气油分离装置的制作方法

本实用新型涉及天然气与润滑油的分离装置，具体地指一种用于天然气螺杆膨胀发电机组中的气油分离装置。

背景技术：

天然气螺杆膨胀发电机组主要由天然气过滤器、天然气预加热器、天然气螺杆膨胀机、发电机、气油分离器、天然气后加热器、油过滤器、油加热器、油泵和循环管路等组成。天然气螺杆膨胀发电机组的工作流程基本如下：来自上游的高压天然气经过天然气过滤器后进入天然气预加热器预热，再进入天然气螺杆膨胀机，膨胀过程中带动发电机发电，膨胀后的天然气降温降压，随润滑油一起进入气油分离器，气油分离后的天然气经过天然气后加热器加热后，进入下级市政管网；气油分离后的润滑油先经过油过滤器过滤，再经过油加热器加热后，然后经油泵加压后强制给天然气螺杆膨胀机供油，进入润滑油循环。

目前，天然气螺杆膨胀发电机组中气油分离器的结构基本上如附图1所示，主要由进气导向管1.4、第一端部封头1.2、第一卧式筒体1.1、支座3、第一滤芯装置7、第一出气口1.5、第一检修盖组件1.3及其它管道阀门焊接和装配而成。其天然气和润滑油的分离原理如下：第一级分离即膨胀后降温降压的天然气和润滑油一起进入进气导向管1.4，大量大颗粒的油滴通过惯性、碰撞及反向的作用聚集在第一端部封头1.2的内壁面，并在重力的作用沉降到第一卧式筒体1.1的底部；第二级分离即少量中、小、微颗粒的油滴和天然气的混合物通过第一卧式筒体1.1中部区域，由于分离空间的加大，使分离流速降低，部分中、小油滴，在重力的作用下进一步从气油混合物中分离出来；第三级分离即余下的中、小颗粒和微颗粒的油滴和天然气的混合物通过第一滤芯装置7，中、小颗粒的油滴将在流入多层多孔第一滤芯装置7之前，将在滤芯表面被过滤出来，然后，利用滤芯内部通道形状和大小的改变，可使进入其内部的小颗粒油滴在惯性力等的作用下，在材料的纤维上聚集成大油滴，并被过滤出来；最后含有少量微小油滴的天然气混合物经第一出气口1.5流出，完成了天然气螺杆膨胀发电机组中膨胀后的润滑油和天然气混合物的分离。

天然气螺杆膨胀发电机组是利用天然气压力能使螺杆膨胀机膨胀带动发电机发电，并使高压天然气膨胀降压后的进入低压的下级市政管网，由于国家对民用天然气中的含油量有明确的要求，因此经过天然气膨胀螺杆发电机组降压后的天然气必须保证含油量达到国家标准，这就对天然气螺杆膨胀发电机组中气油分离器分油效果提出了较高的要求，气油分离器的设计分离效果为3～5ppm，但实际上一级分离效果约为10000ppm，二级分离效果约为1000ppm，三级分离虽然采用3～5ppm高分子滤芯，但二级分离和三级分离之间的分离效果差了几个数量级，大量的中、小颗粒的油滴在高分子滤芯表面被过滤出来，大大超过了进入高分子滤芯内部的小颗粒油滴在惯性力等的作用下，在材料的纤维上聚集成大油滴，并被过滤出来的速度，逐步侵占了高分子滤芯表面积，堵塞了过滤流通通道，使分离效果越来越差，分离效果仅能达到10～50ppm，不能保证进入低压的下级市政管网天然气含油量的标准要求。

目前，为了改进上述不足，主要通过增大二级分离空间和增加三级高分子滤芯面积来提高分离效果，不但提高了设备成本，气油分离效果也得不到长久保障，这影响了天然气螺杆膨胀发电机组在天然气压力能利用上的推广，因此，如何使气油分离器气油混合物中的润滑油更好的被分离出来是膨胀发电行业中亟待解决的一个难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是要提供一种气油分离装置，该气油分离装置通过在第一分离器中增设格栅过滤装置以及增加第二分离器，由原来的三级分离改进为六级分离，使气油分离效果达到1ppm以上，超过了国家标准要求，降低了天然气管道及输送设备的危害，使民用天然气管道更加安全可靠。

为实现上述目的，本实用新型所设计的气油分离装置，包括第一分离器、与第一分离器连通的第二分离器、以及用于支撑第一分离器和第二分离器的支座；

所述第一分离器包括第一卧式筒体、设置在第一卧式筒体一端与其密封连接的第一端部封头、以及设置在第一卧式筒体另一端的可拆卸式第一检修盖组件，所述第一卧式筒体内设有与其内壁密封连接的第一圆形隔板、第二圆形隔板，所述第一圆形隔板、第二圆形隔板将第一卧式筒体分隔为第一分离腔、第二分离腔和第三分离腔；所述第一分离腔的顶部设有贯穿其内壁的进气导向管，所述进气导向管从第一卧式筒体的顶部向第一端部封头部位延伸；所述第二分离腔内设有与第一圆形隔板固定连接的格栅过滤装置，所述第一圆形隔板与格栅过滤装置的结合部位设有供气体通过的通孔；所述第三分离腔内设有与第二圆形隔板可拆卸连接的第一滤芯装置，所述第二圆形隔板与第一滤芯装置的结合部位设有供气体流通的通道；所述第三分离腔还设有第一出气口。这样，在二级分离和三级分离之间增加格栅过滤装置，分离效果达到100ppm，降低了二级分离和三级分离之间分离效果的数量级，使各级分离效果逐级降低，保障三级分离高分子滤芯效果达到3～5ppm。

所述第二分离器包括第二卧式筒体、设置在第二卧式筒体一端与其密封连接的第二端部封头、以及设置在第二卧式筒体另一端的可拆卸式第二检修盖组件，所述第二卧式筒体内设有与其内壁密封连接的第三圆形隔板，所述第三圆形隔板将第二卧式筒体分隔为一级分离腔和二级分离腔；所述一级分离腔设有进气口，所述进气口通过管道与第一分离器的第一出气口连通；所述二级分离腔内设有与第三圆形隔板可拆卸连接的第二滤芯装置，所述第三圆形隔板与第二滤芯装置的结合部位设有供气体流通的通道；所述二级分离腔还设有出气口。这样，通过增加第二分离器，由原来的三级分离改进为六级分离，分油效果超过国家标准要求，降低了天然气管道及输送设备的危害，使民用天然气管道更加安全可靠。

进一步地，所述第一滤芯装置为由高分子多孔材料制成的多层筒状结构，且第一滤芯装置的过滤精度为3～5ppm。这样，利用滤芯内部通道形状和大小的改变，可使进入其内部的小颗粒油滴在惯性力等的作用下，在材料的纤维上聚集成大油滴，并被过滤出来。

进一步地，所述第二滤芯装置为由高分子多孔材料制成的多层筒状结构，且第二滤芯装置的过滤精度为1ppm。这样，采用过滤精度为1ppm高分子滤芯，进一步保障了油分离效果达到1ppm以上，超过国家标准要求。

进一步地，所述第一卧式筒体与第二卧式筒体的直径相同。

再进一步地，所述第一卧式筒体与第二卧式筒体的底部均设有出油口。这样，分离出来的润滑油可经由出油口回收利用。

更进一步地，所述第二卧式筒体的顶部设有安全阀。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

其一，本实用新型通过在二级分离和三级分离之间增加格栅过滤装置，分离效果达到100ppm，降低了二级分离和三级分离之间分离效果的数量级，使各级分离效果逐级降低，保障三级分离高分子滤芯效果达到3～5ppm，不仅分离效果好，而且改进成本低。

其二，本实用新型通过增加第二分离器，由原来的三级分离改进为六级分离，分油效果达到1ppm以上，超过国家标准要求，降低了天然气管道及输送设备的危害，使民用天然气管道更加安全可靠。

其三，本实用新型通过第一分离器与第二分离器一体化设计，占地面积小、方便维护维修，省去了两台容器管道间的法兰和阀门连接，并共用安全附件，大大降低了改进成本。

附图说明

图1为传统的气油分离装置的结构示意图；

图2为本实用新型的气油分离装置的俯视结构示意图；

图3为图2中第一分离器的剖视结构示意图；

图4为图2中第二分离器的剖视结构示意图；

其中：第一分离器 1、第一卧式筒体 1.1、第一端部封头 1.2、第一检修盖组件 1.3、进气导向管 1.4、第一出气口 1.5、第二分离器 2、第二卧式筒体 2.1、第二端部封头 2.2、第二检修盖组件 2.3、进气口 2.4、出气口 2.5、支座 3、第一圆形隔板 4.1、第二圆形隔板 4.2、第三圆形隔板 4.3、第一分离腔 5.1、第二分离腔 5.2、第三分离腔 5.3、格栅过滤装置 6、第一滤芯装置 7、一级分离腔 8.1、二级分离腔 8.2、管道 9、第二滤芯装置 10、出油口 11、安全阀 12。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示的为传统的气油分离装置，其结构和工作原理已在背景技术中作了详细介绍，于此不再赘述。

图2～4中所示的气油分离装置，包括第一分离器1、与第一分离器1连通的第二分离器2、以及用于支撑第一分离器1和第二分离器2的支座3；第一分离器1包括第一卧式筒体1.1、设置在第一卧式筒体1.1一端与其密封连接的第一端部封头1.2、以及设置在第一卧式筒体1.1另一端的可拆卸式第一检修盖组件1.3，第一卧式筒体1.1内设有与其内壁密封连接的第一圆形隔板4.1、第二圆形隔板4.2，第一圆形隔板4.1、第二圆形隔板4.2将第一卧式筒体1.1分隔为第一分离腔5.1、第二分离腔5.2和第三分离腔5.3；第一分离腔5.1的顶部设有贯穿其内壁的进气导向管1.4，进气导向管1.4从第一卧式筒体1.1的顶部向第一端部封头1.2部位延伸；第二分离腔5.2内设有与第一圆形隔板4.1固定连接的格栅过滤装置6，第一圆形隔板4.1与格栅过滤装置6的结合部位设有供气体通过的通孔；第三分离腔5.3内设有与第二圆形隔板4.2可拆卸连接的第一滤芯装置7，第二圆形隔板4.2与第一滤芯装置7的结合部位设有供气体流通的通道；第三分离腔5.3还设有第一出气口1.5。这样，在二级分离和三级分离之间增加格栅过滤装置，分离效果达到100ppm，降低了二级分离和三级分离之间分离效果的数量级，使各级分离效果逐级降低，保障三级分离高分子滤芯效果达到3～5ppm。

第二分离器2包括第二卧式筒体2.1、设置在第二卧式筒体2.1一端与其密封连接的第二端部封头2.2、以及设置在第二卧式筒体2.1另一端的可拆卸式第二检修盖组件2.3，第二卧式筒体2.1内设有与其内壁密封连接的第三圆形隔板4.3，第三圆形隔板4.3将第二卧式筒体2.1分隔为一级分离腔8.1和二级分离腔8.2；一级分离腔8.1设有进气口2.4，进气口2.4通过管道9与第一分离器1的第一出气口1.5连通；二级分离腔8.2内设有与第三圆形隔板4.3可拆卸连接的第二滤芯装置10，第三圆形隔板4.3与第二滤芯装置10的结合部位设有供气体流通的通道；二级分离腔8.2还设有出气口2.5。这样，通过增加第二分离器，由原来的三级分离改进为六级分离，分油效果超过国家标准要求，降低了天然气管道及输送设备的危害，使民用天然气管道更加安全可靠。

上述技术方案中，第一滤芯装置7为由高分子多孔材料制成的多层筒状结构，且第一滤芯装置7的过滤精度为3～5ppm。这样，利用滤芯内部通道形状和大小的改变，可使进入其内部的小颗粒油滴在惯性力等的作用下，在材料的纤维上聚集成大油滴，并被过滤出来。第二滤芯装置10为由高分子多孔材料制成的多层筒状结构，且第二滤芯装置10的过滤精度为1ppm。第一卧式筒体1.1与第二卧式筒体2.1的直径相同。第一卧式筒体1.1与第二卧式筒体2.1的底部均设有出油口11。这样，分离出来的润滑油可经由出油口回收利用。第二卧式筒体2.1的顶部设有安全阀12。

气油分离器装置的分离原理如下：第一级分离即膨胀后降温降压的天然气和润滑油一起进入第一分离器1的进气导向管1.4，大量大颗粒的油滴通过惯性、碰撞及反向的作用聚集在第一端部封头1.2的内壁面，并在重力的作用沉降到第一卧式筒体1.1的底部；第二级分离即少量中、小、微颗粒的油滴和天然气的混合物通过第一卧式筒体1.1中部区域，由于分离空间的加大，使分离流速降低，部分中、小油滴，在重力的作用下进一步从气油混合物中分离出来；第三级分离即余下的中、小颗粒和微颗粒的油滴和天然气的混合物通过格栅过滤装置6特有的叶片进行分离，大量的中、小微颗粒的油滴被分离出来；第四级分离即少量小颗粒和微颗粒的油滴和天然气的混合物通过第一滤芯装置7，小颗粒的油滴将在流入多层多孔第一滤芯装置7之前，将在滤芯表面被过滤出来，然后，利用滤芯内部通道形状和大小的改变，可使进入其内部的小颗粒油滴在惯性力等的作用下，在材料的纤维上聚集成大油滴，并被过滤出来；第五级分离即经第一分离器1的第一出气口1.5流出的含微颗粒的油滴，通过第二分离器2的进气口2.4部分聚集在第二端部封头2.2的内壁面，再次在重力的作用沉降到第二卧式筒体2.1的底部；第六级分离即含有少量微小油滴的天然气混合物经第二滤芯装置10，微颗粒的油滴利用滤芯内部通道形状和大小的改变，在惯性力等的作用下，在材料的纤维上聚集成大油滴，并被过滤出来；最后接近纯净的天然气由第二分离器2的出气口2.5流出，完成了天然气螺杆膨胀发电机组中膨胀后的润滑油和天然气混合物的分离。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。