摘 要：采用模拟软件对高含硫天然气三相分离的轴流导叶旋流分离器内速度场和压力场分析研究，并与实验结果进行了对比，得出结论：气液相经旋流后，在气出口附近产生最高速度;气出口下方，流体在外侧向下运动、在内侧向上运动;旋流器内部压力分布为中间低、边壁处压力高。
关键词：高含硫天然气;三相分离;速度场;压力场
引 言
目前普光气田面临的主要问题是产水和硫沉积问题，构造边部 10 口井液气比也在逐步升高，日产水量也可能快速上升。在高含硫气田开采和地面集输过程中，当温度和压力下降时，含硫量达到饱和时，将有硫磺结晶体析出，若气体携带硫磺结晶体微粒的能力低于硫磺结晶体的析出量，就会发生单质硫物理化学沉积，造成分酸分离器压差过大、节流阀堵塞、排液不畅、输气管道腐蚀等问题，现有的气液两相分离器无法高效进行气、液、硫分离，进而影响到天然气的开采和集输[1,2]。
因此，为了保证地面集输系统的正常生产和安全运行，解决因为硫单质沉积带来的上述问题，特提出采用旋流脱固技术对气液固三相进行分离，从而控制地层水和单质硫不进入或少进入集输系统，提高外输天然气气质，对减轻集输系统设施的腐蚀，保证集输管道的安全平稳运行。
1 结构
轴流导叶分离器为轴向进气液混合物，经进料室的缓冲，导向叶片安装在进口下，气气液混合物经导向叶片后，液相富集到底部，气相经排气口流出，实现气液相的分离。核心分离部件为导向叶片。
2 建立模型
模拟计算选取轴流导叶旋流分离器，筒体段直径 0.1m，导向叶片倾斜角为 25°，导向叶片数量为 8，排气管内径为 0.06m。ICEM CFD 软件划分网格，进行模拟计算。
3 计算结果与讨论
3.1 切向速度
图 1 为旋流分离器切向速度图。
内部内旋流的切向速度，随半径增大而升高;外部外旋流的切向速度，随半径减小而升高;气出口附近产生最高速度。
3.2 轴向速度
图 2 为旋流分离器轴向速度图。
内部是上行流，外部是下行流，且存在明显分界面。随轴向位置下移，下行流最大轴向速度略有减小。
3.3 压力分析
图 3 为旋流分离器的压力分布图。
内部压力分布是中间区域压力低，靠近边壁的压力高。
4 结 语
通过以上对分离器模拟计算进行分析，可以总结出以下结论：
(1)气液相经旋流后，在气出口附近产生最高速度;
(2)气出口下方，流体在外侧向下运动、在内侧向上运动;
(3)旋流器内部压力分布为中间低、边壁处压力高。——论文作者：王树涛 1 ，郑新艳 2 ，马 雯 1 ，王咏梅 1
参考文献
[1] 李宁, 何洋, 任斌, 等. 普光气田地面集输系统硫沉积原因分析及对策[J]. 天然气勘探与开发, 2012, 35(3): 69-72.
[2] 后鑫, 雷金晶, 赵文祥. 普光气田地面集输系统堵塞成因及措施[J]. 天然气与石油, 2013, 1(2): 21-23.
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