油气分离元件工作原理

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油气分离元件工作原理



    油气分离器(油气分离元件)是把油井生产出的原油和伴生天然气分离开来的一种装置。油气分离器置于潜油离心泵和保护器之间，将井液中的游离气体与井液分离，液体送给潜油离心泵，气体释放到油管和套管环形空间。
* R/ f0 \( c0 i3 S$ z　　有时候分离器也作为油气水以及泥沙等多相的分离、缓冲、计量之用。从外形分大体有三种形式，立式、卧式、球形。
    大多数用油机器设备内都装有油气分离元件.如 阿特拉斯.科普柯Atlas Copco、英格索兰Ingersoll-Rand、康普艾Compair、寿力Sullair、复盛FuSheng、富达LIUTECH、伯格BOGE、正力精工Ganey、日立HITACHI、神钢KOBELCO、信然XINRAN、斯可络Screw、申行健、优耐特斯、阿格斯特、博莱特、锡压、施耐德日盛、飞和、浪潮、凌格风等空压机(压缩机)和汽车等等.可见油气分离元件在机器中占有不可忽略的地位.
/ F: P8 j: T+ w) n( _% M* Z, I    油气分离元件是决定空压机压缩空气品质的关键部件，高质量的油气分离元件不仅可保证压缩机的高效率工作，且滤芯寿命可达数千小时。
0 K3 L; K9 x* {  @1 f8 R   从压缩机头出来的压缩空气夹带大大小小的油滴。大油滴通过油气分离罐时易分离，而小油滴（直径1um以下悬浮油微粒）则必须通过油气分离滤芯的微米及玻纤滤料层过滤。油微粒经过滤材的扩散作用，直接被滤材拦截以及惯性碰撞凝聚等机理，使压缩空气中的悬浮油微粒很快凝聚成大油滴，在重力作用下油集聚在油分芯底部，通过底部凹处回油管进口返回机头润滑油系统，从而使压缩机排出更加纯净无油的压缩空气。压缩空气中的固体粒子经过油分芯时滞留在过滤层中，这就导致了油分芯压差（阻力）不断增加。随着油分芯使用时间增长，当油分芯压差达到0.08到0.1Mpa时，滤芯必须更换，否则增加压缩机运行成本（耗电）。
. H2 Z7 j2 K6 ~9 L" w2 L   本公司所提供的产品均使用世界一流滤材为基础，测试油分芯排气含油量，压差为依据，愿为您提供低残油量、低压差、长寿命的油分芯。

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离心式和无油螺杆压缩机孰优孰劣
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    编者按：无油压缩机广泛应用于医疗、制药、食品饮料加工、邮电通讯、石油化工、电子气动仪表、喷漆、粉状及颗粒状气体输送、空气搅拌、胶片感光、建筑工程、材料、国防科研等需要高品质压缩空气的领域。市场上主流采用无油螺杆压缩机或者离心式压缩机来提供压缩机空气，并在较大的流量范围内两种机型存在着交叉和竞争。那么，孰优孰劣一直是销售和用户展开激烈辩论的主题，本期论坛我们就来听听网友们展开的激烈讨论吧。   

! T1 G) ?/ o7 T/ U0 o    无论用户购买什么东西，民用也罢，工业设备也罢，决定他的购买意向的无非是三大要素：价格，质量，服务。那么我们在这里说离心机比干螺杆要好，究竟好在什么地方？就让我们从以上三要素探讨一下。
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一、价格
    我们在这里所说的价格是一个广义的概念，实际上指的就是成本。
3 P, }" P3 Z( z9 I9 g    这里我们先撇开初购成本不谈，从运行成本，保养成本上对离心机和无油螺杆机作一下对比：
- S( N3 i2 w. A( d/ p    运行成本：我们讲离心机的运行成本比无油螺杆要低10%以上。为什么说10%呢？就让我们来分析分析。
    首先现在市场上的无油螺杆机全是两极压缩，一级冷却，而离心式压缩机是三级压缩，两极冷却。多这一级意味着什么呢？意味着可以省6%的压缩功。
    一台无油螺杆机有7个齿轮，14~18个轴承，4组啮合。而一台离心式压缩机有3个齿轮，6个轴承，2个啮合。由机械上的经验可知每多一组啮合，机械损耗约增加2%，那么离心机在机械损耗上又可以节约4%左右的功。
9 q# j9 s3 S6 e  D9 Q9 Q- u' ?    6%+4%=10%！
    那么细心的朋友可以发现我们上文中还有个“以上”。这个以上又从何而来呢？那就是我们刚才所讲的& ldquo;每增加一组啮合,机械损耗增加约2%”是有前提的：同样的齿轮加工精度，同样的轴承。那么离心机的齿轮加工精度一般都在 AGMA12级，而现在市场上的无油螺杆压缩机的齿轮加工精度一般在AGMA7级!再有就是轴承，离心式压缩机的轴承是滑动轴承，而螺杆式压缩机均是滚动轴承。这也就是“以上”的由来！我们大概粗略的算了一下，如果同样一台进气流量为100m3/min、排气压力7kgf/cm2的压缩机，离心机比无油螺杆机在运行费用上要省30万元以上！（以每年运行8000小时，每度电0.7元计算。）
    保养成本：每年的保养成本对于离心机和无油螺杆机来讲差不多，每年的投入大概就是初购成本的2~3%。但是有一点--螺杆机的机头设计寿命大概在4~5年（每年运行8000小时），这意味着什么呢？意味着压缩机在运行五年后必须更换一个新的机头！我们从市场上了解到，无油螺杆机更换一个机头的费用是整机价格的50~60%，也就是说每年要均摊到10~12%！换句话说无油螺杆机实际每年的保养费用在13~16%。那么离心机存在不存在上面的问题？离心机主要的零部件的设计寿命均在20年以上（每年运行8000小时）！离心机的用户根本没有这方面的顾虑。
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二、质量
    质量也包括两个方面：一个是制造质量，这方面我们这里先不谈；另一个是机器本身的性能质量，我们主要从这方面谈一下离心机与无油螺杆机的差异。
' n+ D5 E+ A% \/ u1 m" d$ G7 A9 D    谈到性能，当然是多方面的，前面所讲的能耗也包含其中。我们想用下表来作个比较：
    噪音 （A：离心式压缩机 B：无油螺杆机）
    A：约85~90分贝，主要的噪音源来自主马达，因此可以不用隔音罩，易于保养、巡检及散热。
2 z$ _5 K' O5 ?9 T& b    B：高达100分贝，主要的噪音源来自空压机，因此必须搭配隔音罩，保养、巡检不方便，罩内积热更容易造成马达烧毁。< /font>
: e& v7 a. q7 d" g7 s0 H   压缩空气干净程度
    A：使用2级过滤，最终滤度为2微米以上，接近100%、0.4微米以上的滤度也高达90%。
    B：最终滤度为10微米，要求纯净空气的系统需要增设后过滤器。
9 k4 I# X6 }+ ~. R    排气压力波动
    A：“等压变容的压缩方式可以保持相当稳定的系统压力，压力波动范围可以保持在1~3%以内（即使没有储气筒）”
    B：等容变压的压缩方式，压力波动范围在5~10%或以上，一定要有储气筒来降低压力的波动。
) Y* G3 z0 G# V- Y; y    可靠性
! F8 c' P+ j9 I2 h    A：设计寿命年限长，可靠性高。有限载控制，马达无过载忧虑。
6 X! u* v4 `4 [7 H& T    B：没有限载控制，冬天容易马达过载。最主要的一点就是备机不可靠性相对离心机而言比较高。主要是进气中的粉尘会破坏螺杆转子表面的特氟隆，备机机头中的冷凝水就有可能使螺杆生锈。如果启动备机不采取一些措施就有可能产生马达烧掉，连轴器损坏，螺杆损坏等故障。

三、服务
    服务也可以分下面几个方面谈：
    1、厂家的服务能力。
    2、机器本身的可服务性。
" s, o& ~1 n- B: r* w. K: U    离心机是一种高转速，高精密度，高可靠性的机械，服务人员必须经过专业培训才能胜任现场的维修、定检工作。但就客户而言，其一般性日常保养的工作量十分小。可以这样说难的烦的我们厂家都做好了，不用客户去操心了！再往俗了说：离心机容易伺候。
    而无油螺杆就不同了，特别是它的机头属于商业机密，不允许、不授权任何人维修、定检机头，任何机头部分的异常就必须退运国外修复或更新，既耗费用又耗时间。费用还在于次，因空压机不运作给客户造成的效益损失又怎么算？

# u4 l  h0 T9 j四、其他
    “离心机有稳定、耐用、节能、保养简易等优点但对于小于500HP以下的机器其初购成本比较高。”“无油螺杆机长期运行尚称稳定，比往复机易于保养，价格低是主要的优点。但其机头寿命短，更新成本过高，备机可靠性不高。 ”
+ |* E  t9 v9 C# w0 k* v    上述的话就是市场对离心机和无油螺杆机的主要反映。那么从整个市场看越来越小型化的离心式压缩机将是未来无油空气压缩机的主流。而无油螺杆机作为过去的小型无油空压机市场取代往复机的革命性机种，碍于先天的缺陷和市场严酷的考验已日趋没落，世界上各主要螺杆机制造厂在15年前即已终止研发不再加入市场的竞争行列。

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离心式压缩机，因其叶轮与水涡轮的叶轮相似，故又称涡轮透平式压缩机。近年来，这种压缩机发展很快，目前已成为大中型化工企业中使用的主要的压缩机。
　　 第一节 概 述
　　 一、离心式压缩机的工作原理
. m% ]' w. \$ g. y( l　　 当汽轮机驱动(或电动机通过增速器带动)离心式压缩机主轴上的叶轮做高速旋转时，叶轮叶片流道中的气体在叶轮叶片的作用下，跟着叶轮做高速旋转，而气体由于离心力的作用以及在叶轮里的扩压流动，使其他通过叶轮后的压力和速度得到了提高，然后，再通过扩压器、涡壳将气体的速度降低，更进一步提高气体的压力，就这样，将气体的速度能转化为静压能。
　　 二、离心式压缩机的优缺点
8 c7 w+ ^7 O9 _7 A　　 与活塞式压缩机相比，离心式压缩机有以下特点：
" c# G, b# b2 f# ]　　 ①离心式压缩机的排气量大(50一20000m3／min)，输气均匀、连续，而且振动小，运转可靠，可作长期运转。
　　 ②由于离心式压缩机的单机总压比很大(最高可达)92)，所以其体积小，结构紧凑，重量轻。
　　 ③被压缩气体不会被润滑油污染。
　　 ④在化工厂里有着大量的热量可以回收，尤其是在化肥厂，可以进行废热综合利用，即锅炉回收热量产生蒸汽驱动汽轮机带动离心式压缩机，既安全又节约能源。
　　 ⑤离心式压缩机适应工况变化的性能较差，因为它只能在设计工况下操作才能获得最高效率，在高于和低于设计工况进行操作时，效率都会下降，更突出的是在流量减小到一定程度时，压缩机便会产生剧烈的振动，即所谓“喘振”。
# X% x8 ^2 M9 J/ r/ i4 e% Z　　 ⑥离心式压缩机的效率一般比较低，只有在大流量时(大于1000m3／mln)才能与活塞式压缩机相比，其主要原因是目前对它的研究不充分，另外，气体速度很高造成的能量损失也很大。
: h- b( P2 S" Z' u3 l( v& T　　 ⑦离心式压缩机的转速很高，一般均在1—2万转／分转速下工作，故对压缩机转轴和轴承的材质和加工精度要求很高。
  e3 g3 s, F7 b1 f2 l/ L　　 ⑧若需压力高而流量小的离心式压缩机，其叶轮的加工非常困难。
　　 三、离心式压缩机的型号
9 K$ F. l0 r. ]5 c0 }2 A　　 离心式压缩机的型号表示方法比较简单，它由代号DA加上流量、叶轮数和设计顺序号组成，例如；DAl20—121，其中，DA表示离心式压缩机；120表示排气量，m3／mln；12表示叶轮个数；1表示第一次设计顺序号。
　　 第二节 离心式压缩机的总体构造
　　 一、机组布置和总体构造
　　 1，机组布置
# d3 ]6 ?% J/ w5 S+ ~; y　　 离心式压缩机可由电动机驱动，也可由汽轮机驱动，同时，根据压缩机的“级”的数