挡板型 - 挡板或折板式分离器由很多挡板构成,流体在分离器内多次改变流动方向,由于悬浮的水滴有较大的质量和惯性,当遇到挡板流动方向改变时,干蒸汽可以绕过挡板继续向前,而水滴就会积聚在挡板上,汽水分离器有很大的通流面积,减少了水滴的动能,大部分都会凝聚,最后落到分离器的底部,通过疏水阀排出。

汽旋型 - 汽旋或离心型分离器使用了一连串肋片以便产生高速气旋,在分离器内高速旋转流动的蒸汽。

吸附型 - 吸附型分离器内部的蒸汽通道上有一个阻碍物,一般是一个金属网垫,悬浮的水滴遇到它后被吸附,水滴大到一定程度后,由于重力作用落到分离器底部。结合汽旋和吸附两种形式的分离器也很常见,由于结合了这两种方法整个分离效率会有所提高。

挡板式、汽旋式和吸附式分离器的主要不同是,挡板式分离器在较大的流速范围内可以保持很高的分离效率,而汽旋式和吸附式分离器的分离效率只有在蒸汽速度13m/s以下才能达到98%,否则效率会很低,蒸汽速度为25m/s时,其分离效率大概仅为50%。

研究表明,挡板式分离器在10m/s 到30m/s的流速之间分离效率可接近100%,所以说如果有较大的速度波动,挡板式分离器用于蒸汽系统更为合适,况且如果管道选小,湿蒸汽的速度可超过30m/s。解决这一问题的方法之一是增大汽水分离器的口径以及分离器上游管道口径,以减小进入汽水分离器的蒸汽流速。

即使最好的保温也不可能完全消除热量损失,一般保温效率为90%。使用专门为特殊的分离器设计的保温套非常重要,否则保温效率将下降。保温良好的分离器也会减少入被烫伤的危险。

汽水分离器的研究现状

在油田注采流程中,为获得高干度的蒸汽,一般采用立式圆柱形汽水分离装置和球形汽水分离装置。立式圆柱形汽水分离装置制造工艺虽较简单,但所获得的蒸汽干度仅可达到93%,且使用时由于蒸汽高速流动与壳体发生共振,使现场噪音很大。球形汽水分离装置是在一球形壳体内安装多个旋风分离装置作为一级汽水分离装置,旋风分离装置通过蒸汽入口与壳体外的蒸汽管线相接,在分离装置上部蒸汽出口处设置波形板分离装置作为二级汽水分离装置。球形汽水分离装置可将蒸汽干度提高到95%以上,满足油田热采注汽要求,同时较好地解决了分离装置的噪声问题。

球形汽水分离器的工作原理

球形汽水分离器主要工作原理为旋风分离。

蒸汽由进气管进入旋流筒时,气流将由直线运动变为圆周运动,旋转气流的绝大部分沿筒壁自圆筒体呈螺旋形向下,朝锥体流动,此为外旋流。蒸汽在旋转的过程中产生离心力,将密度较大的液滴甩向筒壁,液滴一旦与筒壁接触,便失去惯性力而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁面下落,进入底流口。旋转下降的外旋气流在到达锥体时,因圆锥形的收缩结构而向旋流筒中心靠拢。根据"旋转距"不变原理,其切向速度不断提高。当气流到达锥体下端某一位置时,即以同样的旋转方向从旋流筒中部由下反转向上,继续做螺旋形运动,形成内旋气流。干度较高的蒸汽就由溢流口排出旋流筒。