авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Повышение эффективности процесса обессоливания нефти

-- [ Страница 3 ] --

Диапазоны значений возможно изменять только для управляемых параметров. Поскольку геометрические критерии связаны с конструкцией устройства, их изменение не представляется возможным для различных режимов работы смесителя. В первую очередь будем изменять наиболее информативные параметры. Рассмотрим критерий Вебера (We). У объекта № 1 диагностический коэффициент первого диапазона является положительным числом, следовательно, при таком значении критерий отрицательно влияет на качество обессоливания. Из таблицы 4 видно, что при увеличении значении критерия Вебера диагностические коэффициенты диапазонов уменьшаются (до 3-его диапазона), но затем вновь увеличиваются (на 4-ом диапазоне). Это явление объясняется тем, что критерий Вебера напрямую зависит от линейной скорости воды. При больших значениях скорости подачи воды она диспергируется на слишком мелкие капли, что впоследствии затрудняет коалесценцию глобул промывной и пластовой воды, в следствие чего соли плохо вымываются из нефти. Об этом также говорит низкое значение информативности последнего диапазона. Поэтому для улучшения качества обессоливания нужно поддерживать критерий We в диапазоне [28 642.6151; 42 126.223]. Диагностический коэффициент этого диапазона
Dk = -14.546, информативность I = 2.665.

Второй критерий, который можно изменить, – критерий Рейнольдса (Re). Его значение прямо пропорционально зависит от значения линейной скорости нефти, поэтому здесь также наблюдается уменьшение по модулю значений диагностических коэффициентов и информативности. Для улучшения влияния данного критерия на результат обессоливания можно поддерживать его значение на уровне 2-ого диапазона, т.е. Re [102 220.586; 112 869.539]. Из возможных диапазонов значений выбирается диапазон со вторым по величине ДК, так как излишне высокая скорость потока нефти приведет к недопустимо высокому значению давления в устройстве.

Поскольку увеличение значения критерия Re сопровождается увеличением значения линейной скорости потока нефти, то следует уменьшить значение критерия Eu. Таким образом, значение критерия Эйлера первого объекта будет находиться в 1-ом диапазоне данного параметра, т.е. Re [11.418; 12.485].

Увеличение линейных скоростей будет сопровождаться увеличением тангенциальных скоростей, поэтому их отношения останутся в прежних диапазонах.

После внесенных изменений таблица параметров для 1-ого объекта выглядит следующим образом (таблица 5).

Таблица 5 – Параметры исследуемого объекта до и после изменения диапазонов критериев

Параметр Диапазон Д.К. Инф. Новый диапазон Д.К. Инф.
We 1675.400 - 18529.909 10.287 4.414 28 642.6151 - 42 126.223 -14.546 2.665
Re 86247.156 - 102220.586 12.656 5.586 102220.586 - 112869.539 -8.805 0.387
Eu 12.485 - 23.160 6.372 2.288 11.418 - 12.485 -7.556 0.473
Г1 0.051 - 0.060 -0.313 0.008 0.051 - 0.060 -0.313 0.008
Г2 59.375 - 59.990 -5.795 0.216 59.375 - 59.990 -5.795 0.216
Г3 16.405 - 16.637 -2.785 0.050 16.405 - 16.637 -2.785 0.050
С1 8.232 - 8.791 3.236 0.091 8.232 - 8.791 3.236 0.091
С2 1.160 - 1.164 -3.754 0.069 1.160 - 1.164 -3.754 0.069
С3 0.100 - 0.125 2.858 0.101 0.100 - 0.125 2.858 0.101
С4 0.050 - 1.610 12.718 5.698 0.050 - 1.610 12.718 5.698
С5 0.180 - 1.311 6.494 2.419 0.180 - 1.311 6.494 2.419
С6 1.481 - 5.566 3.298 0.830 1.481 - 5.566 3.298 0.830
Сумма 45.273 21.769 -15.021 13.011
Категория A B

Из таблицы 6 следует, что сумма диагностических коэффициентов составляет -15.021, что позволяет отнести объект к категории В (хорошее обессоливание).

Для сравнения исходного технологического режима и измененного в программе FlowVision были установлены значения первичных параметров таким образом, чтобы составленные из них критерии находились внутри выбранных диапазонов.

Для сравнения результатов численного моделирования использовались следующие характеристики процесса:

- турбулентная энергия (м2/с2) – характеризует динамичность потока жидкости, зависит от линейной и тангенциальной скоростей движения;

- концентрация (безразмерная величина) – характеризует содержание одного вещества в другом.

Значения характеристик отображаются в виде градиентной заливки. Цветовой переход от минимального до максимального значения характеристики в системе представлен на рисунке 6.

  Градиентная заливка в соответствии со значением характеристики Для-18

Рисунок 6 – Градиентная заливка в соответствии со значением характеристики

Для первого расчета были установлены параметры, соответствующие работе смесителя в исходном режиме, т.е. режиме, при котором рассмотренный объект № 1 находился в категории А. В соответствии с моделью, полученной методом Вальда, работа в таком режиме приводит к плохому качеству обессоливания.

На рисунках 7 и 8 представлены профили распределений турбулентной энергии и значений концентраций воды для исходного режима объекта № 1 (плохое качество обессоливания).

  Распределение значений турбулентной энергии (синий цвет соответствует-19

Рисунок 7 – Распределение значений турбулентной энергии (синий цвет
соответствует значению 0 м2/с2, красный цвет – скорости 100 м2/с2)

  Распределение значений концентрации воды в смеси (продольное сечение,-20

Рисунок 8 – Распределение значений концентрации воды в смеси
(продольное сечение, синий цвет – 0 %, красный цвет – 100 %)

Результат численного моделирования показывает, что поток нефти, поступающий на входе в устройство, оказывает настолько сильное давление на отверстие для выхода потока воды, что нефть вытесняет воду из смесительной камеры, и перемешивание происходит только в пространстве, расположенном в непосредственной близости от отверстия подачи воды. Концентрация воды в смеси при этом весьма низкая, что отрицательно влияет на результат обессоливания.

Для второго расчета были установлены параметры, обеспечивающие работу смесителя в спрогнозированном режиме, т.е. режиме, при котором рассмотренный объект № 1 находился в категории В. В соответствии с моделью, полученной методом Вальда, работа в таком режиме приводит к высокому качеству обессоливания.

На рисунках 9 и 10 представлены профили распределений турбулентной энергии и значений концентраций воды для измененного режима объекта № 1.

  Распределение значений турбулентной энергии (синий цвет соответствует-21

Рисунок 9 – Распределение значений турбулентной энергии (синий цвет
соответствует значению 0 м2/с2, красный цвет – скорости 100 м2/с2)

  Распределение значений концентрации воды в смеси (продольное сечение,-22

Рисунок 10 – Распределение значений концентрации воды в смеси
(продольное сечение, синий цвет – 0 %, красный цвет – 100 %)

Результат численного моделирования показывает, что на выходе смесителя содержание промывной воды значительно больше. В измененном режиме поток нефти движется с большей линейной скоростью, вследствие чего возрастает также тангенциальная скорость. Увеличение скорости приводит к увеличению значения турбулентной энергии, что повышает интенсивность смешивания в пространстве, расположенном в близости от отверстия выхода закрученного потока воды. В области сужения смесительной камеры поток нефти обладает большей по модулю скоростью в измененном режиме, в результате чего закрутка потока нефти происходит сильнее. Процесс смешивания нефти и воды происходит еще некоторое время после преодоления непосредственно области смешивания, этот эффект также повышает конечное качество обессоливания. Таким образом, численное моделирование подтверждает обоснованность полученных стохастических моделей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основании результатов исследования способов интенсификации турбулентных течений и компьютерного моделирования работы смесителя определены оптимальные технические параметры устройства. Показано, что усовершенствованный смеситель «нефть-вода» обеспечивает более эффективное использование промывной воды, что повышает качество обессоливания нефти.

2. Построена стохастическая модель, связывающая сформулированные критерии с результатом обессоливания. Модель позволяет определять степень влияния исследуемых параметров на результат обессоливания и проектировать технологические режимы работы смесителя. Показано, что при поддержании следующих диапазонов значений критериев: С4[2.4; 3.2], Re [112 000; 130 000], We [28 000; 42 000], С5[1.5; 1.9], Eu [7.1; 10.4] качество обессоливания поддерживается на рациональном уровне.

3. Разработано программное обеспечение позволяющее установить степень влияния управляемых и неуправляемых факторов на результат технологического процесса и на основании полученных результатов определить стратегию улучшения данного процесса.

4. Применение усовершенствованного смесителя и установленных технологических параметров его работы подтвердило эффективность предложенных технических и технологических решений.

Основные результаты работы опубликованы в следующих научных трудах:

  1. Жолобова Г.Н., Хисаева Е.М., Сулейманов А.А., Галиакбаров В.Ф. Совершенствование процессов подготовки нефти // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». – 2010. – URL: http://www.ogbus.ru /authors/Zholobova/ Zholobova_1.pdf.
  2. Жолобова Г.Н., Хисаева Е.М., Сулейманов А.А., Галиакбаров В.Ф. Теоретические основы движения жидкости в вихревых устройствах // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». – 2010. – URL: http://www.ogbus.ru /authors/Zholobova/ Zholobova_2.pdf.
  3. Жолобова Г.Н., Хисаева Е.М., Сулейманов А.А., Галиакбаров В.Ф. Анализ конструкций смесителей для обессоливания нефти // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». – 2010. – URL: http://www.ogbus.ru /authors/Zholobova/ Zholobova_3.pdf.
  4. Жолобова Г.Н., Сулейманов А.А. Применение компьютерного моделирования при исследовании смешения жидкостей в процессе обессоливания нефти // Актуальные проблемы науки и техники. Сб. тр. I Междунар. конф. молодых ученых. – Уфа: УГНТУ, 2009. – С. 38-39.
  5. Жолобова Г.Н., Хисаева Е.М., Сулейманов А.А. Анализ качества обессоливания нефти с помощью последовательной процедуры Вальда // Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук. Сб. тр. междунар. научн.-техн. конф. – Уфа: УГНТУ, 2010. – С. 13-16.
  6. Жолобова Г.Н., Хисаева Е.М., Сулейманов А.А. Применение методов распознавания образов для анализа результатов обессоливания // Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук. Сб. тр. междунар. научн.-техн. конф. – Уфа: УГНТУ, 2010. – С.102-104.
  7. .Жолобова Г.Н., Хисаева Е.М. Совершенствование процессов обессоливания нефти // Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук. Сб. тр. междунар. научн.-техн. конф. – Уфа: УГНТУ, 2010. – С. 16-18.

Фонд содействия развитию научных исследований

Подписано к печати 12.11.2010 г. Бумага писчая.

Заказ № 423. Тираж 100 экз.

Ротапринт ГУП «ИПТЭР», 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.