过滤分离器

一、过滤分离器的基础知识

      1、过滤分离器的基本结构

      一般的过滤分离器由快开盲板安全连锁装置、吊耳、滤芯、叶片式导流片（捕雾器）、筒体、集液管、排污口、压力表、差压计（或差压变送器）、液位计等部件组成，部分过滤分离器上还设置有安全阀。

      2、过滤分离器的工作原理

      2.1  常规分离原理

      a、重力沉降分离原理：重力沉降是分散相液滴在重力作用下，与周围气体发生相对运动，并实现分离的过程。液滴的重力沉降速度是指液滴相对于周围流体的沉降运动速度。影响重力沉降的因素很多，有颗粒的形状、大小、密度、流体的种类、密度、粘度等；

      b 、动量改变分离原理：流体中不同密度的各相有不同的动量。如果两相流突然改变方向，较大动量的重流体微粒，不能象轻的流体那样迅速转向，所以就要产生分离。流动中的两相分离，通常采用动量法；

      c、碰撞分离（聚结）原理：碰撞分离就是利用碰撞作用把在沉降分离中未能除去的较小的液滴除去。分离器中完成碰撞分离作用的部件叫捕雾器。捕雾器内气体的通道是曲折的，携带着油雾的气体进入除雾器，在其中被迫绕流时，由于油雾的密度比气体大，惯性大，油雾不完全随气流改变运动方向，于是被碰撞到经常润湿的结构上被吸附。这些油雾不断被吸附积蓄，沿结构垂直面流下。

      2.2过滤分离器的工作原理

      天然气首先进入进料布气腔，气体首先撞击在支撑滤芯的支撑管（避免气流直接冲击滤芯，造成滤材的提前损坏）上，较大的固液颗粒被初步分离，并在重力的作用下沉降到容器底部（定期从排污口排出）。接着气体从外向里通过过滤聚结滤芯，固体颗粒被过滤介质截留，液体颗粒则因过滤介质聚结功能而在滤芯的内表面逐渐聚结长大。当液滴到达一定尺寸时会因气流的冲击作用从内表面脱落出来而进入滤芯内部流道而后进入汇流出料腔。在汇流出料腔内，较大的液珠依靠重力沉降分离出来，此外，在汇流出料腔，还设有捕雾器，它能有效的捕集液滴，以防止出口液滴的被夹带，进一步提高分离效果。最后洁净的气体流出过滤分离器。

      3.过滤分离器的分离过程

      第一级过滤（碰撞式、重力式过滤）：气体从分离器进口管进入筒体，壳体内壁或滤芯支架的阻挡作用使气体减速，受重力影响较大的颗粒率先被分离出来；

      第二级过滤（滤芯过滤）：本级分离由若干可清洗和更换的过滤元件（滤芯）组成。气体从外向里通过过滤聚结滤芯，固体颗粒被过滤介质截留，液体颗粒则因过滤介质聚结功能而在滤芯的内表面逐渐聚结长大，当液滴达到一定尺寸时，液滴从滤芯外表面脱落，进入积液箱；

      第三级过滤（叶片除雾）：过滤分离器的出口设置有叶片式导流片，当气体通过叶片式导流片时，一方面，导流片能够有效地捕捉较小液体颗粒，提高分离效率；另一方面，能够防止气体、液体间相处二次夹带。

      4.过滤分离器的内部构件

      滤芯：聚酯纤维滤芯；

      叶片式导流片：在过滤分离器的出口，一般设置有导流片。本分离器采用叶片式导流片，具有分离效率高、压降低、价格便宜、维护周期长等特点。叶片式导流片是这种过滤分离器的重要元件。叶片式导流片一般由金属（碳钢。不锈钢、铝等材料）材料制成。

当气体进入分离器时，气体被叶片分割成许多带状流，每一束气流都经过叶片的导向作用多次改变流向，夹杂在气体中的液滴被迫撞击叶片表面，并积聚在叶片表面上，当液滴的重力作用大于液滴的表面张力作用后，液滴就下沉到液体收集处，然后液滴按照规定线路进入积液箱，完成分离过程

      二、过滤分离器的基本操作

      2.1 过滤分离器的流程切换

      a 、操作前准备工作

      1）向调控中心领导申请操作票，得到允许后才能启动过滤分离器；

      2）按照过滤分离器流程切换的现场检查表逐项检查；

      3）设置警戒带及安全标示，严禁一切无关人员进入作业区；

      4）准备扳手、喷壶、加力杆、便携式可燃气体检测仪、阀门操作手柄等相关工具；

      b、进气操作

      1）现场确认分离器的放空及排污处于关闭状态

      2）打开压力表、温度表的根部阀，启用压力表、温度表；关闭差压变送器的根部阀，以免在进气过程中，压差过大，损坏差压变送器；

      3）缓慢打开过滤分离器上游阀门，对分离器进行充压，待充压完成后，打开分离器下游阀门；

      4）待分离器内部气流平稳后，打开差压变送器的根部阀，观察示数并做好记录；

      5）关闭A支路过滤分离器的进出口阀，并对现场检漏，确认无漏点后，完成分离器的流程切换；

      6）完成流程切换作业后，向调控中心汇报。

      2.2 过滤分离器的放空操作

      a 、操作前准备工作

      1）向调控中心领导申请操作票，得到允许后才能放空过滤分离器；

      2）按照过滤分离器进气的现场检查表逐项检查；

      3）设置警戒带及安全标示，严禁一切无关人员进入作业区；

      4）准备扳手、喷壶、加力杆、便携式可燃气体检测仪、阀门操作手柄等相关工具；

      b、放空操作

      1）完成过滤分离器流程切换操作后才能对分离器进行放空；

      2）关闭分离器的进出口阀，以及差压变送器的根部阀；

      3）缓慢打开过滤分离器的手动放空阀，对分离器进行放空；

      4）观察分离器内压力数值，待到分离器内部为微正压时，关闭手动放空阀；

      5）根据放空情况计算放空量；

      6）向调控中心汇报具体的放空情况及放空量。

      2.3过滤分离器的排污操作

      a 、操作前准备工作

      1）向调控中心领导申请操作票，得到允许后才能对过滤分离器进行排污；

      2）按照过滤分离器排污作业的现场检查表逐项检查；

      3）设置警戒带及安全标示，严禁一切无关人员进入作业区；

      4）准备扳手、喷壶、加力杆、便携式可燃气体检测仪、阀门操作手柄等相关工具；

      5）测量排污前的分离器液位及排污灌液位高度。

      b、排污操作（离线排污）

      1）对分离器进行放空，待分离器内部压力降至0.2MPa左右，关闭手动放空阀；

      2）打开排污灌的手动放空阀；

      3）缓慢打开过滤分离器阀套式排污阀，开始排污作业，记录排污前的液位值，同时观察放空立管喷出气体颜色，判断气体中是否含有粉尘；

      4）操作阀套式排污阀时，要用耳仔细听阀内流体声音，判断排放的是液体或是气，一旦听到气流声，立即关闭阀套式排污阀；

      5）待排污灌液面稳定后，关闭排污灌的手动放空阀，并记录排污罐液面高度；

      6）完成排污后恢复供气流程

      7）计算排污量并向调控中心汇报。

      c、排污操作（在线排污）

      1）关闭过滤分离器的差压变送器根部阀，以防止在排污过程中，压力变化过大，损坏差压变送器；

      2）打开排污灌的手动放空阀，防止排污灌内压力超高；

      3）记录排污前分离器、排污灌的液位值，准备排污；

      4）缓慢打开阀套式排污阀，进行排污作业，排污时注意控制气体流量，防止排污灌内压力超高；

      5）操作阀套式排污阀时，要用耳仔细听阀内流体声音，判断排放的是液体或是气，一旦听到气流声，立即关闭阀套式排污阀；

      6）待排污灌液面稳定后，关闭排污灌的手动放空阀，并记录排污罐液面高度；

      7）检查现场阀门状态，计算排污量并向调控中心汇报。

      d、离线排污与在线排污的比较

      1）离线排污较在线排污安全：离线排污作业时，由于先进行放空作业，排污压力较低，排污作业较安全；在线排污时，由于无法先进行放空作业，排污压力较高，必须控制排污阀的开启速度，排污灌易超压；

      2）离线排污的放空量计算简单，在线排污的放空量计算 较复杂，只能估算；

      3）在线排污较离线排污简单方便：在线排污一方面无需对分离器进行流程切换，另一方面不需进行前期放空作业，操作较简单；

      4）在线排污放空量较离线排污少：在线排污无需前期的放空作业，减少了天然气不必要的放空，天然气放空量少。

      2.4、作业注意事项

      1）进行作业前，必须得到调控中心的书面同意后才能进行作业；

      2）进行作业前，一定要关闭差压变送器，以防止在作业过程中压力变化过大，损坏仪表；

      3）排污作业前，一定将排污灌的手动放空阀打开，防止超压。一般情况下，为了场站安全起见，排污灌的手动放空阀应常开；

      4）开启阀套式排污阀时，一定要缓慢，控制流速，尤其是在线排污时；

      5）一般情况下，应根据分离器的液位计确定排污周期；

      6）打开差压表时，先开差压表的平衡阀，在开平衡阀的左右阀门，以免差压表损坏；

      7）进行离线排污作业时，应先启用备用流程，保障下游供气，才能执行操作；

      8）停用过滤分离器时，应先关闭上游球阀，在关闭下游球阀。

      2.5、放空量及排污量计算

      a、放空量计算（以离线排污为例）

      1）分别计算分离器、分离器上下游管段的容积V0；

      2）将放空前状态（P1、T1）下的天然气量换算成标况（ P0、T0 ）下得天然气量V1；

      3）将放空后状态（P2、T2）下的天然气量换算成标况（ P0、T0 ）下得天然气量V2；

      4）天然气放空量=V1－V2。

      估算：在误差不大的情况下，可以直接将放空前容器内的天然气量当成天然气的放空量。

      b、排污量计算

      1）计算排污前排污灌污水量V1 ；

      2）计算排污后排污灌污水量V2 ；

      3）天然气排污量=V1－V2。

      三、日常运行检查及维护

      3.1、日常检查

      1）运行参数不应超出设计参数范围；

      2）检查壳体焊缝有无裂纹、渗漏，尤其要注意T型接头部位、人孔及接管的焊缝；

      3）检查外表面是否腐蚀；

      4）检查紧固件是否齐全，是否松动；

      5）检查设备基础是否下沉、倾斜、开裂；

      6）检查地脚螺栓、螺母是否有腐蚀，连接是否紧固；

      7）检查管道上的安全附件是否齐全、灵敏，其铅封是否完好并在有效期内；

      8）检查安全接地线是否连接紧固；

      3.2、定期检验

      1）定期检验：内外部检验；全面检验；

      2）定期检验周期：内外部检验每三年至少一次；全面检验每六年至少一次。或执行《压力容器安全技术监察规程》；

      3）分离器的定期检验应由具有相关资质的单位和人员进行，检验完成后应出具检验报告；

      4）分离器的定期检验，必须在停车和容器内部清洗干净后才能进行。

      a、内外部检验

      1）壁厚测试：用MX-3(或MX-5)超声波壁厚测试仪测量分离器壁厚，若测得壁厚小于容器最小壁厚时，应重新进行强度校核，提出降压使用或修理措施。壁厚测试的周期一般为三个月；

      2）金相检验：对可能引起金属材料的金相组织变化的分离器，必要时应进行金相检验；

      3）用肉眼和放大镜对所有焊缝、封头过渡区及其他应力集中部位检查有无裂纹，必要时采用超声波或射线探伤检查焊缝内部质量；

      4）对可能存在裂纹的部位应进行磁粉或着色检测;

      5）高压分离器的螺栓应用磁粉或着色的方式检查有无裂纹；

      6）对于分离器的点蚀，不仅要测试蚀坑的深度，还应测试腐蚀面积的大小。

      b、全面检验

     1）对主要焊缝进行100%超声波探伤；

     2）在内部检验合格后，还应进行强度试验和严密性试验；

     3）强度试验和严密性试验可以一起进行，强度试验取设计压力的1.5倍，并稳压1小时；严密性试验取按照设计要求压力进行，并且稳压24小时，压降不超过规定值为合格；

     4）分离器的强度试验和严密性试验应首选水压试验，在无法使用水压的情况下可以使用气压试验；