Штуцера и люки циклонного пылеуловителя

Рис. 11.6. Циклонный пылеуловитель

Рис. 11.7. Разрез циклонного пылеуловителя

Рис. 11.8. Разрез циклонного пылеуловителя

Рис. 11.9. Блок вертикальных циклонных пылеуловителей

Рис. 11.10. Схема движения газов в циклоне:

1 – выход газа; 2 – вход газа; 3 – удаление механических примесей.

В эксплуатации на КС находится оборудование различных зарубежных фирм. Для очистки газа от механических примесей фирма “Пирлесс” (США) выпускает масляные пылеуловители, пористые фильтры и скрубберы, представленные на рис. 11.11, 11.12.

Рис. 11.11. Скруббер:

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

Рис. 11.12. Дренажная обвязка скруббера:

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

Работа скруббера осуществляется следующим образом: природный газ через входной патрубок и входную камеру поступает в циклонные патрубки, проходя в две прорези каждой трубки, газ ускоряется и приобретает вращательное движение. Жидкие и твердые частицы отбрасываются 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 сбрасывают путем продувки в специальную сборную емкость.

В связи с невозможностью достичь высокой степени очистки газа в циклонных пылеуловителях появляется необходимость выполнять вторую ступень очистки, в качестве которой используют фильтры-сепараторы, устанавливаемые последовательно после циклонных уловителей, они представлены на рис. 11.13, 11.14.

Рис. 11.13. Фильтр-сепаратор:

1 – корпус фильтр-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 дренажный сборник и далее в подземные емкости.

Рис. 11.14. Горизонтальный фильтр-сепаратор фирмы Крезо-Луар

Для работы в зимних условиях фильтр-сепаратор снабжен 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 давления на фильтр-сепараторе. При достижении перепада, равного 0, 04 МПа, фильтр-сепаратор необходимо отключить и произвести в нем замену фильтр-элементов на новые.

Принцип работы фильтр-сепаратора фирмы Крезо-Луар можно рассмотреть как три отдельных механизма разделения (рис.11.14).

1. Механизм разделения на входе.

При входе газа и жидкости в кожух фильтр-сепаратора скорость газа понижается и более крупные капли жидкости осаждаются на поверхности кожуха за счет силы тяжести и удара. Эта жидкость затем дренируется в конденсатосборник.

2. Агломерирующий механизм.

Вторая стадия разделения происходит в секции трубчатых фильтрующих пакетов из стекловолокна. Увеличение капельки жидкости, которые не были выделены в кожухе, переносятся газом к фильтрующему пакету. За счет диффузии и инерционного удара часть капелек остается на внешней поверхности волокнистого пакета и дренируется в конденсатосборник. Эффективность сбора частиц зависит от диаметра отдельных стекловолокон. Чем меньше диаметр волокон, тем выше эффективность. Пакеты из стекловолокна должны иметь низкий перепад давления, высокую эффективность сбора жидкости и достаточную прочность корпуса для обеспечения постоянной работы на продолжительный период времени.

Потоком газа отдельные капельки жидкости срываются с пленки на внутренней стороне волокнистого пакета и уносятся в каплеотбойник.

3. Механизм каплеотбойника.

Третий сепарационный отсек фильтр-сепаратора служит для удаления жидкости в каплеотбойнике, который состоит из многочисленных дефлекторов, показанных на рис. 11.15.

Система каплеуловителей представляет собой ряд лопастей определенной формы. Газ в каплеотбойнике разделяется на потоки с постоянно меняющимися направлениями, вызывая турбулентность и качение потока газа. Капли жидкости ударяются о поверхность лопастей и остаются на них. Затем жидкость поступает в карманы пакета и дренируется за счет силы тяжести в конденсатосборник. Каплеотбойник удаляет капельки жидкости размерами 8-10 мкм и более.

Рис. 11.15. Каплеотбойник

Рассмотрим систему очистки технологического газа компрессорной станции № 17 “Кулгурская’ газопровода Уренгой-Ужгород. На компрессорной станции установлены шесть вертикальных мультициклонных скрубберов и шесть горизонтальных фильтр-сепараторов французской фирмы ‘Крезо-Луар’.

Скруббер содержит отделяющую секцию, состоящую из 43 циклонных труб диаметром 6 дюймов. Трубные пучки рассчитаны таким образом, что через каждую трубу проходит одинаковое количество газа. Падение давления в трубах поддерживают постоянным и как можно более низким. Дренажные коллекторы оборудуют электрическими подогревателями, которые поддерживают температуру не ниже +5 ⁰С при эксплуатации в зимнее время. Аппарат оборудован люк-лазом диаметром 20 дюймов с быстродействующим затвором, а также контрольно-измерительными приборами: манометром, стеклянным уровнемером для визуального контроля уровня жидкости и сигнализатором высокого уровня.

Фильтр-сепаратор имеет батарею из 60 (наружный диаметр 124 мм, длинна 1795 мм) съемных фильтрующих элементов из стекловолокна, за которыми устанавливают съемный внутренний влагоотделитель лопастного типа (каплеотбойник). Плотность стекловолокна фильтрующих элементов – 0, 1 г/см³. Диаметр волокон порядка 10 мкм. Перепад давления при чистом фильтре и нормальном дебите составляет 12, 5 кПа. При перепаде от 50 до 80 кПа требуется замена фильтрующих элементов. Аппарат также оборудован люк-лазом, подогревом дренажных коллекторов и контрольно-измерительными приборами: манометром, измерителем дифференциального давления, двумя стеклянными уровнемерами жидкости, двумя сигнализаторами высокого уровня.

Рассмотрим систему очистки в целом (схемы представлены на рис. 11.16, 11.17). Она состоит из 6 установок, каждая из которых имеет один скруббер и один фильтр-сепаратор, соединенные последовательно. Каждая установка имеет следующие данные:

Допустимые загрязнения после очистки:

- 0, 5% любых твердых частиц и жидких капелек с размером от 0, 5 до 5 мкм;

- 100% всех твердых частиц и жидких капелек с размером менее 0, 5 мкм.

Система сбора дренажа состоит из трех подземных емкостей, оборудованных пневматическими реле уровня, которые управляют клапанами в блоке редуцирования, и электрическими реле уровня, которые выдают сигналы тревоги. Если в какой-то подземной емкости уровень жидкости превысит допустимый, сработает пневматическое реле. Откроется клапан на соответствующем трубопроводе и жидкость под действием давления газа перекачается в емкость сбора конденсата, из которой ее вывозят автомобильными цистернами.

Рис. 11.16. Схема очистки технологического газа

Рис. 11.17. Схема системы сбора конденсата:

1– подземные конденсатные емкости; 2 – емкость сбора конденсата.