油氣分離器常見結構分離效果分析

通過介紹油氣分離器在噴油螺桿壓縮機中的作用 , 比較分析了油氣分離器的進氣管及內置附件的結構設計對油氣分離效果的影響 , 得出了一種較為合理的結構形式 , 能更好地達到油氣分離的目的 , 并在實際應用中取得了良好的效果。

在噴油螺桿壓縮機中 ,  油氣分離器是其中的主要設備之一。油氣分離器的作用是將壓縮空氣中形成的油氣混合物進行油和氣的分離 ,  既可降低壓縮氣體中的含油量 ,  又可循環(huán)利用分離出來的潤滑油。近年來 ,  隨著各種結構不同的新型油氣分離器投入使用 ,  對內置附件及進氣管的結構也進行了重點改進 ,  從而達到了更好的油氣分離效果。

1  油氣分離器的作用

在噴油螺桿壓縮機中 ,  油氣分離器能分離壓縮空氣中的潤滑油。因為在壓縮氣體時 ,  一些油同時被噴入壓縮機的齒間容積中 ,  因而形成了油氣混合物。為了確保壓縮氣體的質量 ,  必須利用油氣分離器來分離壓縮空氣中多余的油 ,  同時將分離出來的潤滑油循環(huán)利用。

2  油氣分離效果在噴油螺桿壓縮機中形成了壓縮氣體和潤滑油的混合物 ,  其中潤滑油是以氣相和液相兩種狀態(tài)存在的。氣相潤滑油是油氣混合物在一定的溫度和壓力下由液相潤滑油氣化形成 ,  但氣相油在油氣混合物中的比例很少 ,  而液相油占的比例較多。液相油的油滴直徑大部分在 1μm 以上 ,  少量的油滴直徑在 0  01～1μm 之間。由于油氣混合物的流速不是很快1,  油滴受重力作用 ,  大的油滴都落入油氣分離器的底部 ,  然后通過回油管道再循環(huán)利用;  小直徑的油滴長時間懸浮在壓縮空氣中 ,  不能靠自身的重力作用而落入油氣分離器的底部。油氣分離器的作用是將這些小油滴從壓縮氣體中分離出來 ,  從而使排出的壓縮空氣中油的含量在 0  003‰之內。因而 ,  油氣分離器的性能好壞直接影響噴油螺桿壓縮機排出的壓縮氣體的質量。噴油螺桿壓縮機中壓縮空氣的含油量不僅與油氣分離器的濾芯質量有關 ,  而且與油氣分離器的進氣管及內置附件的結構設計有關。油氣分離器采用的油氣分離有兩級:  一級分離是機械碰撞分離 ,  是指油氣混合物通過碰撞油氣分離器的內置附件 ,  在自身重力作用下 ,  或通過油氣分離器的進氣管及內置附件產(chǎn)生的離心力作用 ,  將油氣混合物中 1μm 以上的大直徑油滴分離出來 ,  落入油氣分離器的底部;

二級分離是油滴聚結再分離 ,  它是指油氣混合物以較慢的速度進入油氣分離器的濾芯 ,  將直徑在 1μm以下的較大直徑油滴先在濾芯表面過濾出來 ,  較小直徑的油滴在進入濾芯內部后親和聚結為直徑較大的油滴 ,  并在自身重力作用下落入油氣分離器的底部。油氣分離器是上述兩級分離方法的綜合分離 ,機械分離作為一次分離 ,  濾芯分離作為二次分離。

3  油氣分離器的結構分析

油氣分離器的進氣管及內置附件的結構設計 ,直接關系到一次分離效果的好壞。內置附件的型式有:  隔筒組件、導流板等。近年來常見的進氣管及內置附件的結構大致有以下四種設計。第一種是進氣管垂直筒體焊接。在進氣管附近設置隔筒組件 , 油氣混合物撞擊隔筒進行一次粗分離 ,  此結構如圖 1所示。

第二種結構是進氣管切向焊在筒體上。在進氣管附近焊有一塊導流板 , 其形狀為半圓形 , 油氣混合物沿筒體切向進入旋轉通道 , 利用旋轉產(chǎn)生的離心力進行一次分離。這種切向分離較直接機械碰撞分離效果有了提高 ,  但由于導流板的位置一般在筒身中部 , 油氣混合物很容易直接掃過油面 , 影響了分離效果。結構如圖 2所示。第三種也是進氣管切向焊入筒體。在筒體內設置了隔筒 ,  油氣混合物沿著筒體與隔筒間的通道 ,旋轉形成了離心力 , 從而達到分離的目的。隔筒可以直接焊在油氣分離器的設備法蘭底面上 , 或者隔筒與隔圈焊接成組件 , 再將隔圈組件裝在設備法蘭及法蘭蓋之間 , 然后用螺栓固定。隔筒內裝有用于二次分離的油氣分離濾芯?？傊?, 隔筒一般設置在證明 ,  該結構的分離效果較前兩種好 ,  在國內的油氣分離器的設計中經(jīng)常被使用 ,  該結構如圖 3所示。

油氣分離器的上部 ,  由于油氣混合物離油面較遠 ,一般應大于 300 mm ,  因而可以提高分離效果。實踐

第四種是國外使用過的設計結構。進氣接管設計為彎管組件 , 從油氣分離器筒體中下部直接彎至上封頭處。在上封頭的頂部焊接隔筒裝置 , 油氣混合物在上封頭與隔筒之間的通道內形成旋轉離心力

而達到分離。結構如圖 4所示。

圖 4  分離器結構四

經(jīng)過上述結構比較 , 可見第三種設計結構較合理 , 能夠達到良好的分離效果 , 可有效降低壓縮空氣的含油量 , 同時可降低油耗 , 因而在業(yè)內較多采用該結構。

4結語

油氣分離器是噴油螺桿壓縮機的關鍵設備之一 ,油氣分離器的性能優(yōu)劣對壓縮機的油耗、效果以及排氣質量有很大影響。油氣分離器的結構設計直接影響油氣混合物的分離效果 ,  也關系到空氣壓縮機的使用成本。因而 , 我們在設計時根據(jù)客戶的反饋信息進行了結構改進 , 取得了良好的應用效果和經(jīng)濟效益。

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