汽水分离范文

汽水分离范文（精选3篇）

汽水分离 第1篇

医用蒸汽灭菌柜是各级医院广泛应用的一种高压蒸汽灭菌装置,其主要是通过蒸汽在灭菌物上凝聚成水释放出的汽化热来杀灭真菌。主要适用于医院对辅料包、手术器械、玻璃器皿及其混合物的耐高温、高湿物品的灭菌[1]。但医用蒸汽灭菌柜对蒸汽的质量要求特别高,如果医院水质差、蒸汽中含水量太高,将会引起灭菌柜灭菌湿包、灭菌器内有水等故障。导致消毒供应室的工作人员经常反复消毒,增加工作量,这种现象到冬季最为频繁,同时也给医学工程科增加了维修工作量。笔者总结维修经验,从中分析出其主要原因是:锅炉房与消毒供应室距离较远,蒸汽在输送过程中冷凝使含水量增加;医院水质较差,含有沙子、煤渣等杂质且气体输送管道老化,产生锈杂等。为了解决这一难题,需研制一种适用于医用蒸汽灭菌柜的汽水分离器,提高蒸汽质量,解决湿包故障,从而延长医用蒸汽灭菌柜的使用寿命。

2 结构原理

(1)汽水分离器一般分为旋风式汽水分离器、离心式汽水分离器和挡板式汽水分离器3种类型，并且都应用到工业上，但应用到医用蒸汽灭菌柜的却很少。现有做法基本上是对医用蒸汽灭菌柜进行内部改造，但成本较高。

(2)我们研制的医用蒸汽灭菌柜汽水分离器的结构是中下部进气，顶部出气，底部出水。在进气口前方，出水口上后处加铸1个汽水分离板，中间放置不锈钢片和丝网，使蒸汽冲撞不锈钢片和丝网，产生惯性冲击、拦截滞留、布朗扩散、重力沉降、静电吸引等几个过程[2]，能够有效地除去蒸汽中的水分及渣质，得到高质量的饱和蒸汽，从而彻底解决湿包问题，大大提高消毒灭菌质量，也可减少管道、阀门等日常故障，并相对延长脉动真空蒸汽灭菌柜使用寿命。

(3)将汽水分离器顶部蒸汽出口改为多通管，可连接多台医用蒸汽灭菌柜，从而降低医用蒸汽灭菌柜改造成本，提高了消毒供应室的工作效率。

其平面设计图如图1所示，技术参数见表1。

3 研制过程

3.1 研究论证阶段

我们查阅了大量相关资料，并向医用脉动真空蒸汽灭菌柜生产厂家连云港千樱医疗设备有限公司的维修工程师咨询，又与宁夏质监局锅检所的压力容器专家和宁夏锅炉厂专家进行了讨论，通过汇总决定了该分离器的基本结构。

3.2 图纸设计阶段

研究设计出图纸草图后，请宁夏丰友化工有限公司设计室制出正规的图纸。

3.3 制造初型阶段

与宁夏锅炉厂签订合同，请其按照设计图纸生产出汽水分离器的初型(如图2所示)。之后请宁夏质监局锅检所对汽水分离器初型进行压力容器强检，检定合格后，给出了压力容器检定合格证书。

3.4 技术改造阶段

如图3所示，按照设计图纸，把汽水分离器打开，在进气口前方，出水口上后处加铸1个汽水分离板，中间放置5层不同规格的不锈钢丝网，上下用不锈钢网片固定好，以便更好地拦截蒸汽中的水分和杂质。

3.5 调试实验阶段

把汽水分离器安装到位，同时连接2台医用脉动真空蒸汽灭菌柜，结果一直运行良好，没有出现湿包等故障。

3.6 整改定型阶段

汇集资料，收据数据，通过讨论论证整改定型。

4 特点

国内有在医用脉动真空蒸汽灭菌柜中加装变径三通及疏水器解决湿包问题[3]的文献报道，但其改造成本较高，难度较大。

该医用蒸汽灭菌柜汽水分离器采用丝网结构，结构简单，成本较低，安全性高。另外该汽水分离器可一台带多台医用蒸汽灭菌柜，大大降低了医用蒸汽灭菌柜的改造成本，提高了灭菌质量，延长了灭菌柜的使用寿命，具有良好的经济价值和社会价值。

5 结语

医用蒸汽灭菌柜汽水分离器适用于各级医院消毒供应室，尤其适用于对由于蒸汽源到消毒供应室距离较远，蒸汽的质量较差，输气管道老化而引起长期湿包的消毒供应室改造，可大大降低成本。经信息查新，此种汽水分离器市场尚没有生产，推广潜力较大。

摘要：目的:研制一种可提高医用蒸汽灭菌柜灭菌质量,延长使用寿命,并具有一台可带多台蒸汽灭菌柜的汽水分离装置。方法:加铸汽水分离板,中间放置不锈钢片和丝网,使蒸汽冲撞汽水分离板和丝网,从而分离出蒸汽中所含的水分,并拦截蒸汽中的杂质,给医用蒸汽灭菌柜提供高质量的蒸汽。结果:解决了医用蒸汽灭菌柜长期湿包的故障,并起到延长其使用寿命的作用。结论:该医用蒸汽灭菌柜汽水分离器结构简单,成本较低,通过2 a多的临床试验,效果很好,适用于各级医院消毒供应中心,值得推广。

关键词：蒸汽灭菌柜,汽水分离器,研制

参考文献

[1]樊军.PMC-1.2型脉动真空蒸汽灭菌柜的故障检修及维修[J].医疗装备,2005,5(3):57.

[2]錿国成,王满生.丝网气液分离器分离机理分析研究[J].食品与机械,2010,26(4):98.

油田注汽锅炉汽水分离器的优化 第2篇

关键词：油田注汽锅炉,稠油,汽水分离器,分离效率

1 引言

近年来, 随着我国能源消耗的日益增长, 对原油的需求也在增加, 我国有很多油田存在稠油区, 用正常的方法采油非常困难、成本高、效率极低, 通过使用油田注汽锅炉将高温的蒸汽注入稠油层, 加热原油降低稠油的粘度, 从而可开采稠油层, 蒸汽的干度对于降低稠油的黏度非常重要, 蒸汽品质越好, 干度和温度越高, 越有利于石油的开采, 汽水分离器是提高蒸汽干度的一个非常关键的设备。目前一般的汽水分离器分离效率一般小于90%, 如何提高分离器的效率, 使其大于99%, 成为科研上的一大难题。

2 注汽分离系统的作用

汽水分离器中的饱和蒸汽来源于高压的注汽锅炉, 注汽锅炉是油田开采不可或缺的一个关键设备, 它通常采用直流锅炉, 将软化水通过加热变成饱和蒸汽, 注汽锅炉出来的饱和蒸汽干度一般为70%~80%, 为提高蒸汽干度, 主要有两种方法, 一种是直接在注汽锅炉加过热器;另一种方法是加汽水分离器, 通过分离器分离后将饱和蒸汽送进过热器加热, 然后直接送到地面下的油田内。

由于油田注汽锅炉受环境和条件的限制, 一般水质较差, 很多采用软化水, 饱和蒸汽中所带的盐和饱和蒸汽中所带水分 (约20%~40%) 中溶解的盐将直接带到过热器中。饱和水变成饱和蒸汽, 其携带的盐分将随饱和蒸汽进入过热器, 饱和蒸汽在过热器中, 由于饱和蒸汽中携带的某种盐分在饱和蒸汽变成过热蒸汽后, 其溶解度下降, 另外, 压力越高, 蒸汽的溶解盐分的能力也越高。但是蒸汽在一定的压力下, 蒸汽对不同的盐分的溶解能力也有所不同, 多余的盐份从过热蒸汽中析出, 从而引起过热器积盐腐蚀而爆管, 相对于直流注汽锅炉, 直接从锅炉出来的饱和蒸汽全部进入过热器在注汽锅炉中不可取。

从汽水分离器分离器出来的饱和蒸汽在经过高效的汽水分离器分离后, 饱和蒸汽中水的量只有0.5%~1%, 因此这部分饱和蒸汽中的水所溶解的盐分的量将极少, 在饱和蒸汽变成过热蒸汽时, 析出的盐分相对也很少, 这将为过热器创造一个良好的环境, 为减少积盐腐蚀爆管创造条件。

3 汽水分离器性能参数

3.1 汽水分离器的性能

设计蒸汽流量为28t/h, 最大工作压力为17.2MPa, 筒体设计压力为18.06MPa, 设计温度为357.2℃。

3.2 关键参数

干蒸汽的干度≥99%, 饱和蒸汽分离效率≥99%。

4 汽水分离器的结构

汽水分离器采用立式布置, 分离器直径1200mm, 壁厚95mm, 采用SA-106B (III) 的材料, 全高3590mm。

分离器主要由壳体和内件组成, 壳体由两个封头和一个壳体组成, 上封头上布置有安全阀排气口和出气口, 下封头布置有疏水口, 壳体上布置有水位计和平衡容器接口及进汽口。壳体内布置了内件, 内件由一级分离元件-旋风分离器、二级分离元件-叶窗分离器和三级分离元件-波形板分离器、汽水分割板等组成。

从注汽锅炉出口管道过来的高温高压饱和蒸汽通过4个非径向分离器入口进入分离器, 然后在分离器内高速旋转分离, 饱和蒸汽向上进入4个一级旋风分离器, 分离出的水进入分离器下部的水空间, 分离后的蒸汽进入百叶窗分离器。通过百叶窗分离器分离出的水进入分离器下部的水空间, 分离出的饱和蒸汽进入三级波纹板分离器, 分离器出的水进入下部水空间, 分离器出的高干度的饱和蒸汽后从汽水分离器中通过一根管子引出, 分离出的热水从下封头上的疏水口排出分离器。

为保护分离器的安全, 在分离器上封头上设置了1个D50的安全阀。

5 分离器优化

鉴于以前的汽水分离器在运行后效率普遍较低, 本次设计的汽水分离器效率高达99%。由于严格控制汽水分离器进口的流速, 将进口流速控制在3m/s以下, 避免由于进口气体速度太高而使分离器阻力加大。

在制造分离器器时, 由于分离器内部压力小, 采用薄的碳钢板, 薄的碳钢板不需要做热处理, 为避免分离器内件做热处理, 在分离器内部设有滑道, 可使分离器内件便于安装。

以前的分离器内采用简单的汽水分离, 分离效果很差, 我们通过实验, 分离器中的分离元件, 结构开创性地借鉴了亚临界锅炉锅筒设计的理念, 二次分离元件采用百叶窗结构, 三次分离采用波纹板分离器的结构。为保证一定的强度, 分离器内波形板采用1mm厚的碳钢板, 保证分离的效果。

为消除分离器分离出的热水和旋风分离器入口的蒸汽的动能, 也为了消除进入分离器的水量的波动对水空间的影响, 防止二次携带, 在水空间和汽空间之间, 设置消旋装置, 在分离器负荷不温时, 水面波动也不会影响分离器的分离效率。

经过在几台汽水分离器中的实验, 发现在三次元件分离元件中当蒸汽流速大于0.5m/s时, 高速的蒸汽会将在分离器表面形成的水膜撕裂而形成蒸汽携带水, 使分离器效率下降, 通过实验, 将分离器的三次分离元件的蒸汽流速降低到0.4m/s以下时效果更好。

6 结论

波形板汽水分离器中流场的数值模拟 第3篇

随着我国国民经济的迅猛发展, 对电力需求量越来越大, 为了满足日益增长的电量需求, 我国发电设备正朝着大容量、高参数的方向发展。亚临界自然循环锅炉以其结构简单、水质要求较低, 可靠性高、操作方便、厂用电少、价格使宜等待点深受用户欢迎。因此近年来亚临界自然循环锅炉在国内获得较快发展。亚临界自然循环锅炉的锅筒压力一般在18.2-19.6 MPa, 在亚临界压力下, 汽水之间的密度差很小, 汽水的重力分离效果已不显著, 因此设计上采用增大汽包直径作用不大, 需要寻求一种出力大, 阻力较小而分离效果良好的汽水分离器。为此在发展大容量的亚临界自然循环锅炉时, 合理选用汽水分离器是很关键的。

汽水分离器简称为MS (Moisture Separator) , 自然循环锅炉中, 汽水分离装置的主要作用是将汽水混合物中的水分离出来, 净化蒸汽。目前, 亚临界自然循环锅炉使用的一次分离元件有三种型式一轴流式分离器、卧式旋风分离器和切向旋风分离器。

波形板汽水分离器是核电站常用的汽水分离设备, 蒸汽从蒸汽发生器出来不可避免携带有一定数量的小水滴, 经过重力分离器、旋风分离器等粗分离器后, 汽流携带着微小液滴在波形板构成的通道内作曲线运动, 由于离心力、惯性力以及附着力的作用, 水滴不能随汽流偏转而撞击波形板壁面, 其中一部分水滴粘附在波形板面上形成水膜, 水膜靠自身的重力不断向下流动, 并汇聚成较大的水流, 最后离开波形板。波形板汽水分离器具有很大的接触面积以及良好的细分离性能, 广泛用作蒸汽发生器的三次分离器 (干燥器) 、船用燃气轮机进气滤清器的惯性级。影响分离器分离性能的因素很多, 如汽体流速、波形板节距、波形板间距、波形板屈折角、波形板波数、疏水装置的位置和大小等。而有些参数对波形板分离器分离性能的影响还具有双重性, 如波形板屈折角。目前国内外都是通过试验来确定波形板分离器的结构参数。但是由于影响的因素太多, 仅通过试验很难选取最佳的结构参数。

2 汽水分离器发展动态

汽流经过分离后所携带的水滴与壁面的碰撞是一个复杂的过程, 现今还没确切的物理解释, 只停留在试验的基础上。国内近年来对波形板分离器的性能进行了不少试验研究, 取得了一些成果, 但对波形板分离器机理的研究还不充分, 因此所得成果应用于各种形式的波形板分离器的设计还有局限性。目前国外广泛采用带钩波形板汽水分离器作为蒸汽干燥器, 其分离元件为装有疏水钩的立式曲折波形板。由于疏水钩的集水和疏水作用, 带钩波形板汽水分离器允许入口蒸汽湿度在较大范围内变动。据国外文献介绍, 当入口蒸汽湿度高达30%时, 这种分离器仍具有良好的分离效果。同时, 带钩波形板的允许高度可比通常的立式波形板高得多, 国外装在蒸汽发生器上的带钩波形板汽水分离器的波形板高度一般都在1000mm以上。

由于目前设计水平的限制, 还不能设计出结构紧凑、效率较高的汽水分离器。为了达到较高的分离效率需要较长的管道、较大的容积惯性, 这将对机组动态性能产生一定的影响。特别是在机组甩负荷时, 由于管道中存在的大量具有作功能力的蒸汽会进入低压缸继续膨胀作功, 使机组过分超速。

3 汽水分离的重要性

在核动力蒸汽轮机系统中, 蒸汽发生器产生的蒸汽大多为饱和蒸汽, 核汽轮机的整个高压缸处于湿蒸汽区, 一般在高压缸出口湿度已增加到10%-13%, 如果蒸汽直接送到低压缸继续膨胀作功, 当其到达凝汽器压力时, 排汽湿度将会增加到20%-25%, 其结果, 除了导致汽轮机内效率大大降低外, 势必还会造成汽轮机叶片的严重水蚀, 溶于水中的杂质会侵蚀汽轮机的工作叶片, 影响汽轮机的正常工作和使用寿命。因此, 在核动力机组中必须设置汽水分离器 (MS) 。它将高压缸排汽引入汽水分离器, 对湿蒸汽进行汽水分离, 去除其中水份, 使最终的排汽湿度控制在10%左右。

汽水分离是通过分离蒸汽中水滴, 降低蒸汽湿度来改善蒸汽的品质。

4 影响蒸汽带水的主要因素

在一定压力下, 影响蒸汽带水的主要因素是:锅炉负荷、蒸汽空间高度和炉水含盐量。

4.1 锅炉负荷随着锅炉负荷的增加, 蒸发

面上的蒸汽平均流速愈大, 带动一起运动的水滴直径愈大, 水滴被吹起的高度也愈高, 因而蒸汽带水量增大。

4.2 蒸汽空间高度当蒸发面到蒸汽引出

管口的垂直距离 (蒸汽空间高度) 小于0.4米时, 蒸汽带水量较大, 而当蒸汽空间高度大于0.6米时带水量就很小。这是因为蒸汽中的湿分来源有二, 一是飞溅出来的较大的水滴, 二是被蒸汽流卷起的细小水滴。当蒸汽空间高度很小时, 两种水滴均能到达蒸汽引出口, 使蒸汽带水增多。而大水滴的飞溅高度是有限的, 当蒸汽空间高度超过大水滴的飞溅高度时, 大水滴又将落回水容积中。因而当蒸汽空间高度较大时, 蒸汽只能带走被卷起的小水滴。这时即使再增大蒸汽空间高度, 蒸汽带水量也不再降低。

4.3 炉水含盐量炉水含盐量是使蒸汽剧

烈带水、品质恶化的主要根源, 因为随着炉水含盐量的增大, 将使锅筒水容积中的含汽量增多及蒸发面泡沫层增厚, 从而使蒸汽空间的实际高度减小而造成蒸汽带水增大。

使汽泡均匀地冲出水面, 并使蒸发管来的汽水混合物对水面造成较小的冲击, 以尽量减少蒸汽空间的水滴数量和尽量避免形成水滴的飞溅;增大锅筒蒸汽空间的高度和蒸汽在锅筒内的流通截面积, 都是减小蒸汽带水量的办法。这是一种自然分离法。随着锅炉蒸发量的不断增大, 只用自然分离法己不能满足对蒸汽品质的要求。为了能在较小的锅筒内达到较好的汽水分离效果, 在锅炉的锅筒内大多装有各种汽水分离装置。

4.4 锅筒内汽水分离装置

分离装置有一次分离元件和二次分离元件。一次分离元件的作用是消除汽水混合物的动能并初步把蒸汽和循环水分开。带有少量湿分的蒸汽还要有足够的空间高度进行重力分离, 然后进入二次分离 (也称为细分离) 元件, 进行机械分离, 使蒸汽进一步“干燥”, 然后由锅筒引出送入过热器。

一次分离元件也称为粗分离元件, 其出口的蒸汽湿度应降到0.5%-1%, 不允许把很大的水滴或大量湿分带进二次分离元件;均匀引出蒸汽, 以充分利用锅筒的分离空间, 进行重力分离。常用的一次分离元件有旋风分离器、挡板、立式节流板、水下孔板和钢丝网等。

二次分离元件也称为细分离元件, 是把蒸汽中携带的细小水滴分离出来的设备。按其主要作用可分为均匀蒸汽空间负荷的元件和分离湿分的元件。常用的二次分离元件有均汽板、集汽管、波形板和钢丝网等, 均汽板和集汽管等属于前者;波形板和钢丝网等属于后者。

5 锅炉内汽水分离的目的和意义