禄,孙治谦,朱丽云,王旱祥,王振波.气液旋流分离技术应用研究进展[J].石油机械,2021,49(01):102-109.