重力式油水分离器连通管优化设计及模拟分析
油水分离器功能及管路布置设计
油水分离器功能及管路布置设计1.预处理：油水分离器可以对含油含水液体进行预处理，将较大颗粒的杂质过滤掉，以保护后续设备的正常运行。
2.油水分离：油水分离器采用重力分离原理，将液体中的油和水分离出来，使油浓度减少，水质达到一定标准。
3.回收油：分离出来的油可以被回收利用，减少资源浪费和环境污染。
4.净化水：分离出来的水经过处理达到一定标准，可以用于再生利用或者排放到环境中。
在设计油水分离器的管路布置时，需要考虑以下几个方面：1.进水口：进水口应位于液体的下部，使液体能够自然流入分离器内。
进水口的直径应适当，以保证能够容纳进水管道的流量，并且避免因进水速度过快而影响分离效果。
2.油口和水口：油和水分别从分离器的不同出口流出。
油口应设置在分离器的上部，以确保只有油能够流入该口；水口应设置在分离器的下部，以确保只有水能够流出该口。
油口和水口的直径需要根据流量大小来确定。
3.油水分离层：分离器内通常有一个油水分离层，它位于进水口下方，通过物理分离使油和水分层。
为了提高分离效果，可在分离层上方设置一层隔离板，以防止由于液体携带气泡等原因导致上下液体混合。
4.出口管道：油水分离器的出口管道应分别连接到油口和水口。
油口的管道可以通过泵等装置将分离出来的油吸出，而水口的管道可以直接排放或者再次进行处理。
5.气体排放：分离器内部可能会产生一定量的气体，需要设置相应的排气装置，将气体排放出去，以保证分离器的正常运行。
在进行油水分离器管路布置时，还需要考虑分离器的型号和尺寸、液体的流量和性质，以及系统的工作环境等因素。
通过合理设计管路布置，可以提高油水分离器的分离效果，减少能量消耗，并且确保设备的运行安全和稳定。
油—水分离水力旋流器的试验研究及数值模拟的开题报告
油—水分离水力旋流器的试验研究及数值模拟的开题报告题目：油-水分离水力旋流器的试验研究及数值模拟分析一、研究背景及意义随着石油、化工、食品等行业的发展，油-水混合物的分离和净化成为一个非常重要的问题。
传统的油-水分离方法包括重力沉降法、离心法、过滤法等，但存在着设备大、工艺复杂、能耗高等缺陷。
水力旋流器作为一种简单、高效、低成本的分离设备，在油-水分离领域应用广泛。
因此，对水力旋流器进行试验研究及数值模拟分析，对于优化分离效果、提高分离效率、降低成本具有非常重要的意义。
二、研究内容本课题拟通过实验和数值模拟两种方法，研究水力旋流器对油-水混合物的分离效果和机理。
具体研究内容如下：1. 设计制作水力旋流器，并进行流场测试和性能评价。
2. 通过实验研究，探究水力旋流器对不同比例的油-水混合物的分离效果，并分析影响分离效果的主要因素。
3. 基于CFD软件，建立水力旋流器的数值模型，模拟旋流器内部流场，并分析油-水分离机理。
4. 对实验结果和数值模拟结果进行对比分析，验证数值模拟方法的可靠性和准确性。
三、研究方法与技术路线1. 实验方法：设计制作水力旋流器，使用模拟油-水混合物进行实验，以分离效率、分离效果与水力旋流器结构和操作参数的关系为主要研究内容，通过数据处理和统计分析，得出实验结果。
2. 数值模拟方法：利用CFD软件对水力旋流器进行数值分析，建立三维数值模型，采用VOF（Volume of Fluid）方法模拟油-水分离，并对分离效果、分离机理等进行分析。
3. 技术路线：（1）设计制作水力旋流器；（2）进行流场测试和性能评价；（3）通过实验研究探究水力旋流器对油-水混合物的分离效果；（4）建立数值模型，开展CFD数值模拟并进行数值仿真；（5）对实验结果和数值模拟结果进行对比分析。
四、预期成果1. 设计制作出一种较为理想的水力旋流器。
2. 明确水力旋流器对油-水混合物的分离机理，探究主要影响因素。
油水分离器的优化设计
油 水 分 离器 的优 化 设 计
乔琳琳 。 叶玉玲
（ 青岛新天地环境保护有限责任公 司， 山东
摘
青岛
２ ６ ６ ０ ０ ０ ）
要： 针对 小车拆解生产线 中箱式油水分 离器的使 用情况 ， 从设备原 理入 手 ， 通过改进 内部 结构和增加 辅助功能 ， 对设
备 进 行 了优 化 升级 ， 使 油 水 分 离的 效 果 更 加 明显 ， 功 能 更 加 完善 ， 最 大程 度 的 满 足 使 用要 求从 而提 高 了生 产 效 率 ， 增强 了
的高 度 超 过集 油 区 的隔板 高度 时 ，油 就会 流 进 集 油 区 ，打 开 集油 区侧 壁 的球 阀就 可 以把 收集 起 来 的 废 油排 出 。不含 油 污 的水从 隔 板 的下方 流 到净 水 区 ， 再
经出水 口排除 ， 从而达到油水分离的效果。改进后 的 混 有 废 机油 、 废 清洗 液 的 油水 混 合 液 ， 不 能 直接 进 行 设 备 内部 还有 滤 框 、 吸油 毡 等 多重 分 离 过 滤 的部 件 ， 排放 ， 必须 先存 放在 洗 车污水 沉 淀池再 经 油水 分离 器 可 以使油 水 分离 的效果 更 明显 。 过 滤 达到 污水 排放标 准后 才 能排放 。 流 入 到生物 处理 进 水 口 集油区 油７ ｋ 混合物 系 统 的混 合 污 水 含 油 浓 度 ， 通常不能大 于 ３ ０ ｍ＃ Ｌ ～ ５ ０ ｍｒ ／ Ｌ ，否 则 就将 直 接影 响到 活性 污 泥 和生 物膜 的 正 常代 谢过 程 。按 照污 水排 放 要求 ， 各单 位 的含 油 废 口 水 都要 进 行 污水 处 理 ， 达 标 后 才 能排 放 ， 否 则 要 缴 纳 排 污费 【 １ ］ 。因此 ， 作 为含 油污 水 处理设 备 ， 油 水分 离 器 存在巨大的市场需求 ，进一步对设备更新升级是提 图 １ 油 水 分 离 器 原 理 图 高设 备 竞争 力 的必要 措 施 。
分离器油水界面测量优化设计
・156・工程技术分离器油水界面测量优化设计李廷江中国石油天然气第一建设有限公司河南洛阳471023摘要分离器是油田中心处理站的核心设备之一，其最主要的功能就是对井口来液进行油、气、水三相分离，其内部油水界面应该保持在合理的区间内，油水界面准确测量，对整个原油处理中心站来说具有重要意义。
本文根据我院承接设计的伊拉克某油田中心处理站中分离器混合腔油水界面测量实际情况,提出了优化的设计方案，供今后设计参考。
关键词分离器油水界面优化设计中图分类号:TE832文献标识码:B文章编号：1672-9323(2019)02-0156-02伊拉克某油田中心处理站整个原油脱水系统主要包括三级脱水设备:一级分离器、二级分离器及电脱水器。
其分离器的主要工艺为:当含水原油注入分离器后，由于密度不同，经过沉降，油相和水相逐步分离,逐渐形成一个油水界面，油层和水层分处两个不同的介质层。
生产工艺要求准确及时地测量油水界面的位置，以便分离后的生产水达到限定高度时及时开启阀门排水;同时在生产水排放过程中要实时监控界位的变化,当界位达到低限位时,及时关闭阀门,避免油品流失造成浪费和环境污染。
所以油水界面的准确测量直接影响整个原油处理系统的分离效果，对整个原油处理中心站来说具有重要意义。
1出现的问题该原油中心处理站投油稳定一段时间后,测量分离器油水界位的磁翻板中磁浮子一直处于磁翻板连通管上部工艺接口处，磁翻板一直显示满液位状态。
由于缺少就地磁翻板液位计的比对,现场无法准确实现射频导纳液位计的实物标定，导致控制室所接收到信号准确性无法判断。
2原因分析从分离器结构上看，为了便于在线维修，其采用侧装旁通管的方式进行油水界位的测量。
旁通管上法兰接管略低于可调溢液板最高点，保证上法兰接管一直处于混合腔油层范围内，旁通管下法兰接管离罐底200mm,保证下法兰处于水层范围内。
其测量简图见图1。
经分析，这种直接测量油水界位的测量方式，存在以下几点问题：2.1混合腔中实际油水之间没有明显的分界面在工艺模拟中，分离器中油水存在明显的分界面，通常仪表专业测量油水界位也是以此为理论基础,通过直接测量的方式确定油水界位。
重力油水分离器的关键技术及性能研究
施工技术256 2015年49期重力油水分离器的关键技术及性能研究徐振广中海油能源发展装备技术有限公司，天津 300452摘要：在油-水界面的最佳位置分离器，熔滴分离在油粘度中的位置是重要的参数，以确定的油-水界面的最佳位置，油厚度的含量出口增大，油滴分离的水层的效果最佳，分油器的恒定厚度，油的体积不变，油相需要更少的停留时间，更好的效率分裂，但需要留在水性变差相位相差的时候，没有内部组件存在分流强烈涡流流场，油水分离效果非常差，需要增加流量调节，所以操作人员一定控制好，以方便液滴融合。
关键词：油水分离器；关键技术；性能研究中图分类号：U664.9 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)49-0256-021 重力油水分离器的关键技术及性能研究1.1 计算模型几何模型所模拟的重力油水分离器总长为2000mm、内径376mm、混合液入口内径32mm，水出口和油出口内径均为20mm，分离器包括入口段、整流段、聚结段、重力沉降分离段和出口段5部分，其结构和主要尺寸如图1、2所示。
图1 重力油水分离器三维结构示意图图2 重力油水分离器尺寸简图1.2 网格划分应用软件的开局几何建模和网格划分，确保网络共享结构的六边形网格单元，入口和两个出口重力分离器减少至32mm至20mm×32毫米X20毫米方管的准确性。
建模时，使得其横截面视图和计划完成的油水分离的基础上，在网络中的情况下，完全静止的装置模拟的，然后模拟的影响下的油-水分离设备的性能。
作为用于模拟的初步努力进入的情况下的工具，主要是它模拟在振荡频率和油水分离器的振幅，和摆动点的正弦水平移动的影响的设备，按照图2中所示的尺寸，以制成若干轴线，并设置格间距轴向的方向，然后使网络在于组合网络已沿延伸轴线被划分。
最后，我们指定的进口，出口，墙壁，整流板和凝聚板块边界条件等地区，共1893496网格单元。
重力分离器网络完全分离，如图3所示。
重力式油水分离器内部流场仿真及实验研究
０ ２ ％和 ０ ６ ％ ， ．５ ．３ 从而说明改进 结构后重力油水分 离器分离效果 明显。
关键词 重力分 离器 中图法分类号
数值模拟
实验装置 Ｂ
油水分 离
Ｔ ６４ １ Ｅ２． ；
文献标志码
随着 油 田开 发 进 入 后 期 以 及 聚 合 物 驱 采 油 的
广泛 应用 ， 出原 油含 水 量 大 幅 上 升 的 同时含 水 原 采 油物 性也 变 得 更 为 复 杂 ， 成 油 水 分 离 愈 加 困 难 。 造 油水 分离 装 置 是 原 油 在线 含 水 分 析 实 验 的 重 要 装 置之 一 ， 油水 分 离 效 果 的 好 坏 ， 会 直接 影 响 到 原 将
目前实 现油 水 分 离 的方 法 主 要 有 重 力 分 离 和旋 流
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
混合 物在 一定 的压 力 和温 度 下 ， 当系统 处 于 平衡 时
就会形 成一定 比例 的 油 、 相 。当相 对 较 轻 的组 分 水
处于层 流状 态时 ， 重组 分 液 滴 根据 斯 托 克斯 公 式 较
的运动 规律沉 降 ， 重力 式 沉 降 分离 设 备 即 根据 这 一 基 本原 理进行 设计 。
（） ３
３
２
ｐｍ
Ｐ ＝∑
和速度 。
（） ４
１ 臻０
式 中 ， 、 Ｐ 和 分别 为 的 ｋ相 的 体 积 分数 、密 度 动 量方程 可 以通 过 对 所 有 相 各 自的 动 量 方 程
图 １ 含 水 率 为 ２ ％ 水 、 相 分 布 云 图 ０ 油
数值 计算 采用 混合模 型 。流场 的连续 方程 为
３ ３期
重力式气液分离器结构优化及分离性能数值模拟
０ 引言
际生产中估算气液分离器气液分离效率、优化气液分离器 结构尺寸提供理论依据ꎬ进而为提高泵效奠定理论基础ꎮ
在油田开发中ꎬ抽油泵抽油是目前国内外油田最主要 的生产方式ꎮ 随着油田开采的深入ꎬ我国部分油田已进入 中、高含气开采阶段ꎬ气相对油井的影响也日益明显ꎬ同时 有些油 田 采 用 注 入 二 氧 化 碳 等 气 驱 的 方 法 提 高 采 收 率[１] ꎬ使油气比较高ꎬ油气两相同时进泵ꎬ影响了抽油泵 的泵效ꎬ甚至气相含量较大时会产生“ 气锁” 现象[２] ꎬ严重 影响生产ꎮ
１ 重力式气液分离器的设计计算
气液分离器结构对气液分离效率的影响主要有以下 ２ 方面:１) 气液分离器的结构对流体的流动有控制作用ꎬ 可以令流体的流动状态发生改变ꎬ进而达到油气分离的目 的ꎮ 在气液分离器的外筒上开一些小孔ꎬ将流体的向上流 动转变成横向流动ꎮ 在流体进入分离器内部后ꎬ流体的流 动方向会继续发生改变ꎬ直到转变成向下流动ꎬ这些都是 影响气液分离效果的因素ꎮ ２) 气液分离器外筒上的小孔 会阻挡气 泡 的 运 动ꎬ 这 种 阻 挡 作 用 也 有 利 于 使 油 气 分 离[６] ꎮ
ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｇａｓ－ｌｉｑｕｉｄ ｔｗｏ－ｐｈａｓｅ ｆｌｏｗ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｇａｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｐｕｍｐ ｆｌｕｉｄ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ. Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｕｓｅｓ ｔｈｅ ＣＦＤ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｇａｓ－ｌｉｑｕｉｄ ｇｒａｖｉｔｙ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎ ｉｔｓ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｉｔｓ ｏｕｔｅｒ ｐｉｐｅ ｉｎｎｅｒ ｄｉａｍｅｔｅｒ ａｎｄ ｂａｓｅ ｐｉｐｅ ｏｕｔｅｒ ｄｉａｍｅｔｅｒ ａｒｅ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｉｔｓ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔꎬ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｉｇｇｅｒ ｉｎｎｅｒ ｄｉａｍｅｔｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｍａｌｌｅｒ ｏｕｔｅｒ ｄｉａｍｅｔｅｒꎬ ｔｈｅ ｂｅｔｔｅｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｉｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｏｒ ｉｔｓ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｍａｎ￣ ｕｆａｃｔｕｒｅ.
变工况下油水分离器分离效果的数值模拟与结构优化设计
第36卷,总第209期2018年5月,第3期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGYVol.36,Sum.No.209May.2018,No.3 变工况下油水分离器分离效果的数值模拟与结构优化设计辛艳萍,张爱娟(中国石油大学胜利学院油气工程学院,山东 东营 257000)摘 要:为提高油水分离器对变工况的适应性,以波纹板式分离器为例,运用计算流体力学的方法对油水分离器内部流体的浓度场进行数值模拟计算,验证了分离器内部的聚结元件对分离效果的影响规律。
结果表明,在特定的分离器内部,对特定的流体,其聚结部件(波纹板)的长度和间距有最佳设计值。
当来液性质变化时,最佳设计长度基本不受影响,而最佳设计间距却呈规律变化。
根据计算结果,对内部构件进行优化改进,提出了一种变工况下可调节聚结元件的设计理念,使新设计的分离器可以适应不同时期来液性质的变化,在不停运情况下可以适当调节,始终保持最佳分离效果。
关键词:变工况;油水分离器;计算流体力学;数值模拟;分离效果;结构优化设计中图分类号:TQ028 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2018)03-0248-05 Numerical Simulation and Structure Optimization Design of Oil-water Separator Separation Effect under Variable ConditionsXIN Yan-ping,ZHANG Ai-juan(College of Petroleum Engineering,Shengli College China University of Petroleum,Dongying257000,China)Abstract:In order to improve the adaptability of oil-water separator in variable conditions,taking corru⁃gated plate separator as an example,internal fluid concentration field of the separator has been numerical simulated with the computational fluid dynamics method,the influence rule of coalescence fittings on sep⁃aration effect has been verified.The result shows that,in the given separator,the length and the interval distance have the best design value with the specific fluid.When fluid properties change,the most appro⁃priate design value has not been affected,while the most suitable interval distance has rhythmic change. According to the calculation results,the internal components have been optimized and a design concept of adjustable coalescence component has been proposed in this paper.The new separator can adapt to fluid properties in different period and can keep operating in the best separation condition by adjusting without shutdown.Key words:variable working conditions;oil-water separator;computational fluid dynamics;numerical simulation;separation effect;structural optimization design收稿日期 2017-11-28 修订稿日期 2018-02-26基金项目:国家自然基金项目(51404290)立管内气液两相流动与海洋环境共同诱发立管振动耦合研究。
离心超重力油水分离器流场特性的数值模拟研究
离技术———轴向涡流分离技术ꎬ 并依此原理设计了
ＶＡＳ 轴向涡流分离设备ꎮ ２００４ 年ꎬ ＥＶＴＮ 公司在墨
西哥湾近海石油平台上对 ＶＡＳ２０００ 型分离器进行
了液 － 液、 液 － 固 分 离 试 验 [３] ꎮ ２００９—２０１７ 年 间ꎬ
离心超重力油水分离技术ꎬ 是通过电机等外部
构参数和流体物性参数对分离性能的影响规律ꎬ 以
动力源使分离装置机械旋转ꎬ 产生相当于数百到数
期为离心超重力油水分离器的实际应用提供理论
千倍重力加速度的强大离心力场代替传统沉降罐的
指导ꎮ
重力场ꎬ 加速油滴的沉降ꎮ 该方法能够大大缩短游
离水和乳化水有效分离所需的时间ꎬ 具有很高的分
ｐｅｒｇｒａｖｉｔｙ ｏｉｌ / ｗａｔｅｒ ｓｅｐａｒａｔｏｒ [ Ｊ] . Ｃｈｉｎａ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙꎬ ２０２４ꎬ ５２ (２) : １０７－１１４.
摘要: 随着油田开采逐渐进入高含水期ꎬ 对油水分离器的性能要求也愈发严格ꎬ 现有油水分
离器已很难达到分离要求ꎬ 油水分离领域亟需新的研究进展ꎮ 通过数值模拟的方法对一种新型离
分ꎬ 通过研究先进的油水处理方法ꎬ 实现采出液的
快速、 高效、 低成本处理ꎬ 降低分水中油质含量ꎬ
实现井口管道在线分水ꎬ 对提高油田地面工程整体
生产效益ꎬ 实现油田增产提效、 长久持续发展具有
重要的意义ꎮ
道ꎬ 目前国外公司已经生产出最高转速达到 １３ ０００
ｒ / ｍｉｎꎬ 分离因数可达相当于上千倍重力加速度的
ｗａｔｅｒ ｏｕｔｌｅｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｔ ｔｈｅ ｏｉｌ ｏｕｔｌｅｔ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｒｅｍａｉｎｓ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｕｎ￣
模型重力式油水分离器内部结构数值模拟
关键 词 ：重 力式 油 水分 离器 ；数值模 拟 ；整流构 件 ；聚结 构 件
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６９ ／ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ． １ ０ ０ ６— ６８ ９ ６． ２ ０１ ５． ９． ０ ２７
第３ ４ 卷笫 ９ 期 （ ２ ０ １ ５ ． ０ ９ ）（ 集输处 理 ）
模 型 重 力 式 油 水 分 离 器 内部 结构 数 值 模 拟
束 方 启 何 岩 峰 钟 明 张 凯 唐 东 德 赵 承 胤 常州大学石油工程学院
摘 要 ：针 对 油 水 分 离 器 油 水 分 离 效 果 难 度 加 大 的 现 状 ， 基 于 ＣＦ Ｄ软 件 对 安 装 整 流 构 件 及 聚
结 构件 的分 离器模 型 的流 体 流 动进 行 了数值 模 拟 ，通过 对 比分 离器的速 度 矢量 和流 场 ，分析 不 同 内部 构 件 对 流动 特性 的影 响 。模 拟 分 析 结 果 表 明 ， 圆筒 形整 流 构 件 达 不 到理 想 的 整 流 效果 ， “ 田” 字形 整 流构 件 安 装在 入 口构 件后 ０ ． ５， ） 处 可 以起 到较 好 的 整 流效 果 ；综合 对 比各 种 聚 结 水 分 离 器 模 型 几 何 示意 图
油 ． 气 ． 田地 ． 面工 程
（ ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗｗ ｗ． ｙ ｑ ｔ ｄ ｍｇ ｃ ． ｃ ｏ ｍ）
一６ ３
意义。
理 论 方法 很难 对 分离 器 内部 的复杂 流 动特 征进 行 精确 定 量分 析 ；试 验研 究 成本 较 高 ，也很 难 对 内 部 构件 设 计参 数 进行 优 化研 究 。随 着计 算 流体 力学
重力式油水分离器入口形式对其内部流场影响的数值模拟研究
重力式油水分离器入口形式对其内部流场影响的数值模拟研究李巍;沈志恒;刘超;李勇;韩旭【摘要】该文通过对国内某海洋平台上的重力式生产分离器内多相流体的流动进行数值模拟分析,得出了采用不同的入口形式时,分离器内部油相浓度的分布规律.结果表明,采用具有内伸结构的入口形式可以有效减小入口影响区的面积,但由于气相的作用,反而影响了整体分离效果.研究结果为设计人员进一步优化入口形式提供了理论依据.【期刊名称】《中国海洋平台》【年(卷),期】2015(030)001【总页数】5页(P48-52)【关键词】数值模拟;重力式分离器;多相流;RNG k-ε模型;入口形式【作者】李巍;沈志恒;刘超;李勇;韩旭【作者单位】海洋石油工程股份有限公司,天津300451;海洋石油工程股份有限公司,天津300451;中海石油(中国)有限公司秦皇岛32-6作业公司,天津300451;中海油能源发展采油服务公司,天津300451;海洋石油工程股份有限公司,天津300451【正文语种】中文【中图分类】TQ051.8重力式油水分离器以其操作简便及后期维护成本低而获得使用方的青睐，海洋平台上大都采用重力沉降形式的分离器。
但影响重力式油水分离器分离效果的因素有很多，例如油气水三相密度差，混合相的体积流量，分离器内所采用的稳流内件形式，分离内件形式及油水各相所占的体积浓度等。
分离器内部结构的设计方法大致可以分为两种：一种为实验研究，一种为数值模拟研究。
实验研究主要是搭建实验台，通过实验来对各种油水混合物的流态及内件在分离过程中所起的作用进行分析[1-5]，实验结果相对更接近实际情况，但由于其周期长，投资相对较高，并且对于不同结构的分离器适应性较差，因而探寻另一种方式来解决这类问题就变得更加紧迫。
数值模拟计算方法近年来发展迅速，多种数值模拟软件已在许多课题的研究中发挥了重要作用[6-10]。
FLUENT作为国际上应用最广泛的流场模拟软件而受到流体研究工作者的青睐，该文旨在通过应用FLUENT软件对采用内伸式入口形式及半开管式入口形式的分离器内部的油、气、水三种组分的流动情况进行模拟，通过对结果的分析，得出影响分离效果的因素，获得改善分离效果的途径。
重力式油气分离器
油水重力分离技术及其进展(2007-04-16 12:31:57)分类：科技要以人为本标签：中国石油重力油水分离技术应用进展摘要目前实现油水分离的方法主要有重力分离和旋流分离。
虽然旋流分离器设备小巧,分离效率高,但存在能耗不足的缺点,因而应用最广泛实用的仍是重力分离技术。
经对几种设备比较,HNS—Ⅲ型分离器分离特性最优,油中含水仅为1.56%,是新型高效重力分离设备实用的结构模型。
建议成立专门的组织机构负责此方面的技术规划、科研攻关及推广应用方面的组织管理工作,并成立专门的开发研究机构,建立油水分离设备的专业定点生产基地,促进我国油田地面工程综合装备水平的提高。
主题词重力油水分离技术应用进展长期以来实现油水分离的技术方法主要是重力分离。
可以说重力式油水分离设备是继泵外，在油田地面工程中应用最多、最基本、也是最重要的工艺设备之一。
然而，由于影响油水重力分离效果因素的多重性与复杂性,迄今对油水分离机理研究的还很不够，仅有的研究往往被局限于一些具体工程的宏观应用方面，至今仍未形成科学、系统、完善的设计理论和计算方法。
所以围绕提高重力式油水分离设备的技术经济性这个中心，建立油水重力分离设备的结构优化模型,总结一套油水重力分离技术理论和设备设计方法,建立健全油水重力分离设备的性能指标评价体系等，已成为油田地面工程乃至石油工业发展的迫切需要。
1.工业应用现状以全国年产原油1.5亿t、原油综合含水90%、单台设备日处理量5000m3计算,则目前在我国的油田地面工程中约有近8000台的重力式油水分离设备在工作。
1987年曾对有关油田的在役设备进行了调查,其结果如表1所示。
表11987年工业设备现状调查结果调查的油田设备规格(mm) 处理量(m3/d) 单位容积处理量(m3/d*m3)大庆油田4000〔3000 10548 28.6胜利油田3000〔14464 2448 24.8大港油田3000〔12000 2750 33.8中原油田3000〔17640 2400 20.0江汉油田3000〔9600 998 15.5河南油田(HNS—Ⅰ) 3000〔14600 4630 46.3C—E Natco公司3000〔12190 9084 110可以看出,这些设备的平均单位容积日处理量只有28.2m3,仅是美国C—E Natco公司Performax填料式分离设备的1/4左右。
重力沉降式油水分离技术的改进
重力沉降式油水分离技术的改进邵云飞;仲梁维【摘要】针对餐饮污水中5种存在形式的油份,提出对应的分离方法,从而提高重力沉降式油水分离技术的效率,使之能够满足大流量条件下仍保持较高除油率的要求.经试验验证,在入水流量为10 L/s、污水含油量为315 mg/L的条件下,除油率达到99.96％,证明经改进后的重力沉降式油水分离技术是可行的.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2015(032)006【总页数】5页(P174-177,193)【关键词】重力沉降式油水分离;浅池理论;斯托克斯定律;聚结技术;粘滞系数;表面张力;气浮法【作者】邵云飞;仲梁维【作者单位】上海理工大学机械工程学院CAD中心,上海200093;上海理工大学机械工程学院CAD中心,上海200093【正文语种】中文【中图分类】X7030 引言近几年来，城市第三产业急速发展，餐饮污水排放量随之激增，餐饮污水达标排放工作却滞后不前，大量的餐饮污水直接排入城市下水管网。
该类污水具有较高浓度的动植物油、悬浮物以及多样的残渣，如不经处理或处理不完全就直接排放，不仅会增加城市污水处理厂的负荷，且影响城市排水管网的过水能力甚至引起堵塞，污水排入水体后，又会引起水体的富营养化，威胁环境和人类健康［1］。
餐饮污水排放时段具有一定规律性，大部分排放时段集中在用餐时间，其他时段排放量较小，故餐饮污水流量排放时变化系数大，排放峰值时段的流量较大且具有较高连续性，因此需要能够对污水进行连续、高效处理的技术。
从目前餐饮污水处理情况来看，多种技术可适用于餐饮污水的处理，但从实际应用出发，迄今为止，仍没有高效、廉价的餐饮污水污油分离技术可以解决因排放峰值时段流量较大，且具有较高连续性的污水污油分离问题。
因此，十分有必要在已有餐饮污水处理技术的处理效率方面进行技术改进，使之能够满足处理量大、处理效率高的要求。
关于餐饮废水处理技术的研究主要集中于混凝技术、生物技术以及其他组合技术联用等方面，但当流量较大、油污含量较高时，处理后的水体中仍含有大量的油污，不仅处理效果不理想，且消耗药剂，会造成二次污染，运行维护费用高，不是一种最经济的方法。
油水重力分离设备技术及进展
分离器的分离特性又优于 HNS 型分离器, 因此 在所检测的 3 种分离器中, 以 HNS 型分离器的 分离特性最优, 故是新型高效重力分离设备更为理 想、实用的结构模型。
化工进展 2001 年第 4 期 51
2 主要功能构件的改进
分离器内部构件设置的好坏, 对设备的流动特 性及分离特性影响甚大, 所以, 这方面的研究十分 活跃, 新结构不 断出现, 这里 仅介绍一些典 型结 构。 2 1 入口构件
由粒级效率计算公式知, 粒级效率与液滴粒径 的二次方成正比, 因此增大液滴粒径是继多层板技 术外, 又一强化油水分离过程效果显著、经济可行 的技术措施。例如若把进入流道的液滴直径由 150
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微米增加到 500 微米, 就可在相同条件下, 提高设 备处理能力近 11 倍或使设备长度缩短近 11 倍, 工 程上常常在设备中有选择地设置聚结填料、引入聚 结电场、添加化学破乳剂等来应用此技术, 结果表 明是十分经济有效的。 2 3 稳流构件
上孔箱式入口件由美国的 C E Natco 公司率先 开发, 这种入口构件通过使来流方向的突然变化, 使其中的伴生气得到溢出, 同时还避免了对分离区 流场的冲击, 该构件至今仍为 C E Natco 公司的分 离设备所采用。
下孔箱式入口件是河南石油勘探局在 HNS 型分离器中最先采用的, 其特点是在吸收上孔箱式 入口构件特点的同时, 通过将构件下置有效地引入 了重力消能和水洗作用, 从而较上孔箱式入口件的 预分离作用更好[ 4] 。 2 2 聚结构件
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于 同川 ，范 学 君 ， 陈万 贵 ，王 精 一
（海 洋 石 油 工 程 股 份 有 限 公 司 特 种 设 备 公 司 ，天 津 ３００４５２）
摘 要 ：以 国 内某海洋 平 台三腔 室重 力式 油水分 离 器界 面控 制 为研 究 对 象 ，分 析 了原 连 通管控 制 的 结构 形式 、工作原 理及 存在 的缺 陷 ，提 出了一种新 型连 通 管优 化设 计 结构 。采 用数 值模 拟软件 对 油 水 界 面连 通 管优化控 制 结构进 行模 拟 分析 ，得 到 了操 作 工况 下稳 定操 作 时油 水界 面连通 管 的 流体 分 布 图 ，分析得 出 了油 水界 面连通 管控 制结 构形 式的 最佳 方案 。模 拟 结果表 明 ，新 型油 水界 面连 通 管控 制 结构 能够在 不停 产 的情 况下准确 控制 油水 界 面高度 ，无 需人 员进 罐操 作 ，保证 了生产效 率和 生 产安 全 关 键 词 ：分离器 ；连通管 ；界 面控制 ；优化 ；数值模拟 中 图分类 号 ：ＴＱ０５１．８；ＴＥ９６９ 文献 标志 码 ：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—７４６６．２０１６．０３．０１３
连通 管 控 制调 节 油水 界 面 是基 于 连通 管原 理 ， 通过 油和水 的 密度 、混 合 相 的液 面 高 度及 需 要 的界 面高 度等参 数来 计算 连 通 管 水 相侧 高 度 ，不 同 连通
收 稿 日期 ：２０１５—１１—２６ 作 者 简 介 ： 于 同 川 （１９８３一），男 ，辽 宁 庄 河 人 ，工 程 师 ，硕 士 ，主要 从 事 海 洋 工程 成套 设 备 的 总体 工 艺 和机 械 设 计 工 作 。
石 油 化 工 设 备
２０１ ６年 第 ４５卷
管 高度控 制不 同界 面 高 度 ，从 而 达 到 控制 油 水 界 面 的 目的 。笔者 以 国内某 海洋 平 台三腔 室重力 式油 水 分离 器 为例 ，分析 了原分 离器 连通 管 的缺点 ，提 出了 一 种优 化 设 计 方 案 ，通 过 数 值 模 拟 ＦＬＵＥＮＴ 软 件 得 到 了优 化设 计后 连 通 管 内液体 的流 动 特 性 ，以验 证 优化结 构 的可行 性 ¨７。 。
第 ４５卷 第 ３期 ２０１６年 ５月
石 油 化 工 设 备 ＰＥＴＲ（）一ＣＨＥＭ ＩＣＡＩ ＥＱＵＩＰＭ ＥＮＴ
文 章 编 号 ：１０００—７４６６（２０１６）０３—００５５—０４
Ｖ ０１．４５ ＮＯ．３ Ｍ ａｖ ２０１６
重 力 式 油水 分 离器 连 通 管优 化 设 计 及 模 拟 分 析
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｃａｂ ｇｒａｖｉｔｙ ｏｉｌ—ｗａｔｅｒ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ｏｎ ｓｏｍ ｅ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｗａｓ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ． Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ— ａｇｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ．Ａ ｎｅｗ ｏｐｔｉｍ ｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｗａｓ ｓｉｍ ｕｌａｔｅｄ ｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｏｗ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍ ｕｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ． Ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｄｅｍ ｏｎｓｔｒａｔｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｏｆ ｏｉｌ—ｗａｔｅｒ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｎ ｌｉｎｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎｅｗ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｉｎｓｕｒｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｅｐａｒａｔｏｒ；ｃｏｍｍ ｕｎｉｃａｔｉｎｇ ｐｉｐｅ；ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ； ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍ ｕｌａ～
在油 水分 离过程 中 ，油水界 面 的控制 尤 为重要 。 油水界面控 制 即通过 某种 方法将 两 相界 面保持 在恒 定 高 度 ，从 而调 节进料 原油 的停 留 时间 ，保 证油 水分
离质 量 。若 油水 界 面 控 制不 当 ，会 导 致分 离 出 的油 相含 水率 过高 而 达不 到 分 离 要求 。 目前 ，油 水 界 面 控制 方法 主要 有磁 浮 式 界 面变 送 调 节法 、雷 达 测界 面变 送调 节法 、压差式 变送 调节 法 、水封 式调 节法及 连通 管控 制法 等 ］。
ｔ；ｏｎ
分离 器作 为石 油行业 中不 可或 缺 的重要 工艺设 备之 一 ，在原油 的处理 过 程 中发 挥着 越 来 越 重 要 的 作用 。油 水分 离 的方 法 多 种 多样 ，其 中重 力 沉 降 以 操作 简便 、运行 稳定 及 维 护 费 用低 等 优 势 在 海 洋平 台上 得到 了广 泛应用 ［Ｉ ４３。
Ｏ ｐｔｉｍ ｉｚａｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｃｏｍ ｍ ｕｎｉｃａｔｉｎｇ Ｐｉｐｅ ｉｎ Ｇ ｒａｖｉｔｙ Ｏｉｌ—ｗａｔｅｒ Ｓｅｐａｒａｔｏｒ ＹＵ Ｔｏｎｇ—ｃｈｕａｎ，ＦＡＮ Ｘｕｅ－ｊ ａｎ，ＣＨＥＮ Ｗａｎ—ｇｕｉ，ＷＡＮＧ Ｊｉｎｇ—ｙｉ （Ｏｆｆｓｈｏｒｅ Ｏｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００４５２，Ｃｈｉｎａ）
１ 原 分 离 器 连 通 管 结构 形 式 及 缺 陷
重 力 式 油水 分 离器 结 构 形式 众 多 ，该 海洋 平 台 生 产 分 离 器 为 三 腔 室 重 力 式 分 离 器 ，内 径 为 ３ ６００ ｍｍ，原 油进 入 分离 器 后 通 过 进 口内件 、稳 流 内件及 油水 分 离 内件 后在 油水 混合 室 内逐渐达 到分 离 平衡 ，轻 相油层 在 上层 ，重相 水层在 下层 。分 离器 原 连通 管界 面控 制见 图 １。