油气分离器的工作原理主要是基于油和气的密度差异以及流体的动力学特性。当混合的油气流体进入分离器后,由于油的密度较大,会沉降到分离器的底部,形成油相;而气的密度较小,会浮在油相上方,形成气相。通过合理设计分离器的结构和操作参数,可以实现的油气分离过程。
油气分离器通常由进料管道、分离室和出料管道组成。进料管道将混合的油气流体引入分离室,通过控制进料速度和流体的流动方向,使流体在分离室内产生旋转和湍流,从而增加分离效果。在分离室内,油和气逐渐分离,油相沉降到底部,气相上升到顶部。分离室内通常设有分离板和填料,用于增加分离的表面积和接触时间,提高分离效率。
油气分离器有多种类型,包括卧式、立式和球形等。不同类型的分离器在结构上有所不同,但基本原理相似,都是利用油和气的密度差异来实现分离。在实际应用中,需要根据具体的工况条件和要求进行合理设计,以确保分离器的性能和效果。
油气分离器的主要功能包括以下几个方面:
分离油气:油气分离器能够将油气混合物中的油和气分离,确保多级离心泵能够正常工作,减少气体对潜油电泵工作特性的影响,预防离心泵产生气蚀、气锁1。
减少机油泄漏:通过保持曲轴箱内压力与大气基本相等,平衡曲轴箱内外的压力,减少机油泄漏,从而延长机油的使用寿命12。
润滑效果:油气分离器能够过滤机油中的气体,保持机油的流动性和润滑效果,减少机件因润滑不足而导致的磨损和腐蚀,延长发动机的使用寿命12。
油气分离器在多种应用中具有重要作用。在油井生产中,它位于潜油离心泵和保护器之间,用于将井液中的游离气体与井液分离,液体被送到潜油离心泵,而气体则释放到油管和套管环形空间。在车用柴油机中,油气分离器是曲轴箱通风系统的主要组成部分,负责分离曲轴箱窜气中的机油,这对发动机的可靠性和排放具有重要影响。此外,在回转式空气压缩机中,油气分离器确保压缩空气的,影响压缩机的有效功率、油耗以及输出气流的稳定性和洁净度。
油气分离器故障的主要现象包括发动机性能下降、机油压力报警、排气管冒蓝烟、油耗增加以及尾气排放超标等。当油气分离器无法正常工作时,发动机的功率会降低,加速性能变差,甚至可能出现启动困难和发动机震颤等问题。此外,油气分离器故障还可能导致发动机故障灯亮起,排放污染增加,油耗增大,以及排气管散发出刺鼻的气味。
油气分离器的主要作用是将燃烧产生的废气中的油雾与空气进行有效分离,防止机油进入气缸参与燃烧。如果油气分离器出现故障,机油可能会进入气缸,导致发动机性能下降,加速性能变差,甚至引发发动机故障灯亮起。此外,油气分离器损坏还会导致燃油燃烧不充分,尾气排放中的有害物质超标,对环境造成污染。12
为了判断油气分离器是否损坏,可以通过检测发动机的负压数值来判断。如果负压数值出现偏差,通常意味着废气阀(油气分离器)可能已经损坏,建议更换原厂配件以确保发动机的正常运行
主动离心式油气分离器的工作原理是依靠外界输入能量在分离器内形成旋转涡流,混合气流中的微粒在离心力作用下被分离出来。图3 所示的是一种圆锥形式的主动离心分离器,它的旋转轴上安装了多个圆锥形碟片,碟片靠近旋转轴的位置开有小孔,这就是混合气的流通通道,在每个碟片上都设有一组弧形叶片。当旋转轴运动时混合气就会在离心力作用下沿圆锥碟片间的环形空间甩出,达到油气分离的目的。由于主动离心式油气分离器制造和使用成本较高,现在大多应用于航空发动机。