Приложение Ж (обязательное). Методика испытаний предвключенных устройств: газосепараторов, диспергаторов и газосепараторов-диспергаторов

Приложение Ж
(обязательное)

Методика испытаний предвключенных устройств: газосепараторов, диспергаторов и газосепараторов-диспергаторов

Настоящая методика предназначена для определения параметров, указанных в 6.2.2.4. Методика распространяется на газосепараторы, диспергаторы и газосепараторы-диспергаторы.

Ж.1 Требования к стенду

Ж.1.1 Стенд должен быть аттестован, а привод должен иметь известную нагрузочную характеристику.

Ж.1.2 Манометры для замера давления должны иметь класс точности не ниже 0,4, расходомеры - класс точности не ниже 2,5.

Ж.1.3 Необходимо измерять частоту вращения вала с точностью 1 об/мин.

Ж.1.4 Конструкция стенда должна обеспечивать 100%-ную сепарацию воздуха из ГЖС на нагнетательном трубопроводе и возврат воды с ПАВ с выхода насоса под зеркало жидкости в баке стенда.

Ж.1.5 Конструкция стенда должна обеспечивать отсутствие пузырьков воздуха в жидкости с ПАВ на всасывающих трубопроводах 36, 37 путем удаления воздуха из их воздушных карманов при заполнении стенда.

Ж.1.6 Количество сменных сопел различного диаметра для установки в эжекторе должно быть достаточным для обеспечения различных потребных расходов жидкости и газа.

Ж.1.7 Стенд должен обеспечивать измерение следующих параметров:

- давления на входе и выходе испытуемого газосепаратора, диспергатора; давления на входе и выходе насоса;

- расхода жидкости;

- объемного расхода воздуха на входе;

- объемного расхода отсепарированного газосепаратором воздуха;

- распределения давления по длине насоса;

- потребляемой мощности;

- частоты вращения вала;

- размеров пузырьков газа на входе и выходе испытуемого предвключенного устройства.

Ж.2 Состав стенда

Схема стенда, с установленным испытуемым предвключенным устройством, приведена на рисунке Ж.1 и состоит из:

- предвключеннго устройства 1;

- струйного аппарата (эжектора) 2;

- частотно-регулируемого привода 3;

- насоса 4 для определения количества диспергирующих ступеней после предвключенного устройства;

- двух прозрачных участков трубопровода 10 для фиксации дисперсности ГЖС при помощи регистрирующих видеокамер 11 и устройств 12 для определения размеров фиксируемых пузырьков газа;

- прозрачного участка трубопровода 41 для визуальной проверки отсутствия газа на всасывающем трубопроводе;

- бака для жидкости 13;

- подпорного насоса 14;

- насоса 30 для откачки жидкости из мерного бака 31;

- газосепаратора 15;

- системы распределительных трубопроводов;

- регулируемых задвижек 16, 17, 20, 29, 38, 39, 40 и вентилей 18, 42;

- мерного бака 31;

- контрольно-измерительной аппаратуры.

Контрольно-измерительная аппаратура состоит из расходомера 25, газовых счетчиков 21 и 32, манометров или датчиков давления 22, 23, 24, 27, 28, тарированного двигателя 3 для измерения потребляемой мощности, измерителя частоты вращения вала (на рисунке Ж.1 не показан).

Расход жидкости может быть измерен и в баке 13 объемным способом.

Свободный газ подается от компрессора 19 в струйный эжектор 2. Для регулирования подачи компрессора используется регулировочный вентиль 18. Следует особо отметить, что эжектор расположен непосредственно перед входом ГЖС в газосепаратор или диспергатор для обеспечения требуемого осевого потока и структуры ГЖС.

Максимальное газосодержание на приеме испытуемого модуля ограничивается значением 85%.

Газ может подаваться на прием эжектора и от системы баллонов.

Отсепарированная испытуемым газосепаратором смесь газа с жидкостью направляется из затрубного пространства через трубопровод 26 в мерный бак 31, а газ оттуда - наружу через газовый счетчик 32. Жидкость из мерного бака через трубопровод 34 направляется подпорным насосом 30 в трубопровод 35, в который идет смесь с выхода насоса 4.

Ж.3 Последовательность проведения испытаний

Испытания проводят в два этапа:

- испытания по комплексной схеме на ГЖС (см. рисунок Ж.1). Перед испытаниями проводится подбор диаметра сопла эжектора к конкретному испытуемому предвключенному устройству для выполнения требований настоящего стандарта;

- испытания предвключенного устройства на воде с целью определения напорной и энергетической характеристик (см. рисунок Ж.1, без насоса 4). При испытании газосепаратора или газосепаратора-диспергатора выкидные газовые отверстия следует закрыть.

Ж.3.1 Испытания газосепаратора, газосепаратора-диспергатора по комплексной схеме стенда на ГЖС

Испытания на стенде проводят следующим образом.

Открывают задвижки 16, 17, 20, 39, тем самым заполняют водой с ПАВ всю жидкостную систему. Закрывают задвижку 16. Запускают подпорный насос 14 и испытуемый газосепаратор (диспергатор) 1 с насосом 4. Вентиль газовый 18 перед входом в приемную камеру эжектора при этом закрыт. Постепенно открывая задвижку 16, регулируют, устанавливая определенный режим и необходимую величину давления на входе газосепаратора (диспергатора) 1.

Фиксируют значение всех приборов на первом установившемся режиме при откачке однородной жидкости без газа.

Затем приоткрывают задвижку 29 на затрубном пространстве, при этом давление на входе снижается. Включив компрессор 19 и открывая вентиль 18, начинают подавать газ в эжектор 2, а сформированную им газожидкостную смесь - на прием испытуемого газосепаратора или диспергатора 1. Регулируя подачу газа вентилем 18, добиваются необходимой величины давления на входе испытуемого предвключенного устройства . При необходимости осуществляют дополнительную регулировку сбрасываемого из затрубного пространства потока задвижкой 29.

После установления режима на ГЖС проводят необходимые замеры. Включив подсветку прозрачных участков 10 (на входе и выходе испытуемого предвключенного устройства), проводят съемку с частотой 120 кадров в секунду. Замеряют расход газа, выходящего из затрубного пространства с помощью счетчика 32. Расход жидкости, сбрасываемый вместе с газом в затрубье, определяют мерным баком 31.

После замеров и съемок на одном установившемся режиме на ГЖС настраивают работу на следующий режим, приоткрывая газовый вентиль 18 и увеличивая подачу газа эжектором 2. Чтобы оставить давление на входе неизменным, приоткрывают задвижку 29, после чего повторяют замеры.

После того как мерный бак 31 заполняется жидкостью, ее откачивают насосом 30 через трубопровод 34 на вход газосепаратора центробежного 15.

Поскольку в бак 31 чаще всего поступает смесь в виде пены, необходимо контролировать заполнение бака, чтобы не допустить попадания жидкости в газовый счетчик 32.

При испытаниях должны замеряться следующие параметры:

а) расход жидкости ;

б) давления на входе и выходе секции насоса , ;

в) давление на входе и выходе предвключенного устройства (газосепаратора или диспергатора) , ;

г) объемный расход воздуха на входе в атмосферных условиях ;

д) объемный расход отсепарированного газосепаратором воздуха ;

е) распределение давления по длине насоса ;

ж) частота вращения вала n.

Ж.3.2 Испытания диспергатора по комплексной схеме стенда на ГЖС

Испытания диспергаторов на ГЖС проводятся аналогично испытаниям газосепараторов, газосепараторов-диспергаторов (см. Ж.3.1) при закрытых задвижках 29, 38 и с замером параметров:

а) расход жидкости ;

б) давления на входе и выходе секции насоса , ;

в) давление на входе и выходе предвключенного устройства (газосепаратора или диспергатора) ,

г) объемный расход воздуха на входе в атмосферных условиях ;

д) распределение давления по длине насоса ,

е) частота вращения вала n.

Ж.3.3 Испытания предвключенного устройства на воде без воздуха с целью определения напорной и энергетической характеристик (см. рисунок Ж.1, без насоса 4)

При испытании газосепаратора или газосепаратора-диспергатора выкидные газовые отверстия следует закрыть.

Испытания на стенде проводят следующим образом.

Открывают задвижки 16, 17, 20, 39, тем самым заполняют водой всю жидкостную систему. Закрывают задвижку 16. Запускают подпорный насос 14 и испытуемый газосепаратор (диспергатор) 1. Вентиль газовый 18 перед входом в приемную камеру эжектора, вентили 29 и 38 при этом закрыты. Постепенно открывая задвижки 16, снимают напорно-расходную и энергетическую характеристики газосепаратора (диспергатора) 1.

При испытаниях должны замеряться следующие параметры:

1) расход жидкости ;

2) давления на входе и выходе испытуемого предвключенного устройства (газосепаратора или диспергатор) , ;

3) потребляемая мощность измеряется определением нагрузки на приводном валу ;

4) частота вращения вала n.

Ж.4 Обработка результатов испытаний

Ж.4.1 Испытания на ГЖС

Обработка полученных результатов заключается в следующем:

а) вычислить расход газа в условиях входа

,

(Ж.1)

б) рассчитать газосодержание свободного газа в смеси на входе

,

(Ж.2)

где - расход жидкости;

в) определить давление, развиваемое испытуемым изделием и секцией насоса, подсоединенного к нему, рассчитываемого как разность давлений на выходе и входе изделия;

г) для определения количества диспергирующих ступеней строится зависимость давления по длине насоса от количества ступеней при максимально допустимой для предвключенного устройства производительности насоса. Количество диспергирующих ступеней определяется по месту перегиба характеристики.

д) определить расход газа, сбрасываемого в затрубное пространство, ;

е) вычислить расход остаточного газа, который поступил на прием работавшего вместе с газосепаратором насоса

;

(Ж.3)

ж) определить газосодержание остаточного газа, который поступил на прием работавшего вместе с газосепаратором насоса,

;

(Ж.4)

и) определить коэффициенты сепарации газосепаратора

.

(Ж.5)

к) по полученным фотографиям пузырьков газа на входном и выходном участках испытанного предвключенного устройства определить объемный диаметр пузырьков газа

,

(Ж.6)

где - доля пузырьков газа в каждом из выбранных интервалов;

- среднеарифметическое значение диаметра пузырька газа в каждом интервале.

По рассчитанным результатам испытаний строят следующие зависимости:

- коэффициент сепарации и остаточного газосодержания от расхода жидкости (только для газосепараторов и газосепараторов-диспергаторов);

- допустимое газосодержание от расхода жидкости;

- распределение давления в насосе, расположенном после испытуемого газосепаратора или диспергатора, от расхода жидкости.

- осредненные кривые распределения пузырьков газа по размерам.

Ж.4.2 Испытания предвключенного устройства на воде

Обработка результатов испытаний проводится в соответствии с ГОСТ 6134, в результате чего определяются напорная и энергетические характеристики газосепаратора или диспергатора на воде.

Рисунок Ж.1 - Схема стенда для испытаний газосепараторов и диспергаторов