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CN101975332A - 煤气柜大排水量油水分离器 - Google Patents

煤气柜大排水量油水分离器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种煤气柜大排水量油水分离器，在现有的油水分离器基础上设置包括主排水管和液位检测组件的主排水系统，本发明能够增大排水量，保持底部油沟的水位变化很小，实现利用油水分离器来控制活塞油沟油位的目的，从而能够适用于储存温度较高的煤气，提高煤气热值的同时节约冷却水，使用成本低；本发明在增加有限投资的情况下，能够将现有油水分离器排水能力大大提高，减小密封油的损耗量，可将稀油密封型煤气柜的使用范围从常温饱和煤气拓展到进口温度为～70℃的饱和煤气且串联在煤气管道上的煤气柜领域。

Description

煤气柜大排水量油水分离器
技术领域
本发明涉及一种煤气柜附属设备，特别涉及一种煤气柜密封循环油的油水分离器。
背景技术
煤气柜是贮存工业及民用煤气的钢制容器，由于承装煤气，因此，对于其密封性能要求较高。现有技术中，较为普遍的采用稀油密封的活塞式结构干式煤气柜，采用密封油闭路强制循环的方式不断向活塞油沟供给密封油，保持油沟油封高度，防止煤气外逸。供油装置包括供油泵及配管、预备油箱及溢流装置和活塞上的收油板，共同组成活塞密封油供给装置向活塞油沟供油，以保证活塞油沟的密封油位高度。
使用过程中，循环油由于与煤气接触较为充分，会有较多的冷凝水汇集并与循环油混合后进入煤气柜底部油沟，为了保证煤气柜的正常使用，需要在后续密封油循环前将冷凝水分离出去；为达到上述目的，密封油在循环前需通过油水分离器分离冷凝水。
由于现有技术中稀油密封型煤气柜储存的煤气通常需要喷水降温以满足稀油密封型煤气柜储存的要求，一般降温为约60℃的饱和煤气且在煤气管网煤气富余后才送入煤气柜储存。而煤气温度降低后煤气的热值相对变低，并且浪费大量的水。
而在稀油密封型煤气柜储气温度提高的情况下，煤气饱和含湿量将大幅增加。例如，以低海拔地区表压为10kPa的高炉煤气计算，20℃时煤气饱和含湿量约为18g/m3；30℃时煤气饱和含湿量约为32g/m3；50℃时煤气饱和含湿量约为100g/m3；60℃时煤气饱和含湿量约为176g/m3；72℃时煤气饱和含湿量约为356g/m3。由此可见，温度较高的煤气需要较大量的排水量。譬如，一座20万m3煤气柜有4个油水分离器，当其串联在煤气主管道上流量为25万m3/h的饱和煤气且进口煤气温度为72℃的情况下，单个油水分离器的排水量需求可达10t/h。而现有油水分离器是通过调节底部油沟油位来实现活塞油沟油位的控制并实现自动排水功能的，单个油水分离器排水能力仅为1 t/h；如果提高稀油密封型煤气柜储气温度，则排水量会变大，在此情况下如何保持底部油沟油水位的基本不变并保持油水分离效果成为亟待解决的问题。
因此，需要对现有的煤气柜油水分离器进行改进，能够增大排水量，保持底部油沟的水位变化很小，实现利用油水分离器来控制活塞油沟油位的目的，从而能够适用于储存温度较高的煤气，提高煤气热值的同时节约冷却水，节约使用成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种煤气柜大排水量油水分离器，能够增大排水量，保持底部油沟的水位变化很小，实现利用油水分离器来控制活塞油沟油位的目的，从而能够适用于储存温度较高的煤气，提高煤气热值的同时节约冷却水，节约使用成本。
本发明的煤气柜大排水量油水分离器，包括密封分离腔、二次分离腔和回收腔，密封分离腔与煤气柜底部油沟连通，密封分离腔通过溢流装置分为油气水区和油气区，所述油气区位于其油位下部与二次分离腔之间连通，二次分离腔与回收腔连通，还包括主排水系统，所述主排水系统包括主排水管和液位检测组件，所述主排水管进水口连通于油气水区下部的冷凝水相且其外部排水口高于油气水区液位形成水封结构，所述液位检测组件设置于油气水区用于检测油位或/和水位，主排水管设置有根据液位检测组件检测的油位或/和水位进行调节的调节阀。
进一步，所述煤气柜底部油沟通过U型连通器连通于油气水区，所述U型连通器的管径大于DN100；
进一步，所述煤气柜底部油沟下部U型连通器接口与油水界面之间设置隔油板；
进一步，还包括自动控制系统，用于接收液位检测组件的油位或/和水位信号并根据该信号向调节阀发出命令信号；
进一步，所述溢流装置包括相互密封隔离的水溢流组件和油溢流组件，水溢流组件包括设置于油气水区的竖直溢流管和水平溢流管，所述竖直溢流管上端连通油气水区的气相，下端连通于油气水区的冷凝水相，中部设置溢流口，水平溢流管连通于溢流口和油水分离器排水通道之间；油溢流组件包括设置于油气水区和油气区之间的油溢流堰，所述油溢流堰的堰口高于油气水区的冷凝水相液位；
进一步，所述溢流装置设置溢流高度调节装置，所述水平溢流管穿过油溢流堰壁与其固定连接并向下折弯，向下折弯部滑动配合插入油水分离器排水通道的竖直段；溢流高度调节装置包括支架和竖直丝杆，支架固定设置于油水分离器外壳，竖直丝杆下端以可绕其轴线转动的方式固定连接于水平溢流管，上端密封穿过油水分离器外壳与支架螺纹配合；
进一步，所述液位检测组件包括与油气水区竖向贯通的液位筒和置于液位筒内的液位计；
进一步，油气区通过与其底部连通并向上延伸的油封管连通于二次分离腔。
本发明的有益效果是：本发明的煤气柜大排水量油水分离器，在油水分离器密封分离腔的油气水区设置主排水管和液位检测组件，液位检测组件的液位参数用于控制主排水管上的调节阀，实现自动调节；在正常生产情况下，大部分冷凝水通过主排水管外排，少部分冷凝水通过现有分离器内冷凝水溢流组件排出，油水界面达到分离器内冷凝水溢流组件时，调节阀的开度通过自动调节达到最大，油水界面较低时，逐渐减小调节阀开度，调整主排水流量，当油水界面低到主排水管的水封结构自动使主排水装置停止排水时，主排水管停止排水，油水界面升高则自动提供主排水装置的排水驱动力，同时，油水分离器的溢流排水水封水位高度降低时，可通过减小调节阀的开度实现排水水封的补水；由此可见，本发明能够增大排水量，保持底部油沟的水位变化很小，实现利用油水分离器来控制活塞油沟油位的目的，从而能够适用于储存温度较高的煤气，提高煤气热值的同时节约冷却水，使用成本低；本发明在增加有限投资的情况下，能够将现有油水分离器排水能力大大提高，减小密封油的损耗量，可将稀油密封型煤气柜的使用范围从常温饱和煤气拓展到进口温度为～70℃的饱和煤气且串联在煤气管道上的煤气柜领域。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1沿A-A-A-A向剖视图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为图1沿A-A-A-A向剖视图，如图所示：本实施例的煤气柜大排水量油水分离器，包括密封分离腔1、二次分离腔2和回收腔3，密封分离腔1与煤气柜底部油沟11连通，如图所示，通过设置阀门23的连通管7连通；密封分离腔1通过溢流装置分为油气水区Ⅰa和油气区Ⅰb，所述油气区Ⅰb位于其油位下部与二次分离腔2之间连通，二次分离腔2与回收腔3连通，可采用连通孔、连通管或者溢流的方式连通；还包括主排水系统，所述主排水系统包括主排水管8和液位检测组件，所述主排水管8进水口连通于油气水区Ⅰa下部的冷凝水相且其排水口高于油气水区Ⅰa液位形成水封结构，所述液位检测组件设置于油气水区Ⅰa用于检测油位或/和水位，本实施例采用检测水位的结构；主排水管8设置有根据液位检测组件检测的油位或/和水位进行调节的调节阀9；同时，主排水管8还设置手动阀10，方便调节阀9出现故障后检修或者手动调节。
如图所示，Ha为油气水区的油深；Hb为油气水区的水深；Hc为溢流装置内外的水面高差；Hd为油气水区的油水界面的活动高度范围，保证底部油沟液位能够保持正常，从而保证活塞油沟油位；He为排水不含油的预留余量，应保证油水分离器油溢流堰13、水平溢流管14和竖直溢流管15都上/下移90mm（即底部油沟油位升高/降低）主排水管不排出油；Hf为油水分离器停运时主排水装置的水封高度，略低于油位，保证油水分离器内煤气不外泄；Hg为正常运行时油水分离器主排水管的水封高度，水封高度Hg可在煤气柜进行空气试验时确定其实际高度。
油气水区Ⅰa为油、水和煤气三相共存的分离区；油气区Ⅰb为一次分离出的密封油和煤气两相共存的分离区。
从煤气柜底部油沟11流出的油水混合物与煤气进入油气水区Ⅰa，少部分煤气冷凝水通过溢流装置外排；大部分冷凝水则由主排水管经调节阀调节流量后排出，调节阀开度的控制通过液位检测组件由自动控制系统实现，测出油气水区Ⅰa内油位高度Ha或/和水位高度Hb来控制，调节阀9的开度自动调节使油水界面在Hd范围内波动，Hd达最大时，主排水装置排水量为零；Hd超过最大范围则主排水装置水封高度Hg自动使主排水装置停止排水（此时溢流装置的水溢流管也停止排水）；Hd变小则自动提供主排水装置的排水驱动压力；在油气水区Ⅰa静置分离后的密封油通过溢流装置进入油气区Ⅰb，并进入二次分离腔2和回收腔3后循环使用。。
本实施例中，所述煤气柜底部油沟11通过U型连通器6连通于油气水区Ⅰa，U型连通器6设置阀门21，所述U型连通器6的管径大于DN100，本实施例采用DN250；较大管径可以适应于较大的排水量，并减缓排水流速的变化，从而使底部油沟水位的波动变化尽量小，减小对活塞油沟油位波动的影响；同时，可适当加大油气水区Ⅰa的空间，使较大量的冷凝水在油气水区Ⅰa内静置分离的时间不致太短，充分分离。
本实施例中，所述煤气柜底部油沟11下部U型连通器6接口与油水界面之间设置隔油板22；隔油板22为垂直于或倾斜于煤气柜侧板的挡板结构，位于油水界面下部，本实施例为半圆形挡板结构；隔油板22可防止从煤气柜侧板上流下的密封油与冷凝水较剧烈地混合，保证排出底部油沟内下层油水分离稍完全的冷凝水，相当于增加了冷凝排水的静置时间，起到油水初步分离的作用。
本实施例中，还包括自动控制系统24，用于接收液位检测组件的油位或/和水位信号并根据该信号向调节阀发出命令信号；实现自动控制，排除人为干扰，同时，减轻操作者的工作强度。
本实施例中，所述溢流装置包括相互密封隔离的水溢流组件和油溢流组件，水溢流组件包括设置于油气水区Ⅰa的竖直溢流管15和水平溢流管14，所述竖直溢流管15上端连通油气水区Ⅰa的气相，下端连通于油气水区Ⅰa的冷凝水相，中部设置溢流口15a，水平溢流管14连通于溢流口和油水分离器排水通道18之间；如图所示，排水通道18通过水封管19连通于排水仓20，排水仓20连通设置的带有排水阀的排水管25；油溢流组件包括设置于油气水区Ⅰa和油气区Ⅰb之间的油溢流堰13，所述油溢流堰13的堰口高于油气水区Ⅰa的冷凝水相液位；溢流装置结构简单紧凑，占地面积小。
本实施例中，所述溢流装置设置溢流高度调节装置，所述水平溢流管14穿过油溢流堰13壁与其固定连接并向下折弯形成向下折弯部14a，向下折弯部14a滑动配合插入油水分离器排水通道18设置的竖直段18a；溢流高度调节装置包括支架17和竖直丝杆16，支架固定设置于油水分离器外壳，竖直丝杆16下端以可绕其轴线转动的方式固定连接于水平溢流管14，上端密封穿过油水分离器与支架17螺纹配合，如图所示；通过调节溢流装置的高度，能够有效调节煤气柜底部油沟的液位。
本实施例中，所述液位检测组件包括与油气水区Ⅰa竖向贯通的液位筒4和置于液位筒4内的液位计5；液位筒4结构与油气水区Ⅰa竖向贯通，使气、油和水在液位筒内三相连通，保证液位测量的准确性。
本实施例中，油气区Ⅰb通过与其底部连通并向上延伸的油封管12连通于二次分离腔2，达到较好的密封效果，保证油水分离器正常工作。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或/和等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种煤气柜大排水量油水分离器，包括密封分离腔、二次分离腔和回收腔，密封分离腔与煤气柜底部油沟连通，密封分离腔通过溢流装置分为油气水区和油气区，所述油气区位于其油位下部与二次分离腔之间连通，二次分离腔与回收腔连通，其特征在于：还包括主排水系统，所述主排水系统包括主排水管和液位检测组件，所述主排水管进水口连通于油气水区下部的冷凝水相且其排水口高于油气水区液位形成水封结构，所述液位检测组件设置于油气水区用于检测油位或/和水位，主排水管设置有根据液位检测组件检测的油位或/和水位进行调节的调节阀。
2.根据权利要求1所述的煤气柜大排水量油水分离器，其特征在于：所述煤气柜底部油沟通过U型连通器连通于油气水区，所述U型连通器的管径大于DN100。
3.根据权利要求2所述的煤气柜大排水量油水分离器，其特征在于：所述煤气柜底部油沟下部U型连通器接口与油水界面之间设置隔油板。
4.根据权利要求3所述的煤气柜大排水量油水分离器，其特征在于：还包括自动控制系统，用于接收液位检测组件的油位或/和水位信号并根据该信号向调节阀发出命令信号。
5.根据权利要求4所述的煤气柜大排水量油水分离器，其特征在于：所述溢流装置包括相互密封隔离的水溢流组件和油溢流组件，水溢流组件包括设置于油气水区的竖直溢流管和水平溢流管，所述竖直溢流管上端连通油气水区的气相，下端连通于油气水区的冷凝水相，中部设置溢流口，水平溢流管连通于溢流口和油水分离器排水通道之间；油溢流组件包括设置于油气水区和油气区之间的油溢流堰，所述油溢流堰的堰口高于油气水区的冷凝水相液位。
6.根据权利要求5所述的煤气柜大排水量油水分离器，其特征在于：所述溢流装置设置溢流高度调节装置，所述水平溢流管穿过油溢流堰壁与其固定连接并向下折弯，向下折弯部滑动配合插入油水分离器排水通道的竖直段；溢流高度调节装置包括支架和竖直丝杆，支架固定设置于油水分离器外壳，竖直丝杆下端以可绕其轴线转动的方式固定连接于水平溢流管，上端密封穿过油水分离器外壳与支架螺纹配合。
7.根据权利要求6所述的煤气柜大排水量油水分离器，其特征在于：所述液位检测组件包括与油气水区竖向贯通的液位筒和置于液位筒内的液位计。
8.根据权利要求7所述的煤气柜大排水量油水分离器，其特征在于：油气区通过与其底部连通并向上延伸的油封管连通于二次分离腔。
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