轴流式气液旋转分离器及其作为湿气流量计的试验研究

中国机械工程第18卷第13期2007年7月上半月轴流式气液旋转分离器及其作为湿气流量计的试验研究王天祥何利民1．中国石油大学(华东)任吉娟东营，2570612．胜利油田油气集输公司，东营，257000摘要：应用旋转固壁替代静止固壁对轴流式旋风分离器的结构进行改进，设计了轴流式气液旋转分离器。试验测试了轴流式气液旋转分离器的机械可靠性和分离效率，测试表明，在一定的工况下，轴流式气液旋转分离器的分离效率最高可达99．99，且在整个测试过程中没有出现机械故障。测试中发现，轴流式气液旋转分离器还可用作湿气流量计，即从湿气流中分离出气相和液相，通过测量湿气条件下旋转表面的转速和被分离液体的流量并进行插值后，可得到气体的流量。关键词：轴流式；旋转分离器；湿气流量计；试验研究中图分类号：TQ05l_8文章编号：1O04—132X(2007)13—1544—04ExperimentalResearchonUtilizationofanAxisFlowGas／LiquidRotarySeparatorasaWetgasMeterWangTianxiangHeLiminRenJiuanl_ChinaUniversityofPetroleum(EastChina)，Dongying，Shandong，2570612．OilGasCollectionandTransportCompanyofShengliOilField，Dongying，Shandong，257000Abstract：Theaxisflowgas／liquidrotaryseparatoriSanimprovedversionofaxisflowcyclone．whichhasarotarywal1insteadofthestaticwal1of1atter．Theexperimenta1resultsshowthattheseparationefficiencyoftheunitcanbeupto99．99indesignconditionsandnomechanica1failureiSdetectedovertheexperimenta1time．Duringperformanceevaluationtests，wediscoveritcanbeusedasawetgasmetertomeasuregasandliquidflowrates．Theaxisflowrotaryseparatorremovesgasandliquidphasesfromawetgasstreamandthegasflowratecanbeinterpretedbymeasuringthero—tarysurfacespeedandtheseparatedliqUidphaseflowrate．Keywords：axisflow；rotaryseparator；wetgasmeter；experimenta1research0引言在石油工业和其他行业中，分离器是非常重要的设备。在气液分离方面，目前国内外主要使用的是轴流式旋风分离器。国内外学者对如何提高轴流式分离器的分离性能进行了大量研究，但并未解决轴流式旋风分离器自身结构导致的问收稿日期：2OO5—1O31题，其中一个主要的问题是，流体进入分离器后，在静止壁面产生了边界层效应，形成的液层不明显且不均匀，容易出现液体夹带和气体卷吸现象，从而使分离器在某些场合下产生振动，降低了分离器的分离效率_】]。我们通过对轴流式分离器内部流场进行分析发现，如果在分离器内部增加一个可以自由旋转的回转体，就可显著地降低其边界层效应，且在旋[6]申铁龙．机器人鲁棒控制基础[M]．北京：清华大学出版社，1999．[71ChenBS，LeeCH，ChangYC．HTrackingDe—signofUncertainNonlinearSISOSystems：Adap—tiveFuzzyApproach[J]．IEEETransactionsonFuzzySystems，1996，4(1)：32-43．[81ChangYC．AdaptiveFuzzy—basedTrackingCon—trolforNonlinearSISOSystemsviaVSSandHApproaches[J]．IEEETransactionsonFuzzySys—tern，2001，9(2)：278—292[91谢明江，代颖，施颂椒．基于非线性H(状态反馈的机器人鲁棒控制[J]．机器人，2001，23(2)：161-165．[1O]张友旺，桂卫华．基于自适应模糊神经网络的摩擦力分部补偿算法[J]．控制与决策，2005，20(3)：356·1544·一360．[111AndersonBDO，MooreJ