[发明专利]开排沉箱内油水分离及传热性能的实验装置及实验方法

说明书

一种开排沉箱内油水分离及传热性能的实验装置及实验方法，包括：开排沉箱模型、设置在开排沉箱模型内的冷却水罐、设置在开排沉箱模型内的进料管；其中，冷却水罐的底部封头与排水接管相连接，冷却水罐的内腔通过排水接管与流量计相连通，流量计通过管路依次与加热箱、搅拌桶、离心泵相串联；离心泵的出料口与进料管相连通。本发明不仅能够改变入口流量、温度和含油浓度，解决了全面测试现役开排沉箱的分离性能及操作弹性问题；而且，还能够通过测试开排沉箱内部油水两相的分离情况，找到其轴向分布规律，对今后开排沉箱内部斜板布置及其他结构的优化设计提供参考依据；同时，为开排沉箱的整体防腐设计，提供了参考依据。

技术领域

本发明涉及实验装置，尤其涉及一种用于测试开排沉箱内油水分离及传热性能的实验装置及实验方法。属于海洋石油工程领域。

背景技术

开排沉箱是海上平台上生产污水、生活污水及甲板雨水的排海通道，作为处理含油污水的最末一级重要过程设备，以其结构简单、造价低廉、处理量大等优点被越来越广泛地应用到海上平台。其中，又以斜板式开排沉箱应用最广。它通过构造流动静态区能有效的去除污水中含有的油滴等杂质，对保障清洁海洋油气生产和可持续发展具有重要意义。但是，由于开排沉箱置于海水这种恶劣腐蚀环境中，其处理的热流体与海水存在的温差会加剧腐蚀。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种开排沉箱内油水分离及传热性能的实验装置及实验方法，其不仅能够改变入口流量、温度和含油浓度，解决了全面测试现役开排沉箱的分离性能及操作弹性问题；而且，还能够通过测试开排沉箱内部油水两相的分离情况，找到其轴向分布规律，对今后开排沉箱内部斜板布置及其他结构的优化设计提供参考依据；同时，通过测试开排沉箱内传热温度场的分布，找到其沿轴向的内外温差分布规律，为开排沉箱的整体防腐设计，提供了参考依据。

本发明的目的是由以下技术方案实现的：

一种开排沉箱内油水分离及传热性能的实验装置，其特征在于：包括：开排沉箱模型、设置在开排沉箱模型内的冷却水罐、设置在开排沉箱模型内的进料管；其中，冷却水罐的底部封头与排水接管相连接，冷却水罐的内腔通过排水接管与流量计相连通，流量计通过管路依次与加热箱、搅拌桶、离心泵相串联；离心泵的出料口与进料管相连通。

所述开排沉箱模型由数级分离单元组成，分离单元主要由斜板、升油管和箱体组成，其中，斜板的一侧与箱体相固接；升油管的底端固接于斜板上；箱体上固定设置有与箱体内腔相连通，且穿过冷却水罐壁体的取样管及测温管；开排沉箱模型与冷却水罐为同轴线设置。

所述搅拌桶为变速搅拌桶；加热箱为控恒温加热箱。

所述冷却水罐上设有用于循环冷却水的进水阀和排水阀，冷却水罐的上部设置有液位计；通过控制冷却水进出量来达到模拟具有一定环境温度和液位的海洋环境。

所述测温管的末端上装有热电偶，热电偶的探头延伸至开排沉箱模型的内部，通过连接温控仪，即可测定开排沉箱沿轴向的各测点温度分布。

所述开排沉箱模型内与取样口流速一致，取样口上装有取样针阀。

所述离心泵为变频式，离心泵的出口分为两路，一路经过控制阀和流量计通往开排沉箱模型用于加料，一路经过控制阀返回搅拌桶。

一种开排沉箱内油水分离及传热性能的实验方法，其特征在于：采用以下实验步骤：

第一步：根据液位计所显示的数据对冷却水罐注入环境温度下的凉水，使得开排沉箱模型下部浸入水中，且在实验过程中，冷却水罐内温度始终处于环境温度；

第二步：将加热箱内的水加热到设定的实验温度后，通入到搅拌桶内，并向搅拌桶内添加实验所需比例的原油，打开搅拌器设定转速配置，使符合条件的油、水混合成所需要的混合物；