新型斜板撇油器在海洋平台上的应用.pdf

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1、石油和化工设备-48-技术交流2016年第19卷新型斜板撇油器在海洋平台上的应用董元平，陈再玉，朱丹宏（海洋石油工程股份有限公司，天津300451）[摘要]目前斜板撇油器沉降分离理论的研究集中在液滴聚结、上浮和沉降两方面。本文基于这一理论，对某项目斜板撇油器的撇油过程做了详细工艺计算。此外根据本项目的特点，对该斜板撇油器在液位控制方法上的选择、机械结构设计及配管设计上的新颖点做了详细的总结，通过这样的设计，本斜板撇油器既能满足平台要求，又节约了成本，目前已成功应用，效果良好。[关键词]斜板撇油器；液滴聚结；液滴上浮；液位控

2、制；应用关于斜板沉降分离理论，目前的研究都集大大节约控制类仪表费用。中在液滴的沉降与聚结两方面。本项目的斜板撇本项目的斜板撇油器的设计，根据应用经油器的设计同样依据这两方面的理论，但在机械验，考虑以下两个假设：结构、液位控制上独具特色。目前，若进入撇油(1)不考虑器壁效应和液滴表面可动性及液滴器的沙、石不太多时，一般选用卧式撇油器，立内环流的影响。式撇油器一般用于沙石较多的场合。对于卧式撇(2)液滴沿流道方向均匀分布。油器，国内外常用两种形式，即压力式（污油从罐顶排出，污水从罐底排出）和气体稳压式（污1液位控制油、污水均从

3、罐底排出）。通常，当斜板撇油器1.1用水腔液位控制混合腔液位（如图1，单位为用在液位晃动较大的场合（如FPSO）时，选用mm）压力式；当液位晃动很小时（如固定式海洋平式中：ρ-水密度，kg/m3；ρo-油密度，kg/w台），选用气体保压式。气体保压式的优势在于m3；h-水腔水位高度，mm；h-油腔水位高度，wo不需要精密的测液位仪表（如核子界面仪），可mm；hc-油/水腔液位差，mm图1图2作者简介：董元平（1980—），男，内蒙古呼和浩特人，硕士研究生，工程师。主要从事海洋平台机械设备及容器设备设计研究工作。第4期董元平

4、等新型斜板撇油器在海洋平台上的应用-49-式(2)，则求得：由计算可知，当有200mm的油层时，混合腔液位比水腔液位高26mm，而在实际操作中，油层是很薄的一层，200mm的油层是不可能出现的，因为在筒体上有取样口监测油层厚度，可以避免油层堆积。1.2集油管的设置（如图2，单位mm）由图2可知，集油管的设置在离罐底2970mm位置处（管上开多种孔），正常工作时，混合腔的液位会略高于2950mm，集油管的下开孔可保证油层正常进入集油管，而当液位有波动时，集油图4管的上开孔、侧开孔可满足收集有液位波动时的液体。2机械结构1.3

5、用水腔液位控制混合腔工作液面（如图3，单位mm）2.1将位置1和位置2用钢板封堵（如图4）为了保证混合液体充分流过斜管区，从而使从分离器来的污水是斜板撇油器的主要处理经过撇油器处理排放的污水能够满足工艺200ppm水源，虽然从分离器中排出的污水的大颗粒沙粒的要求，我们设定该液位计控制的工作液位距离不多，但仍有很多细沙粒随分离器污水进入斜板斜管上沿800mm，低液位距离斜管上沿400mm，撇油器中，为了让这部分细沙在撇油器前端充分高液位设置充分高（接近压力容器开孔极限，充沉积，使水出口几乎不含沙，因此在结构上，将分利用容器过

6、流面积）。撇油器的位置1和位置2用钢板封堵，有沙石的地方设置冲砂管进行冲洗。2.2斜管的放置与来流方向相反（如图4）在用斜板撇油过程中，水流的流向与斜板的布置方向相反（如图4），即当水流从左往右流动经过斜板时，水流流向会改变方向。这种流向的突然改变有利于液体流速的减缓，即有利于将污油撇出。2.3开/闭排口的有效设置充分满足了在线冲刷（排沙）和停机排污水时的需要。由于撇油器污油比较少，所以油腔无需做得太大，本撇油器设计油腔可容纳约2~2.5h工作时间内产生的污油量，有效工作容积（低液3位到工作液位之间容积）约为2m。因油腔所

7、占用筒体长度很短，所以在油腔只开一个孔，在配管上做了较巧妙的设计以满足开排、闭排及排污油（如图5）。图3石油和化工设备-50-技术交流2016年第19卷式(5)(2)污水在波纹板区内的停顿时间t式(6)(3)污水中油珠粒径为d，计算油珠的上浮速度us，根据Stokes公式（按照d=60μm计算）：式(7)油珠上浮时间式(8)由以上计算可得：d=60μm，t0=32.1s；d=70μm，t0=23.6s图5当时，油珠可在波纹板区聚结除去。从以上数据可见，粒径在60μm以上的油珠在波纹板区可聚结除去。(4)水力计算校核(a)雷

8、诺数Re，式(9)(b)弗劳德数Fr，式(10)说明水流为层流，能满足Stokes定律使用条件。图63.2斜管分离区计算（如图6）3工艺设计计算斜管长L1=1.0m，正六边形断面，斜管内切根据测试报告，油珠粒径大于70μm占90%以圆直径d1=0.04m，斜管倾角θ1=60º，斜管体总长上。L2=6.8