Введение к работе
з АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ
Нефтеперерабатывающие заводы относятся к отрасли промышленности, потребляющей большое количество воды, которая расходуется в основном для промывки нефти при ее обессоливании на установках ЭЛОУ, для конденсации и охлаждения нефтепродуктов, охлаждения машин, а также для иных технологических целей (приготовления растворов реагентов, промывки топлива после зашелачивания и других). Одним из важнейших элементов технологического комплекса многих предприятий является система водяного охлаждения, в состав которой входит оборотное водоснабжение.
От качества и эффективности работы систем оборотного водоснабжения зависят производительность технологического оборудования, качество и себестоимость продукта, удельный расход сырья и электроэнергии.
При эксплуатации систем оборотного водоснабжения нередко возникают большие затруднения, обусловленные возникновением коррозии, образованием различных отложений и обрастаний в теплообменных аппаратах, трубопроводах и градирнях, что наносит большой ущерб промышленным предприятиям.
Одним из источников попадания загрязнителей в систему оборотного водоснабжения являются пруды-отстойники. В процессе отстаивания в прудах-отстойниках образуются большие массы ила, которые, накопившись выше некоторого критического значения, резко повышают вероятность его взмучивания и тем самым способствуют загрязнению технологического оборудования.
В связи с этим становится актуальной разработка мероприятий, предотвращающих попадание загрязнителей в систему оборотного водоснабжения.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ - разработать устройство, позволяющее без остановки процесса отстаивания ила осуществлять очистку прудов-отстойников очистных сооружений нефтеперерабатывающих предприятий с учетом исключения его взмучивания при максимальной концентрации, и тем самым свести к минимуму попадание загрязнений в теплообменное оборудование, исполь-
4 зующее воду системы оборотного водоснабжения, и рассчитать для разработанного устройства основные эксплуатационные параметры. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
-
Разработка, проектирование и изготовление устройства забора и транспортировки донного ила из прудов-отстойников очистных сооружений нефтеперерабатывающих предприятий.
-
Изготовление экспериментальной установки исследования процесса извлечения донного ила и разработка методики проведения экспериментов.
-
Осуществление подбора модельной среды подобной смеси донного ила с водой, используя метод анализа размерностей («х-теорема»).
-
Получение зависимости концентрации осадка от эксплуатационных параметров установки исследования процесса извлечения донного ила для оптимизации процесса его извлечения со дна емкости, используя метод планирования полного факторного эксперимента по минимизации числа опытов.
-
Проведение верификации экспериментальных данных и численных результатов, полученных на основе моделирования процесса извлечения осадка со дна емкости, используя программный комплекс Flow Fision, и разработка алгоритма получения оптимальных эксплуатационных параметров процесса извлечения донного ила из прудов-отстойников очистных сооружений.
-
Впервые получено уравнение, определяющее зависимость концентрации удаляемого осадка со дна емкости от эксплуатационных параметров извлекающего устройства путем проведения полномасштабного моделирования процесса извлечения по критериям Рейнольдса, Фруда и гомохронности, которое удовлетворяет условиям Пи-теоремы.
-
Разработана модель процесса извлечения осадка со дна емкости в ПК Flow Fision и получены зависимости его концентрации при условии исключения взмучивания от эксплуатационных параметров извлекающего устройства, результаты которых отличаются от экспериментальных не более чем на 7%.
-
Установлена зависимость ширины полосы извлечения донного ила от
5 уровня всасывания при условии его максимальной концентрации и исключения взмучивания, на основе моделирования процесса извлечения ила со дна пруда-отстойника очистного сооружения в ПК Flow Fision, которая изменяется по параболическому закону.
Результаты, полученные в процессе работы, используются в учебном процессе Уфимского государственного нефтяного технического университета при выполнении лабораторных занятий по гидромеханическим процессам дисциплины «Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии» специальности 130603 «Оборудование нефтегазопереработки», направления 150400 «Технологические машины и оборудование» на кафедре МАХП УГНТУ.
Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены: на 55, 56, 57-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Уфа, УГНТУ, 2005, 2006, 2007 гг.), Ш Всероссийской научной ИНТЕРНЕТ-конференции «Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и механики многофазных систем» (Уфа, УГНТУ, 2004 г.), ГХ Международной научно-технической конференции «Проблемы строительного комплекса России» (Уфа, УГНТУ, 2005 г.), Всероссийской студенческой научно-технической конференции «Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология» (Уфа, УГНТУ, 2005 г.).
По материалам диссертации опубликовано одиннадцать работ, в том числе 1 статья помещена в издании, включенном в перечень ВАК РФ.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ
