油气分离器规格系列及设计步骤

油气分离器的设计喷油螺杆压缩机中，在压缩气体的同时，大量的油被喷入压缩机的齿间容积。

这些油和被压缩气体形成的油气混合物，在经历相同的压缩过程后，被排到机组的油气分离器中。

油气分离器是喷油螺杆压缩机机组系统中的主要设备之一。

为了降低机组排气中的含油量和循环使用机组中的润滑油，必须利用油气分离器把润滑油有效地从气体中分离出来。

一、油气分离原理与方法1.油气混合物特性在由被压缩气体和润滑油形成的油气混合物中，润滑油以气相和液相两种形式存在。

处于气相的润滑油是由液相的润滑油蒸发所产生的，其数量的多少除取决于油气混合物的温度和压力外，还与润滑油的饱和蒸气压有关。

油气混合物的温度和压力愈高，则气相的油愈多；饱和蒸气压愈低，则气相的油愈少。

气相油的特性与其他气体类似，无法用机械方法予以分离，只能用化学方法去清除。

在一般的运行工况下，油气混合物中处于气相的润滑油很少。

一是因为在通常的排气温度下，混合物中润滑油蒸气的分压力很低；二是由于润滑油在从喷入到分离的时间很短，没有足够的时间达到气相和液相间的平衡状态。

处于液相的润滑油占了所有被喷入油中的绝大部分，但这种液相油滴的尺寸范围分布很广。

大部分油滴直径通常处在1～50μm，少部分的油滴可小至与气体分子具有同样的数量级，仅有0.01μm。

显然，大油滴和小油滴的性质会有较大的差异。

在重力作用下，只要油气混合物的流速不是太快，大的油滴最终都会落到油气分离器的底部。

油滴直径越小，其下落的时间就越长。

对于直径很小的润滑油微粒，却可以长时间悬浮在空气中，无法在自身重力的作用下，从气体中被分离出来。

油气分离器的作用，就是尽可能地把这部分油滴分离出来。

2.油气分离方法按分离机理的不同，喷油螺杆压缩机机组中采用两种不同的油气分离方法。

一种称为机械法，即碰撞法或旋风分离法，它是依靠油滴自身重力以及离心力的作用，从气体中分离直径较大的油滴。

实际测试表明，对于直径大于1μm的油滴，都可采用机械法被有效地分离出来。

目录一、课程设计的基本任务 ............................................................... 错误!未定义书签。

（一）设计的目的、意义 ....................................................... 错误!未定义书签。

（二）设计要求 ....................................................................... 错误!未定义书签。

（三）工艺计算步骤 ............................................................... 错误!未定义书签。

二、课程设计理论基础 (4)（一）分离器综述 (4)（二）油气分离器原理 (4)（三）从气泡中分离出油滴的计算 (5)（四）气体的允许速度 (7)（五）分离器结构尺寸计算 (7)三、实例计算 (9)(一)基础数据 (9)1. 原油组成 (9)2.相关参数 (9)(二)计算分离器的结构尺寸 (10)四、结束语 (20)附录计算程序 (21)一、课程设计的基本任务（一）设计的目的、意义目的：在老师指导下，根据给定的原油组成、分离条件、停留时间等基础数据，按规范要求独立地完成分离器结构尺寸设计。

意义：为了满足计量、储存的需要，油井产品从井口出来后，首先要进行分离，分离的场所即油气分离器。

分离后所得油、气的数量和质量除了与油气的组成、分离压力、分离温度有关外，也与油气在分离器内停留的时间有关，当油气的组成、分离压力、分离温度及处理量一定时，分离效果由分离器的尺寸决定，合理的设计或选择分离器的尺寸对改善分离效果非常必要。

（二）设计要求1.初分离段应能将气液混合物中液体大部分分离出来2.储液段要有足够的容积，以缓冲来油管线的液量波动和油气自然分离3.有足够的长度和高度，是直径100um以上的油滴靠重力沉降，以防气体过多地带走油滴4.在分离器的主体部分应有减少紊流的措施，保证液滴沉降5.要有捕集的器除雾，以捕捉二次分离后气体中更小的液滴6.要有压力和液面控制（三）工艺计算步骤1.根据油气平衡计算中所确定的气液处理量、物性、分离压力、分离温度等基础资料，并参照现场具体情况选择分离器类型。

.Q/LX摩托车和轻便摩托车油气分离器设计规范发布前言为控制摩托车燃油蒸发污染物对环境的污染，保护环境，节约能源。

使摩托车燃油蒸发污染物排放符合国家强制性标准GB 20998-2007《摩托车和轻便摩托车燃油蒸发污染物排放限值及测量方法》的规定，在摩托车油箱上设置油气分离器，以利于收集燃油蒸气。

为规范油气分离器的设计、明确相关要求及方法，特制定本规范。

油气分离器设计规范1 范围本规范规定了摩托车和轻便摩托车（以下统称摩托车）用油气分离器设计的基本要求、原则、方案选择及检测方法等。

本规范适用于全新或改进设计的摩托车。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 191-2008 包装储运图示标志GB 20998-2007 摩托车和轻便摩托车燃油蒸发污染物排放限值及测量方法3 基本要求3.1 通气性：油气分离器应具有良好的通气性能，以保证摩托车燃油箱内部的大气平衡，避免油箱内部产生负压而导致供油不畅，出现发动机熄火等现象。

3.2 密封性：按照GB 20998-2007的要求，燃油蒸发控制系统应具有良好的密封性，避免摩托车燃油蒸发污染物因昼间换气损失和热浸损失而排放到大气中。

油气分离器通大气的燃油蒸发管接头及油箱出油口堵上后，整个油箱系统应具有良好的密封性能。

4 设计原则及方案选择4.1 设计原则4.1.1 为保证油气分离器的通气性及密封性，油气分离器应设计成为油箱内部与燃油蒸发收集系统的唯一通道。

4.1.2 为减少摩托车在运动过程中燃油蒸发管接头的燃油溢出量，油气分离器应尽可能设置于燃油箱的最高位置（摩托车处于水平位置）。

4.1.3 为保证油气分离器具有良好的油气分离效果，在油气分离器内部应设置类似迷宫或单向阀结构。

4.1.4 燃油蒸发管接头“孔径”需根据车型设计匹配确定。

压力容器产品工艺文件产品名称：一级油气分离器工艺编号：GY11118 规格：Φ1400×30×4810 容器类别：Ⅱ类图号：制-38723 产品编号：11211编制：审核：大庆油田石油石化设备厂编制日期：2011 年 12 月 3 日制造工艺流程图符号：注释H—停止点；E—检查点；W—见证点；R-审核；RT—射线检测制造工艺流程图符号：注释H—停止点；E—检查点；W—见证点；R-审核；RT—射线检测第 1页共 2 页总体要求1、本设备的设计、制造、检验及验收按GB150-1998《钢制压力容器》及JB/T4731-2005《钢制卧式容器》执行，并受TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》监察。

2、本设备用钢板按GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》中的规定执行，使用状态为正火；壳体用钢板应按JB/T4730-2005《承压设备无损检测》逐张进行超声波检查，质量等级不低于Ⅲ级；电加热器套管用无缝钢管整根供货，按GB9948-2006《石油裂化用无缝钢管》执行，其余无缝钢管按GB/T8163-2008《输送流体用无缝钢管》执行；锻件按NB/T47008－2010《承压设备用碳素钢和合金钢锻件》执行，使用状态为正火+回火；法兰、法兰盖用锻件16Mn按相应法兰标准规定执行；螺柱、螺母应符合HG/T20613-2009《钢制管法兰用紧固件》的规定，使用状态为调质。

3、焊接材料及焊接要求按JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》的规定执行，焊条还应符合JB/T4747-2002《压力容器用钢焊条订货技术条件》的规定。

焊缝坡口型式及尺寸除图中注明外按GB/T985.1-2008《气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口》和GB/T985.2-2008《埋弧焊的推荐坡口》的规定执行。

第 2页共 2 页4、本设备的A、B类焊缝按JB/T4730-2005《承压设备无损检测》进行100%射线检测，检测技术等级不应低于AB级，Ⅱ级合格；C、D类焊缝表面按JB/T4730-2005《承压设备无损检测》进行100%磁粉检测，Ⅰ级合格。

分离器计算根据《油气集输设计规范》P29卧式重力分离器直径D 按照下式进行计算0423310350.0Pw K K TZq K D v -⨯=式中： q v —标准参比条件下气体流量，m 3/h (P 0=0.101325MPa T 0=293K 条件下)；2K —气体空间占有的面积分率，2K 取0.53K —气体空间占有的高度分率，3K 取0.54K —分离器长径比，K 4=L/D ；P ≤1.8MPa 时：K 4=3.0;1.8＜P ≤3.5MPa 时：K 4=4.0;P ＞3.5MPa 时：K 4=5.0Z —气体压缩系数（压缩因子）；T —操作温度，K ；P —操作压力（绝压），MPa ；D —分离器内径，m ；W 0—液滴沉降速度，（m/s ）；液滴直径68010m L d -=⨯；重力加速度2/8.9s m g = 4 4.0K =在操作条件下，由HYSYS 软件得知，压缩因子Z=0.9140气体的密度327.51/g kg m ρ=液体的密度3846.7/L kg m ρ=气体粘度51.22110Pa g μ-=⨯⋅标况下（P=101.325KPa,T=293K ），气体流量43q 1.33910/v m h =⨯处理装置考虑120%的弹性范围，气体流量43q 1.606810/v m h =⨯ 根据《油气集输设计规范》SY/T0010-96 第29页6.2.6-1式()f gd wg g L L ρρρ340-=0w -液滴在分离器中的沉降速度，m/s;L d -液滴直径，取60⨯10-6 ~100⨯10-6 mL ρ-液体的密度，3/kg mg ρ-气体在操作条件下的密度，3/kg mf-阻力系数，用下式计算阻力系数()()()()()63222549.88010846.727.5127.514Re 1011.297633 1.22110L L g gg gd f ρρρμ--⨯⨯⨯⨯-⨯-⋅===⨯⨯式中： Re —流体相对运动的雷诺数；μg —气体在操作条件下的粘度，Pa ·S得出2(Re )f 再查油气集输设计规范附录B 可得f 值,即 2.49f = ()()-660449.88010846.727.510.11183327.51 2.2L L g g gd w f ρρρ--⨯⨯⨯⨯-===⨯⨯m/s 分离器直径4-333v 2400.5 1.339103030.91400.350100.350100.50000.54 3.50.1296K q TZ D m K K Pw -⨯⨯⨯⨯=⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯分离器长 40.50004 2.000L D K m =⨯=⨯=。