Введение к работе
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 защелачивания 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 оборудование, 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 теплообменные аппараты, ис-
4 пользующие воду системы оборотного водоснабжения, и рассчитать для разработанного устройства основные 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 («л-теорема»).
Получение зависимости концентрации осадка от 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 (ПК) Flow Vision, и разработка алгоритма получения оптимальных параметров процесса извлечения донного ила из прудов-отстойников очистных сооружений.
Впервые получено уравнение, определяющее зависимость концентрации удаляемого осадка со дна емкости от параметров извлекающего устройства путем проведения многофакторного моделирования процесса извлечения по критериям Рейнольдса, Фруда и гомохронности, которое удовлетворяет условиям Пи-теоремы.
Впервые для оборудования, извлекающего донный осадок из прудов-отстойников при условии исключения его взмучивания, на основе математического моделирования гидродинамического процесса извлечения осадка со дна емкости получены зависимости концентрации смеси от параметров извлекающего устройства, результаты которых коррелируют с экспериментальными данными.
З Установлена зависимость ширины полосы извлечения донного ила от уровня всасывания при условии его максимальной концентрации и исключения взмучивания, на основе математического моделирования гидродинамического процесса извлечения ила со дна пруда-отстойника очистного сооружения, которая изменяется по параболическому закону.
Результаты, полученные в работе, 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.), III Всероссийской научной ИНТЕРНЕТ-конференции «Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и механики многофазных систем» (Уфа, УГНТУ, 2004 г.), IX 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 тринадцать работ, в том числе 2 статьи помещены в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ
