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高效立式多相分离器结构设计.docx


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摘 要离心分离器是一种结构紧凑、效率较高的油水分离器,广泛应用于石化、环保等领域。本文根据国内外已有资料,先介绍常规油气水三相分离器的工作原理及常用内构件,根据常规分离器设计确定立式三相分离器的基本外形尺寸,包括分离器的直径和高度,再利用离心分离原理和斯托克斯沉降公式,借鉴TORE®SEP的离心分离设计,确定分离器内部的离心分离部分结构尺寸,设计并选择与分离器相配套的附件,校核设计结构的强度,最后完成分离器及附件CAD图纸。关键词:常规三相分离器旋流分离器离心分离原理结构设计强度校核AbstractCentrifugalseparatorisakindofoil&-chemistry,,,、StokessettlementformulaandtakeexamplebythecentrifugalseparationsectionofTORE®hesizeoftheaentrifugalseparationpartintheseparator,checkthestrengthofthedesignedstructure,:Conventionalthreephaseseparator,cycloneseparator,centrifugalseparationprinciple,structuredesigne,strengthcheck目 录第一章 前言 1选题目的及意义 1国内外的发展概况 1应解决的主要问题 7第二章涡流运动理论基础 8涡流运动 8旋转流基本方程 8自由涡运动 9强制涡运动 10组合涡运动 10离心沉降分离 11第三章高效立式三相分离器的结构设计及附件选型 12重力分离设计 12分离器直径的确定 12分离器圆筒部分长度计算 16离心分离部分设计 16离心分离部分外形设计 16离心分离部分厚度确定 19分离器壳体厚度设计 19圆筒厚度计算 19椭圆形封头计算 20锥壳的计算 20分离器附件选型 23除雾器设计及选型 23接管尺寸选型 25法兰及垫片 26液位计 27压力表 28安全阀 28支座的设计 28第四章分离器及附件强度校核 31分离器强度校核 31筒体强度及稳定性校核 31分离器法兰的螺栓强度校核 32锥型壳小端螺柱校核 33支腿的强度校核 33开孔及开孔补强 34焊接结构设计 39容器接头型式 39焊接材料 39焊接方法选择 39焊接接头质量检查 39压力试验 40第五章技术经济分析 41高效立式三相分离器的成本计算 41高效立式三相分离器的运营费用 41第六章结论与展望 43参考文献 44致 谢 46声 明 47第一章 前言选题目的及意义多年来油田一直采用传统的大罐沉降热化学脱水工艺,沉降罐采用立式结构,其构造简单,操作方便,油、水分离较彻底。随着油田开发难度的增加,采出液综合含水逐年上升,地面油气集输系统的输送液量增加,而产油量下降,生产能耗逐年大幅度上升。近些年虽应用了三相分离处理工艺,但原油中含水仍偏高,脱出的原油还得进行二次处理,分离出的污水中含油较高,污水在进入污水处理站之前需再进行一次沉降除油处理,使原油在处理过程中工艺流程长,设备使用多,建设投资高,占用空间大,增加了原油的生产成本,不利于油田的降本增效和可持续发展,特别是现在随着海洋油气田的快速发展,对各种设备在体积和效率的要求更高。本设计目的在于利用离心分离加快油水分离速度,提高分离效率,同时减小分离器的体积以节省钢材,减少原油分离时加入的药剂量。分离器是油气水进行初次分离的重要设备,它的处理效果直接影响后续的处理工艺及指标的完成。随着综合含水的大幅上升,为简化流程,三相分离器的应用越来越广泛。而对于高含水油和有很多杂质的原油传统的卧式三相分离器分离效果又不理想,因此需要对传统的三相分离器进行优化或者发挥原来立式两相分离器的优点对分离器内部进

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