除油旋流器分流比与基本性能的关系探讨!四川大学舒朝晖陈文梅肖新才钟月华江汉机械研究所薛红兵程雁李本艳肖莉李雪辉摘要通过分流比与分离效率以及分流比与压力降之间的关系的实验与分析，认为随着分流比的增大，分离效率也逐渐增大，但当分流比增大到一定程度时，分离效率不再增加，存在一最佳分流比，该分流比与进口粒径分布有关。旋流器的压降比随着分流比的增大而增加，油的粘度越小，增加的幅度越大。溢流口以及沿轴线中间各点的压降均随分流比的增大而增大，底流口的压降则随分流比的增大而降低。关键词分流比除油旋流器分离效率压力降压降比关系!前言水力旋流器作为一种离心沉降分离设备，是利用两种不同密度、互不相溶的两相液体混合介质高速旋转时，各相产生不同的离心力而进行分离的。由于它是一种高效、节能、占地少、造价低的液液分离设备，目前已广泛应用于石油工业的水处理过程中。目前在我国油田生产用水处理作业中，经预处理后进入污水处理的污水含油浓度大都在"#!$左右或更低。而随着油田的不断开发，许多油田已进入高含水开采阶段，油井产出液中含水量达到%"$以上，因而水处理工作量急剧增加，除油旋流器的使用越来越普遍。影响油水分离旋流器性能的因素很多，包括操作参数、物性参数、结构参数等，其中，分流比是一个重要的影响因素，它不仅影响到旋流器的含油污水处理能力，而且对旋流器的分离效率和压力降也有一定的影响。&实验装置及实验情况&#!实验装置实验装置建于江汉机械研究所，所用旋流器为钢制旋流器。实验流程如图!所示。图!实验流程实验时，螺杆泵将清水送入水力旋流器，通过螺杆泵可以调节旋流器的进口流量。油田计量泵&!流体机械&""!年第&’卷第(期!收稿日期：&"""—!!—")万方数据万方数据注入螺杆泵入口管线中，与水充分混合，从而可以调节油水混合物的含油浓度。油在进入螺杆泵之前，先经过一旋涡泵，旋涡泵可实现油的分散、乳化以及油水混合物的均匀化作用。油水混合物经螺杆泵后，进入一静态混合器，用于进一步实现油相在水相中的分散和乳化，其最高分散程度可达!"#!$，混合不均匀系数!在%&以内［!］。通过旋涡泵和静态混合器，可以控制进料中油滴的粒径。随后，油水混合物经一电磁流量计，再进入水力旋流器。水力旋流器的底流和溢流经参数测试后进入废料槽。图#为旋流器的结构示意图。实验时，在旋流器的大锥段中部、小锥段头部、小锥段中部、直管段头部及中部设有测压孔，用以测量沿旋流器轴线方向的压降。旋流器的名义直径为’%$$，采用渐开线双进口形式，在旋流器的进口和底流口处，除了对浓度进行测量外，还采用等动量取样装置测定进出口的粒径分布。采用等动量装置取样，样品流中的一部分流体被很快隔离，然后在重力的作用下，通过一球阀排出，这样可以防止试样的剪切［#］。为了改变分流比，需要调节底流、溢流阀门的开度，而阀门的调节会引起入口流量的变动，因而需要多次重复调节泵转速和底流、溢流阀门的开度，以达到预期的实验流量和分流比。图#旋流器结构#(#物料实验在’)*的环境下进行，油水混合物中的分散相分别为柴油和煤油。柴油在’)*时的密度为)(+%#),!)’-./$’，动力粘度为)()#012·3。煤油在该温度下的密度为)(45%),!)’-./$’，动力粘度为)()!)+12·3。’实验结果及分析’(!分流比与分离效率之间的关系分流比!定义为溢流流量")与进口流量"#的比值，即：!6")"#（!）分离效率是衡量水力旋流器分离完善程度的技术指标，在除油旋流器中，用水的澄清效率表示，即：$%6!7&’&#（#）式中&’———底流口含油浓度&#———进口含油浓度分流比与分离效率的关系如图’所示。图’分流比与分离效率的关系图’表示的是分散相为柴油、进口流量为%(#)$’/8、进口浓度为!)0#,!)79、不同进口平均粒径时的分流比与分离效率之间的关系。从图中可以看出，随着分流比!的增加，旋流器总的分离效率逐渐增大，但当!增大到一定程度时，分离效率不再上升，基本保持不变，在相互关系的变化曲线上存在一个临界区间。这个区间即为除油旋流器的最佳工作区间，相应的分流比为旋流器的最佳分流比。在此区间内，能够保证在底流含油量最低的条件下，溢流...
