油田高效節(jié)能清洗水力旋流器QC成果報(bào)告

利用現(xiàn)有旋流器流場(chǎng)分析理論研究成果,針對(duì)常規(guī)水力旋流器存在的短路流等問(wèn)題,提出在常規(guī)水力旋流器的基礎(chǔ)上增設(shè)軸向零速包絡(luò)面過(guò)濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)思路,將常規(guī)的水力旋流器改進(jìn)成為以旋流為主過(guò)濾分離為輔的新型分離設(shè)備,并對(duì)其合理性和可行性進(jìn)行了理論上的分析論證,同時(shí)討論了濾網(wǎng)對(duì)流場(chǎng)的影響以及相關(guān)的問(wèn)題。

加拿大在阿爾伯特的麥克穆里地區(qū)產(chǎn)出了在量的同砂尾礦，包括砂、粘土及混入的瀝青。本研究的目的是選用水力旋流器并對(duì)它在排除尾礦中細(xì)粒物料方面的作用進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)產(chǎn)出固體含量為７５％的沉砂產(chǎn)品。

介紹了一種適合超細(xì)粒子分級(jí)的新型過(guò)濾式水力旋流器,它在增加處理量、降低能耗、適應(yīng)性等方面都優(yōu)于傳統(tǒng)的小直徑水力旋流器。

根據(jù)作者提出的水力旋流器分離過(guò)程中工作流體呈組合螺線渦或由其簡(jiǎn)化的組合渦中的最大切線速度軌跡特征,導(dǎo)出生產(chǎn)能力、分離粒度和基本直徑3個(gè)基本公式,編制出水力旋流器選型計(jì)算新程序,并用生產(chǎn)實(shí)例印證了該程序的適應(yīng)性和可靠性,供讀者在實(shí)際工作中參考或應(yīng)用。

利用rsm模型模擬計(jì)算三維水力旋流器模型,分析了計(jì)算結(jié)果,并且與相關(guān)文獻(xiàn)比較后認(rèn)為:三維模型模擬水力旋流器具有一定的可行性,而二維軸對(duì)稱模型與實(shí)際有一定的差距。

水力旋流器是應(yīng)用離心分離原理進(jìn)行油水分離的重要部件之一,在我國(guó)石油行業(yè)中已得到廣泛應(yīng)用。該文利用rngk-ε模型和ansys軟件及理論,建立了水力旋流器的結(jié)構(gòu)模型,經(jīng)分析得出在操作參數(shù)變化時(shí)水力旋流器分離效率的變化規(guī)律,從而確定各影響因素的關(guān)系及適用范圍,為實(shí)際操作提供理論依據(jù)。

為了獲得充氣水力旋流器在用以控制大密度有用礦物過(guò)磨的進(jìn)一步研究中其結(jié)構(gòu)及操作參數(shù)優(yōu)化的理論基礎(chǔ)，本文采用改進(jìn)型充氣水力旋流器處理了含銅多金屬硫化礦物。研究了其結(jié)構(gòu)九和操作參數(shù)對(duì)其分級(jí)與富集特性的影響。

加拿大在阿爾伯特的麥克穆里堡(fortmcmurray)地區(qū)產(chǎn)出了大量的油砂尾礦,包括砂、粘土及混入的瀝青。本研究的目的是選用水力旋流器并對(duì)它在排除尾礦中細(xì)粒物料方面的作用進(jìn)行評(píng)價(jià),同時(shí)產(chǎn)出固體含量為75%的沉砂產(chǎn)品。在半工業(yè)試驗(yàn)中對(duì)多段水力旋流器進(jìn)行了研究。采用不同固體含量的超細(xì)拉(-44μm)物料作為旋流器的給料。在兩段的linatex選別回路中進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)沉砂產(chǎn)品的回收率為98.8%～99.6%,固體含量為73%～75%。當(dāng)給料濃度變化時(shí)對(duì)旋流器沉砂的回收率及固體含量影響不大。獲得如此好的結(jié)果關(guān)鍵是沉砂口的控制以及低壓給料法(旋流器直徑為23cm時(shí)壓力為<60kpa)。當(dāng)超細(xì)粒物料含量增加7%時(shí)沉砂產(chǎn)品的回收率就顯著下降,這可能是由于旋流器中存在過(guò)多的粘土而使介質(zhì)濃度太大的緣故,半工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果比模型預(yù)測(cè)的要好。當(dāng)旋流器直徑由23cm增加到51cm時(shí)對(duì)分離點(diǎn)幾乎無(wú)影響。

水利旋流器的眾多優(yōu)點(diǎn)使其在礦山單位的應(yīng)用十分廣泛,但隨著礦山生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大它又成為制約生產(chǎn)的首要因素。山東某金礦選礦車間通過(guò)流程改造,有針對(duì)性的采用非常規(guī)浮選流程在原有設(shè)備不變的情況下成功解決了由于處理量提高帶來(lái)的各種生產(chǎn)問(wèn)題,提高了水利旋流器的分級(jí)效率,減少了金屬流失,為該礦山單位每年增加1307.124萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益,社會(huì)效益十分顯著。

水力旋流器是一種應(yīng)用于非均勻相混合物分離的設(shè)備,通常應(yīng)用于污水處理系統(tǒng)的一級(jí)除油設(shè)備,利用油水密度差在離心力的作用下將油水進(jìn)行分離.由于其理論處理效率高、占地空間小的優(yōu)點(diǎn)在海上采油平臺(tái)中廣泛使用.但目前在渤海地區(qū)內(nèi)無(wú)成功使用的案例,在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中發(fā)現(xiàn)其處理效果不明顯,而且含油污水的排量較大對(duì)平臺(tái)的排放系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的壓力,增加現(xiàn)場(chǎng)工作量,大多數(shù)基本處于停用狀態(tài).錦州25-1南油氣田通過(guò)對(duì)水力旋流器現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和數(shù)據(jù)分析找出影響水力旋流器處理效果的因素,對(duì)水力旋流器系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改造,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,大幅提高了水力旋流器的處理效率.

運(yùn)用gambit建立250mm水力旋流器模型,通過(guò)cfd軟件對(duì)其傳統(tǒng)和改進(jìn)后進(jìn)口形式及整機(jī)進(jìn)行磨損模擬仿真,通過(guò)對(duì)比分析,確定了改進(jìn)后的進(jìn)口形式符合礦漿流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,具有較高的耐磨度,為水力旋流器的優(yōu)化仿真和技術(shù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

采用計(jì)算流體力學(xué)軟件fluent6.3對(duì)三相旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)和分離效率的關(guān)系進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù),包括:溢流管徑、溢流管插入深度、進(jìn)料管結(jié)構(gòu)、圓筒段結(jié)構(gòu)和集砂桶的結(jié)構(gòu)等,可以極大地提高水力旋流器的分離性能。為今后三相分離水力旋流器的設(shè)計(jì)、制造提供參考。

眾所周知,用于顆粒狀物料分級(jí)的水力旋流器的工作效率取決于其部件,包括沉砂口的工作表面的狀況。全蘇非金屬建筑材料和水力機(jī)械化科學(xué)研究所經(jīng)研究建議采用工作表面粗糙,邊部顆粒粒度相同而高度不同的沉砂口。

介紹了水力族流器沉砂筑壩新工藝的工業(yè)試驗(yàn)和旋流器參數(shù)的選擇．

獲各琦銅礦井下充填系統(tǒng)原使用水力旋流器沉砂進(jìn)行膠結(jié)充填,但隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷增加,充填尾砂量不能滿足生產(chǎn)需求,沉砂濃度也僅68%。通過(guò)將8臺(tái)350mm水力旋流器替換為4臺(tái)fx150-gx-b×10水力旋流器組,對(duì)充填系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。改造后,旋流器沉砂濃度提高到70%,收砂效率提高到72.36%,尾砂利用率提高到60%以上,充填體單軸抗壓強(qiáng)度滿足生產(chǎn)要求,解決了充填尾砂量不足的問(wèn)題,減少了尾砂的工業(yè)排放,取得了滿意的效果。

輕質(zhì)分散相水力旋流器在食用油的提煉、奶品脫脂、果汁濃縮等農(nóng)副產(chǎn)品加工以及廢水回用于農(nóng)田水利的過(guò)程中有著廣泛的應(yīng)用前景。該文根據(jù)旋流器的分離效率模型計(jì)算并關(guān)聯(lián)了輕質(zhì)分散相水力旋流器的分割尺寸d50,可作為衡量旋流器分離能力的標(biāo)志。得到的結(jié)果可適用于不同的流體流量、不同的分流比、不同的流體物性參數(shù)以及不同尺寸關(guān)系的旋流器。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,分流比對(duì)分割尺寸的影響比較小,半錐角、溢流口尺寸與底流口尺寸對(duì)分割尺寸的影響比較大。旋流器大小、流體的流量以及物性參數(shù)對(duì)旋流器分割尺寸的影響比較直接,當(dāng)旋流器尺寸r0、流量以及物性參數(shù)變化時(shí),分割尺寸的改變遵循旋流器數(shù)不變的規(guī)律。由于分割尺寸與r0的平方根成正比,所以旋流器尺寸越小,分割尺寸也越小,因此旋流器的分離能力也就越大。

利用空氣壓縮機(jī)、nikuni氣液混合泵對(duì)旋流器單體進(jìn)行注氣試驗(yàn).通過(guò)注入的微氣泡捕獲微小油滴形成的油-氣復(fù)合體,在離心力的作用下,氣泡將攜帶油滴運(yùn)移至核心處,完成氣浮選和旋流分離的協(xié)同效應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)油水高效分離.試驗(yàn)結(jié)果表明:采用注氣方法可改善水力旋流器的分離效果,但空氣壓縮機(jī)單點(diǎn)注氣破壞流場(chǎng)的穩(wěn)定,旋流器分離效率的提高并不明顯;空氣壓縮機(jī)入口注氣、微孔管旋流腔注氣與采用nikuni氣液混合泵注氣3種條件下,水力旋流器的分離效率均可達(dá)到95%以上,是較為理想的注氣形式.

介紹了液-液分離水力旋流器的理論研究進(jìn)展,分析了各種數(shù)學(xué)模型的研究狀況及存在的問(wèn)題,對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在液-液分離水力旋流器的應(yīng)用及其發(fā)展進(jìn)行了展望。

通過(guò)對(duì)旋流器溢流口結(jié)構(gòu)的深入研究。設(shè)計(jì)出3種新型溢流口結(jié)構(gòu)──渦流屏蔽罩式、渦流屏蔽罩和渦流探測(cè)管組合式以及實(shí)心渦流屏蔽管式溢流口。利用marvern激光粒度儀，在室內(nèi)模擬試驗(yàn)裝置上進(jìn)行了分離性能測(cè)試，并從粒級(jí)效率和壓力降兩方面綜合評(píng)價(jià)了3種溢流口結(jié)構(gòu)的分離性能。測(cè)試和分析結(jié)果表明，溢流口直徑越小，分離效率越高，壓降也略有增大；渦流屏蔽罩式、渦流屏蔽罩和渦流探測(cè)管組合式溢流口可以降低壓降7％以上，而分離效率基本不變；實(shí)心渦流屏蔽管式溢流口和帶下傾角的入口流道組合可以大大降低旋流器的壓降。

運(yùn)用matlab神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱,建立了三層bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的操作參數(shù)預(yù)測(cè)模型,結(jié)果表明,模型輸入水力旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)、物性參數(shù)和分離性能,對(duì)機(jī)械散氣-水力旋流器的操作參數(shù)預(yù)測(cè)是可行的,促進(jìn)了機(jī)械散氣-水力旋流器的應(yīng)用及其自動(dòng)控制的實(shí)施和發(fā)展。

含油污水中存在有大量的泥砂、懸浮物和其它雜質(zhì)。在污水沉降過(guò)程中，由于重力作用，含油污水中顆粒較大的泥砂、懸浮物和其它雜質(zhì)通過(guò)自然沉降至沉降除油罐底部，造成水質(zhì)處理不達(dá)標(biāo)，人工清罐周期短、費(fèi)用高，安全隱患大等問(wèn)題。長(zhǎng)慶油田第七采油廠通過(guò)負(fù)壓排泥器的應(yīng)用，有效提高了水質(zhì)、降低了運(yùn)行費(fèi)用，消除了安全隱患。

沉砂口直管段是水力旋流器的一個(gè)重要構(gòu)件。通過(guò)它可以改變旋流器內(nèi)空氣柱的大小及特征,從而顯著提高旋流器的沉縮性能,并可改善分級(jí)性能。它的改變對(duì)分流比有一定的影響,而對(duì)處理能力幾乎沒(méi)有影響。所得研究結(jié)果對(duì)如何選擇旋流器沉砂口直管段的長(zhǎng)度和內(nèi)徑具有重要的指導(dǎo)意義。