一、旋流油水分离器概述

       旋流油水分离器器进入20世纪80年代以来，油田地面分离技术进入重大技术发展时期。这类设备主要以静态旋流油水分离器和动态旋流油水分离器为典型代表，因其体积小、处理时间短，因而日益引起国际石油工程技术界的广泛关注。一方面各石油生产厂商竞相在工程中采用该技术，另一方面有关科研部门也在致力于这一技术的开发研究。十多年来的科学研究及工程实际应用结果表明，旋流分离技术作为一种高效分离技术，由于其突出的优势，适用场合并不仅仅局限于污水除油处理方面，如同重力分离技术一样，在原油脱气、脱水、除砂、除颗粒以及气体、原油、污水净化和污泥脱水等方面都存在着技术经济上的可行性和工程应用的广阔前景。旋流油水分离器广泛适用于原油脱水，含油污水处理，亦可用于化工、机械、炼油、轮船、海洋平台及环保行业的含有污水处理和存在比正差的液液分离场合，高浓度时可二级串联使用。

二、旋流油水分离器工作原理

         旋流油水分离器器是一种应用非常广泛的非均相混合物分离设备。旋流油水分离器工作的基本原理是将具有一定密度差的液—液、液—固、液—气、气—固等两相或多相混合物以一定的压力(或初速度)有切向进料口进入旋流油水分离器内部，流体的压力能转为流体的动能在旋流器内部做高速的旋转运动，流体在运动过程中产生很强的离心力场，使混合物中密度(或直径)较大的组分(粗相)在离心力的作用下，在旋转运动的同时向下、向外运动，最终形成外旋流以底流的形式从底流口排出;而密度(或直径)较小的组分(轻相)在旋转运动的同时向内、向上运移，最终形成内旋流以溢流的形式经溢流口排出，从而完成分离任务。

含油污水沿切线方向进入圆筒涡旋段后形成旋流，进入缩径段后由于截面的改变，使流速增大形成螺旋流态，由于油和水的密度差，水附着于旋流管壁而油滴向中心移动。流体进入细锥段后，截面不断缩小，流速继续增加，离心力也随着增大，小油滴被挤入锥管中心聚合形成油心，在净化水沿着旋流管壁呈螺旋线向前流动的同时，低压区的油芯向后流动并从溢流口排出，而净化水则由集水腔流出，从而完成了油水分离。

旋流油水分离器靠两种不相溶液体的比重差，主要用于去除水中80%以上的非乳化油。旋流油水分离器的关鍵部件旋流管由分配口、旋流腔、收缩腔、尾锥、尾管、底流口、溢流口等部分组成。油水混合液由旋流腔上的分配口进入旋流管，在一定的压差条件下，形成螺旋流动。经收缩腔、尾锥两级收缩，使流体增速并在旋流管内形成一个稳定的离心力场。根据斯托克斯(stokes)定律，油水混合液中重相水在强大离心力作用下被抛向旋流管内壁呈螺旋态从底流口排出，轻相油则向旋流管的中心聚集形成油芯，从溢流口排出，实现油水分离。该离心场产生离心加速度为2000g，因此油水在几秒内可实现分离。可以手动操作，也可以自动控制。

除油效果在原来的基础上进一步提高，进水的压力能够尽可能转化成离心力，提高油水分离效果。含油污水通过水入口进入旋流式油水分离器，分配到容器内的每个旋流子上，形成旋流，在离心力的作用下，实现油水分离，分离后的水从水口排出，油从油出口排出。

三、旋流油水分离器优点

与其他现有净化技术相比，旋流式油水分离器具有以下特点：

a、占地面积小。

b、重量轻 。不到常规设备重量的1/5。

c、分离效率高。一般达到85%，95~99%

d、可靠性高。无运动部件；维护简便。

e、流量调节范围宽。

f、安装方向不受限制。

g、工艺流程简单。可取消大量的管线和昂贵的沉降装置。

四、流油水分离器技术参数

1、处理介质：     含油污水（油品一般为柴油、汽油、喷气燃料）

2、设计压力：     1.0MPa

3、工作压力：     ≤0.6MPa

    4、工作温度：     4℃～40℃

5、进水/出水压降： ～0.35MPa

6、进水/排油压降： ～0.45MPa

五、旋流油水分离器设备的安装、调试、操作

5.1设备的安装

设备在安装的全过程中，应防止赃物、灰尘和其他物体（金属屑、螺栓等）落

入设备。

外部接口与设备接口连接时，应注意设备上的各接口的用途。

5.1.1设备的安装要求

·设备安装前，应检查各部件、设备及仪表、阀门等有无损坏，检查各密封面情况有无脏物以便能及时处理。

  ·基座放置牢固平稳，安装必须牢固可靠。

  ·法兰紧固前应调整好同心度。

  ·安装时应做到轻拿轻放避免不必要的损坏及影响美观。

  ·接线应牢固可靠。  

·设备的进水腔与排油腔之间设置反冲洗管线，供油孔阻塞时反冲洗。           

5.2.设备的调试

5.2.1.准备

·检查外部接口与设备接口是否连接正确。

·检查各阀门开启/关闭是否灵活，有无卡阻现象。

5.2.2.调试

a.旋流器在安装完毕（或停止使用很长时间）开始使用时，应先导通橇外各流程进出口阀门。

b.打开排油腔反冲洗阀，慢慢打开进水阀、出水阀、排气阀，关闭其他所有阀门。

c.具有一定压力的含油污水进入旋流器，调整进水阀和出水阀的开启度，确保排除容器和管汇中空气，使容器整个腔内充满水。

  不能在出水阀门关闭状态下进水，以防损坏容器内部的旋流管。

d.当排气管中有液体溢出时，关闭排气阀，再关闭排油腔反冲洗阀。保证设备在关闭排油阀的情况下运行3～5分钟，以冲净容器和管道内杂物，防止旋流管溢流口的阻塞。

e.打开排油阀、仪表管线上的阀门，设备进入正常运行状态。

5.3.设备的操作

设备的操作为手动控制方式。

5.3.1.开机程序

a. 导通橇外各流程进出口阀门。

b. 打开排油腔反冲洗阀、打开排气阀、再慢慢打开进水阀、出水阀，关闭其他所有阀门。

c.启动提升泵，具有一定压力的含油污水进入旋流器，调整进水阀和出水阀的开启度，确保排除容器和管汇中空气，使容器整个腔内充满水。

d.当排气管中有液体溢出时，关闭排气阀。

e.慢慢打开排油阀，设备进入正常运行状态。

调节旋流器出水口、排油口截止阀，使得进水/出水压降约为0.35MPa左右，进水/排油压降约为0.45MPa左右。

5.3.2.设备停机

a.关闭与设备相连的泵。

b.关闭旋流器进水阀、排油阀、出水阀。

5.4.故障诊断与维修、维护

当旋流器使用一定时间后，如发现其出水水质恶化或除油效率降低或设备腔体内部发出怪声，所致原因及修理办法如下：

·供给旋流器的流量不合适，应对其作相应调整。

·检查设备是否超工作范围运转，是否在正常工作压力、压差下运行，如不是，应对设备重新调试使其正常。

·打开旋流器腔体，检查旋流腔、尾锥等有无磨损或损坏，如有应立即更换，同时检查O型橡胶密封圈是否损坏，必要时需更换。

旋流器的维护：                                                                                                                                    

打开旋流器前需要严格执行以下步骤：

·拆卸程序 

拆卸前应确认设备各流程的进出口阀门已关闭，容器和管汇已泄压，且容器内液体已排放干净。                                                     

拆去排油腔与筒体连接的容器大法兰的双头螺栓，打开排油腔。

将旋流管总成抽出，并放在事先准备好的工装上。

  旋流管总成须人员拆卸，否则由此造成的旋流管损坏本公司概不负责!

·部件检查                                                           

建议每年对部件进行检修，程序如下；

·旋流管检修

检查进液分配口的渐开线表面是否有锈蚀、入口处是否有异物堆积。

检查旋流管内壁是否有锈蚀。

    如果进液分配口的渐开线表面、旋流管内壁有明显锈蚀，请与本公司联系。

检查旋流管焊接处有无可视裂缝，如需要焊接请雇佣合格焊工。

检查O型橡胶密封圈是否老化、损坏，必要时更换。

·容器隔板检修

检查隔板上通孔和装配密封面及O型槽是否有损坏，必要时更换。

六：旋流油水分离器在原油处理中的意义及使用价值

尽管旋流油水分离器有一定的缺点，其应用也受到某些条件的限制，但它仍不失为一种非常理想的分离设备。由于旋流油水分离器所具有的明显优势，其应用领域已从采矿工业发展到海上及陆上石油工业。中国石油天然气总公司(现中国石油天然气股份有限公司)曾将旋流分离技术的研究列为“九五”重点攻关项目，相应地也取得了一些可喜的研究成果。

目前，采用水力旋流技术分离油井产出液中细颗粒被认为是一种有效的方法。国内外学者目前所完成的工作，都是对旋流油水分离器分离理论及分离特性研究的有益探索，对本课题开展有很高的参考价值。

近年来，我国许多油田也在积极进行旋流油水分离器的应用试验研究，并已显示出良好的前景，油水分离用旋流油水分离器已应用于生产实际，并取得了良好的效果。旋流油水分离器功能多、结构简单、占地面积小、安装方便、运行费用低、使用方便灵活、工艺比较简单，特别是分离过程实现闭路循环，不产生二次污染。尤其是旋流油水分离器中高速离心力产生的加速度为重力加速度g的几百倍甚至上千倍，对于固-液旋流油水分离器来说可极大地改善处理效果，减少进入后续工艺中的细颗粒杂质含量，降低后续工艺的处理难度。开展细颗粒分离用固-液旋流油水分离器的研究，其目的就是要快速有效地完成污水中固体颗粒(尤其是细小颗粒)的处理，减少设备投资，减小占地面积，简化工艺流程，降低运行成本。因此细颗粒分离用固-液旋流油水分离器的研制将会促进产出液分离技术水平的进一步提高，对降低原油采出成本有着极其重要的意义。