1.4. Конструкции аппаратов по очистке газа

Вертикальный масляный пылеуловитель получил широкое распространение на КС и ГРС. В настоящее время промышленность выпускает несколько типоразмеров пылеуловителей.

Вертикальный масляный пылеуловитель представляет собой вертикальный сосуд, разделённый на четыре секции, выполняющие различные функции при очистке газа. Нижняя секция заполняется маслом и служит сборником шлама; секция контактных трубок служит для промывки газа; цилиндрическая часть до поперечной полуперегородки – осадительная камера; жалюзийная секция, состоящая из зигзагообразных решёток, выполняет роль сепаратора для отделения жидкости с микрочастицами пыли. На рис. 1.4. показан вертикальный масляный пылеуловитель.

Газ

Рис. 1.4. Вертикальный масляный пылеуловитель

1 – сепараторное устройство; 2 –выходной патрубок; 3,4,5 – контактные и дренажные трубки; 6 – люк; 7 – входной патрубок; 8 – отбойный козырёк.

В пылеочистительную установку входят также маслохозяйство: аккумулятор масла и отстойники с обвязкой.

Гравитационные сепараторы бывают вертикальные и горизонтальные. Они работают по принципу выпадения взвеси под действием силы тяжести при уменьшении скорости потока газа.

Рис. 1.5. Вертикальный гравитационный односекционный сепаратор

1 – выходной патрубок для газа; 2 – входной патрубок; 3 – люк; 4 – патрубок для продувки сепаратора.

Вертикальные гравитационные аппараты имеют лучшие условия очистки, чем горизонтальные, рекомендуются для сепарации газов содержащих твёрдые частицы и тяжёлые смолистые фракции.

При выборе пылеуловителя оценивают допустимую скорость в свободном сечении по формуле:

где d – диаметр сепаратора, м (d=400 – 1650мм); ρ_ч,ρ_г – плотности частиц и газа, кг/м³; к – коэффициент сопротивления среды, при малых Re принимают q – ускорение свободного падения.

Рис. 1.6. Вертикальные масленые пылеуловители и фильтры-сепараторы на БПТПГ КС

Опыт эксплуатации показал, что оптимальная скорость газа W₀ должна быть : W₀=≤0,1м/с при давлении 6МПа.

Циклонные пылеуловители выпускаются трёх типов: ЦН-11 с углом наклона крышки входного патрубка 10°, ЦН-15 - 15°, ЦН-24 - 24°. Минимальное гидравлическое сопротивление и наибольший коэффициент очистки имеет пылеуловитель типа ЦН-15. Каждый тип пылеуловителей имеет ряд типоразмеров: ЦН-11 и ЦН-15 по 14 типоразмеров диаметром от 200 до 2000мм, а ЦН-24 – 15 типоразмеров диаметром от 400 до 3000мм.

Циклонный пылеуловитель представляет собой аппарат вертикальной цилиндрической формы со встроенными циклонами и состоит из трёх технологических секций: распределения поступившего газа, очистки газа и сбора жидкости и механических примесей. Неочищенный газ поступает через боковой входной патрубок, к которому приварены, пять или более циклонов, расположенных звездообразно по кругу. За счёт центробежной силы происходит отбрасывание и осаждение влаги и механических примесей, которые удаляются из аппарата автоматически через дренажный штуцер.

Существенное влияние на качество очистки природных газов оказывает их влагосодержание. Поэтому эффективность работы циклонных пылеуловителей в условиях повышенного содержания влаги и конденсата ухудшается из-за осаждения липкой массы (пыль и конденсат) в проходных сечениях аппаратов.

Разновидность циклонных пылеуловителей – мультициклонные пылеуловители, в которых за счёт уменьшения диаметра циклона повышается качество очистки газа. Закручивание потока газа в них происходит с помощью специальных направляющих лопаток, закреплённых п од углом 25-30°.

Рис. 1.7. Блок вертикальных циклонных пылеуловителей на КС.

На рис. 1.8 – 1.10 представлены конструкция, общий вид и разрезы циклонного пылеуловителя диаметром 2000мм и справочно в таблице 1.1 [1] приведены размеры штуцеров и люков циклонного пылеуловителя.

Рис. 1.8 Разрез циклонного пылеуловителя

Рис. 1.9. Общий вид конструкции циклонного пылеуловителя.

20°

120°

Рис. 1.10. Разрез циклонного пылеуловителя.

Рис. 1.11 Горизонтальный фильтр-сепаратор

В связи с невозможностью достичь высокой степени очистки газа в циклонных пылеуловителях появляется необходимость выполнять вторую ступень очистки, в качестве которой используют в некоторых технологических схемах КС фильтр-сепараторы, устанавливаемые последовательно после циклонных пылеуловителей. На рис. 1.11 показан горизонтальный фильтр-сепаратор, а на рис. 1.12. конструкция фильтра-сепаратора.

Рис. 1.12. Конструкция фильтра-сепаратора

1 – корпус фильтра-сепаратора; 2 – быстрооткрывающийся затвор; 3 – фильтрующие элементы; 4 – направляющая фильтрующего элемента; 5 – трубная доска камеры фильтров; 6 – каплеотбойник; 7 – конденсатосборник.

Работа фильтра-сепаратора осуществляется следующим образом: газ после входного патрубка с помощью специального козырька направляется на вход фильтрующей секции 3, где происходит коагуляция жидкости и очистка от механических примесей. Через перфорированные отверстия в корпусе фильтрующих элементов газ поступает во вторую фильтрующую секцию – секцию сепарации. В секции сепарации происходит окончательная очистка газа от влаги, которая улавливается с помощью сетчатых пакетов. Через дренажные патрубки механические примеси и жидкость удаляются в нижний сборник и далее в подземные ёмкости.

Для работы в зимних условиях фильтр-сепаратор снабжён электрообогревателем его нижней части, конденсатосборником и контрольно-измерительной аппаратурой. В процессе эксплуатации происходит улавливание механических примесей на поверхности фильтр-элемента, что приводит к увеличению перепада давлений на фильтр-сепараторе. При достижении перепада, равного 0,04МПа, фильтр-сепаратор необходимо отключить и произвести замену фильтр-элементов на новые в нём.

В отдельных технологических схемах совместно с фильтр-сепараторов, в качестве первой ступени очистки применяют скрубберы.

Рис. 1.13. Скруббер и фильтр-сепаратор

Работа скруббера осуществляется следующим образом: природный газ через входной патрубок и входную камеру поступает в циклонные трубки, проходя в две прорези каждой трубки, газ ускоряется и приобретает вращательное движение. Жидкие и твёрдые частицы отбрасываются к наружной стенке циклонного элемента и под действием силы тяжести сбрасывается в накопительную камеру. Очищенный газ по центральным трубам восходящим потоком направляется в выходную камеру скруббера и далее через выходной патрубок – на выход в нагнетатель.

Из накопительной камеры жидкость и механические примеси сбрасываются путём продувки в специальную сборную дренажную ёмкость.

Система сбора дренажа состоит из подземных ёмкостей оборудованных пневматическими реле уровня, которые управляют клапанами в блоке редуцирования и электрическими реле максимального уровня. Если в какой-то подземной ёмкости уровень жидкости превысит допустимый, срабатывает пневматическое реле, затем открывается клапан на соответствующем трубопроводе и жидкость под действием давления газа перекачивается в ёмкость сбора конденсата, из которой вывозится автомобильными цистернами.

Рис. 1.14 Скруббер

1 – цилиндрический корпус; 2 – входной патрубок; 3 – выходной патрубок; 4 – осмотровый люк.

Рис. 1.15. Дренажная обвязка скруббера

1 – ручная продувка; 2 – блок управления; 3 – дренаж; 4 – коллектор жидкости.