水力旋流器设备及流程优化改造与应用.pdf

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1、水力旋流器设备及流程优化改造与应用崔大勇(中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津300457)摘要：水力旋流器是一种应用于非均匀相混合物分离的设备，通常应用于污水处理系统的一级除油设备，利用油水密度差在离心力的作用下将油水进行分离。由于其理论处理效率高、占地空间小的优点在海上采油平台中广泛使用。但目前在渤海地区内无成功使用的案例，在实际应用当中发现其处理效果不明显，而且含油污水的排量较大对平台的排放系统产生巨大的压力，增加现场工作量，大多数基本处于停用状态。锦州25—1南油气田通过对水力旋流器现场调试和数据分析找出影响水力旋流器处理效果的因素，对水力旋流器系统进行了优化改

2、造，通过现场调试，大幅提高了水力旋流器的处理效率。关键词：水力旋流器排气垫片化学药剂浓度1研究背景1．1设备简介水力旋流器是重力聚结器的一种，它利用两种液体的密度差，借助于离心力，使油滴从水中分离出去。水力旋流器的主要部件有：壳体、旋流管、支撑板，固定板、底流口、溢流口等。锦州25—1南的水力旋流器86根旋流管分为三个区域，一区为18根旋流管，二区为34根旋流管，三区为34根旋流管。三个区域的旋流管共用一个入口(此处不能将三个区域分别隔离)，而在旋流管的溢流口(水力旋流器排油口)和旋流器的底流口(水力旋流器水相出口)分别将三个区域设置了阀门。此分区设计的目的是，单根旋流管有

3、一个处理液量的范围，理论值是O．68—4mⅦ，建议在3m3，Il的工况下运行，为了使油田生产污水产量在不断变化的工况下尽量满足旋流管的处理量要求，可根据油田产水量的变化选用不同数量的旋流管组合，使每个投用的旋流管都处在最佳的工作状态。1．2水力旋流器现场使用情况目前渤海地区QKl8一l油田、Jz9—3油田、Bz26—2油田均使用了水力旋流器，但目前均无法正常使用，具体为r。端飘翟mHmIJ女‘^rI

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6、}■#＆n★＆《4“∞i^¨#h^t^■tfH^^t谯lt十t■■$2设备问题分析一般水力旋流器在使用过程中需要保证几个参数：进出口压差、油水相压差比、单根处理量、入口含油浓度等，在现场调试过程中发现，油水相两端的三个分区通过“T型”凸台机械密封，但由于密封面贴合不精密，水力旋流器油相三个分区和水相三个分区间分别存在内漏现象，例如在投

7、用18根旋流管区域处理污水时，其它两个34根旋流管的油、水窜入18根油水腔室，这样看来，虽然投用的是18根旋流管区，但是实际上三个区都在使用，由于分区间的内漏存在，导致水力旋流器进出口压差小，影响旋流效果。同时通过现场调试发现水力旋流器入口污水中溶解气对水力旋流器处理效率影响较大。由于溶解气随着压力的降低脱出自由气体，大量自由气体在旋流场中不进行旋流直接从出口窜出破坏流体的流动形态(呈段塞状)，同时携带污油从水相出口流出降低处理效率。3设计思路与方案3．1问题解决思路水力旋流器油相三个分区和水相三个分区间分别存在内漏问题，根据设备结构设计新型垫片进行密封，通过现场测绘数据制

8、作“0厂r”石墨缠绕垫片进行安装。根据溶解气降压后脱气原理，对水力旋流器入口污水流程设计脱气流程，由于现场空间小无法添加新的脱气设备，考虑在原有流程中增加排气流程，与此同时对油相出口流向进行改造，减少对污油排放系统负担。3．2排气流程改造方案根据平台现场实际情况，增加排气流程，由于压降使污水中的自由溶解气析出并排出。与此同时，将水力旋流器的油相出口一同引入三级分离器，大大减轻了污油罐T一3004的负担，减少现场操作人员频繁启泵转液的工作量。4现场调试分析4．1水力旋流器及流程优化前后数据对比目前本平台污水处理量为900m3／d，一级分离器水相处理量稳定在30m3，ll，一级

9、分离器温度为47℃。以下三组数据针对于相同工况，不同条件下的调试结果。旋流瞬人油水管根时口相压差人口出口流压比含油处理备注数值效率量力差31．114增加排气管18835671701320110016．675线未安装垫32．128片降压排气1884l751701465108026．281时数据(下转第3页)2017年02月化，彳醒l14．2防喘振的工艺措施a保持流量值不小于发生喘振最小流量限，可以通过调节回流阀使压缩机出口介质返回到压缩机入口，以此增加压缩机入口流量，b保持压缩机入口与出口的差压值，可以通过调节出口放