天然气乙烷回收关键参数分析研究

开展天然气乙烷回收可提高油气田的经济效益。以西北油田顺北区块天然气为案例,基于HYSYS软件建立乙烷回收模拟仿真模型,分别研究进深冷装置关键参数（进深冷装置压力、温度）,关键设备参数（低温分离器温度、膨胀机出口压力、膨胀机效率、脱甲烷塔顶压力）和关键节点参数（干气回流比、低温分离器气相分流比）等对乙烷收率和装置能耗的影响规律,结果表明脱甲烷塔顶压力和低温分离器温度是乙烷回收最敏感的影响因素,因此在生产操作控制上应尽量保持脱甲烷塔顶压力和低温分离器温度为定值,减少其波动;另外,可通过改变干气回流比和低温分离器气相分流比来调节乙烷的收率和装置能耗。基于这些关键参数对乙烷收率和能耗的影响分析,为天然气乙烷回收的参数控制和参数调节提供了依据。     

天然气乙烷回收关键参数分析研究

开展天然气乙烷回收可提高油气田的经济效益。以西北油田顺北区块天然气为案例,基于HYSYS软件建立乙烷回收模拟仿真模型,分别研究进深冷装置关键参数（进深冷装置压力、温度）,关键设备参数（低温分离器温度、膨胀机出口压力、膨胀机效率、脱甲烷塔顶压力）和关键节点参数（干气回流比、低温分离器气相分流比）等对乙烷收率和装置能耗的影响规律,结果表明脱甲烷塔顶压力和低温分离器温度是乙烷回收最敏感的影响因素,因此在生产操作控制上应尽量保持脱甲烷塔顶压力和低温分离器温度为定值,减少其波动;另外,可通过改变干气回流比和低温分离器气相分流比来调节乙烷的收率和装置能耗。基于这些关键参数对乙烷收率和能耗的影响分析,为天然气乙烷回收的参数控制和参数调节提供了依据。     

浅谈中学力学教学中易忽视的问题——惯性系

<正>1动能定理问题如图1所示,质量为M的木块以速度V1在光滑水平面上滑行,现有一质量为m的子弹以水平初速V0射入木块,并最终与木块保持以共同的速度V运动,木块前进的距离为S,子弹钻入木块的深度为d,子弹与木块间的平均阻力大小为f。求fS及fd的表图达1式。     

一个典型非弹性碰撞问题的讨论

研究了子弹射击木块过程中受变阻力作用的非弹性碰撞问题,通过建立和求解子弹在非惯性系中的运动微分方程和木块的运动微分方程,得出子弹相对木块的运动规律和木块相对地面的运动规律,从而求得在子弹射击木块的过程中木块的运动距离.     

“子弹打木块”模型中一个问题的证明

“子弹打木块”是力学中常用而重要的物理模型.讨论和研究这类问题对于深刻理解物理概念、熟练掌握力学规律、提高解决实际问题的能力都有积极意义.现有这样一个问题:一块木块静置于光滑水平桌面上,一颗速度较大的水平飞行的子弹击中并穿透木块,因而使木块具有一定的动能.假定子弹受木块阻力的大小与子弹飞行速度大小无关,那么木块获得的动能与子弹的入射速度有何关系?对此通常有三种考虑:1.子弹的入射速度越大,它对木块的“撞击力”就越大,从而使木块获得的动能就越大.2.子弹的入射速度越大,它在木块中穿行的时间就越短,即对木块加速的时间越短,从而使木块获得的速度(动能)越小.3.既然木块对子弹的阻力大小与子弹的入射速度大小无关,木块获得的动能也就与子弹的入射速度无关.     

一个典型非弹性碰撞问题的讨论

研究了子弹射击木块过程中受变阻力作用的非弹性碰撞问题，通过建立和求解子弹在非惯性系中的运动微分方程和木块的运动微分方程，得出子弹相对木块的运动规律和木块相对地面的运动规律，从而求得在子弹射击木块的过程中木块的运动距离。     

局部损伤圆木柱维修加固方法的试验研究

对9根圆木柱采用局部顺纹木块替换并在接缝处用水平向CFRP布包裹进行维修加固研究.研究结果表明:不进行维修加固的受损圆木柱的极限承载力明显降低,降低幅度大于其截面损失幅度,且破坏呈明显的偏心受力特征;局部受损处用完好顺纹木块替换并用水平向CFRP布包裹后,其受压承载力可完全恢复;顺纹木块局部替换并用水平向CFRP布包裹维修加固局部受损圆木柱是行之有效的方法,可用于木结构维修加固的工程实践.     

入口下倾小型旋风分离器的仿真设计

以一台4 t/h燃煤锅炉烟气的旋风分离器为对象,采用R-k-ε湍流模型,利用Fluent软件对Stairmand HE型分离器内部流场进行三维数值仿真分析,并采用离散相模型对固体颗粒进行追踪,研究旋风分离器筒体结构及运行参数对其分离效率、运行压降和磨损的影响,获得了同时具有较高分离效率、较低运行压降、较少磨损的入口下倾...     

催化裂化沉降器粗旋风分离器的工作性能

在直径300 mm的催化裂化沉降器粗旋风分离器冷态实验模型上测试入口气速、质量浓度,考察二者以及料腿末端设置重锤逆止阀对粗旋风分离器工作性能的影响.结果表明:固相加入后降低了气流旋转动能耗散,使粗旋风分离器压降降低,料腿排气率增大;提高入口气速有利于减小料腿泄气率、提高粗旋风分离器分离效率,尤其对细颗粒分离有利;随固相质量浓度增大,粗旋风分离器压降降低,分离效率和料腿排气率均有小幅上升;料腿末端安装重锤逆止阀可令料腿泄气率减小3%以上,并提高粗旋风分离器分离效率;针对粗旋风分离器结构特征提出的压降模型计算粗旋风分离器压降精度较高.     

旋风分离器分离性能的经验模型与数值预测

利用雷诺应力输运模型对Stairmand高效旋风分离器的气相流场进行数值模拟,在此基础上对旋风分离器的分离效率、压力损失进行了研究,得出了不同条件下旋风分离器的分离性能,同时利用Barth,Iozia&Leith,Shepherd&Lapple,Cacal&Martinez,Dirgo,Coker经验公式计算了该旋风分离器的分级效率和压力损失,并分别和实验数据进行了比较.结果表明,Barth经验公式在计算直径为305mm的Stairmand旋风分离器时的分级效率与实验数据吻合较好;而Iozia&Leith经验公式能准确地计算直径为152mm的Stairmand旋风分离器的分级效率;Cacal&Martinez及Dirgo经验模型计算的压力损失和实验数据吻合较好.另一方面,数值预测的分级效率和实验数据基本一致,而且预测的压力损失误差在5%以内.研究结果还表明,应用计算流体动力学来研究旋风分离器的分离性能方便且可行.     

双进口方形分离器气固流动特性的数值模拟

采用RSM湍流模型对双进口方形分离器的气相流场进行数值模拟,得到了分离器内的速度场和压力分布;同时采用拉格朗日模型对方形分离器内固体颗粒的轨迹进行模拟。结果表明:双进口方形分离器内速度场和压力场的对称性较好但气流旋转强度不大且容易衰减;不同粒径、不同位置入射的颗粒轨迹有较大差异,细颗粒入射时分离器内容易形成气流短路现象,颗粒靠近分离器顶部入射时分离器内容易造成上灰环现象,给方形分离器的分离效率带来了不利的因素。将方形分离器筒体的四角改为切形倒角,可以很好地改善分离器的流场,并能有效提高分离器分离效率。     

排气管尺寸对旋风分离器流场影响的数值模拟

用雷诺应力湍流模型(RSM)模拟研究旋风分离器排气管尺寸对旋风分离器流场的影响.结果表明:单入口旋风分离器的非轴对称性在环区更明显;在排气管壁存在滞流区,排气管尺寸减小,该滞流区变薄;在分离区,De/D≥0.4时,旋风分离器的中心位置存在向下旋流,该旋流造成一定返混,对提高旋风分离器效率不利;随着De/D的减小,内旋流切向速度提高,中心处的向下旋流速度减小,总压降大幅提高;当De/D=0.3时,中心处向下旋流消失,提高了分离效率.     

旋流分离器油水分离机理的数值分析

采用计算流体动力学(CFD)的数值方法研究旋流分离器内的速度场分布,空气柱的产生、发展过程以及油滴粒子的运动轨道,探讨油水旋流分离器的分离机理.模拟结果表明:油水旋流分离器内的流场是三维非对称分布的;空气柱的产生和发展是负压和对流传输共同作用的结果;油滴粒子在径向力、轴向力以及周围湍流脉动流场的共同作用下作随机运动,部分粒子由溢流管排出而得到分离;通过计算溢流管排出的油滴粒子数与进入旋流分离器的油滴粒子总数之比可得到油水旋流分离器的分离效率.模拟结果为进一步研究旋流器特性参数对分离效率的影响和旋流器的结构优化提供了参考.     

新型高效三相分离器的研究

三相分离器是ＵＡＳＢ反应器的重要组成部分。本文叙述了一种新型高效三相分离器的研究情况。常温下（２０～３０℃）采用人工合成葡萄糖废水与装有传统结构三相分离器的ＵＡＳＢ反应器作平行实验。小型试验结果表明，在保证沉淀区固、液分离的条件下，影响分离器效率的主要因素是产气量，传统结构在有机负荷高于１５ｋＲＣＯＤ／ｍ￣３·ｄ时，即会出现污泥流失而导致工艺失败，而采用新型结构三相分离器，预先排除大部分气体，即使有机负荷高达５０ｋｇＣＯＤ／ｍ￣３·ｄ，水力停留时间低主２小时仍能稳定运行。新型三相分离器结构简单，易于推广，具有很大的实用价值。     

新型超声速旋流分离器设计及数值模拟

设计一种静态导向叶片安装在拉伐尔喷管之前,使流体经旋流后再进入拉伐尔喷管进行膨胀降温的新型超声速旋流分离器.新型超声速旋流分离器中气流的旋转发生在亚声速段,使得分离器内的激波更容易控制,降低能量损失,使液滴的再蒸发影响程度减小,从而提高分离器的分离性能及压力恢复能力.对新型超声速旋流分离器内流体的流动规律进行数值模拟研究.结果表明:随着升压比的增大,激波位置由扩压器向喷管方向移动,升压比控制在40% ～ 73%内,超声速旋流分离器可正常工作;气流在拉伐尔喷管出口处形成低温、低压区,马赫数达到2.0,静温达-98.82 ℃,静压达82.945 kPa;新型分离器内旋流场离心加速度可达243558g(g为重力加速度),能够实现良好的超声速气液旋流分离.     

南八仙油气田单井计量分离器的确定

按分离器需要处理的气体量计算分离器的尺寸(主要是直径),然后按液体在分离器中停留的时间校核所确定的分离器尺寸,最后取计算结果的最大值。     

回流式两级分离轴流旋风分离器性能实验研究

为进一步提高电厂湿法脱硫后的烟气除雾效果,设计了一种新型的部分回流式两级分离轴流旋风分离器并为此搭建了旋风分离器性能测试实验台,通过液滴雾化装置产生了不同粒径液滴,采用Malvern激光粒度分析仪对设计的几种结构分离器的进、出口粒径分布进行了测试,对不同结构分离器在不同工况下的分离效率和阻力损失进行了测试。实验结果表明:分离器的分离效率随回流槽数量的增加而提高,内筒顶部回流槽数增加1倍,筒内气流速度为3.9m/s时,分离器效率提高66.78%;回流槽集中分布在分离器顶部比回流槽分布在分离器内筒上、中、下时的效率提高得更加显著,当筒内气流速度为3.94m/s时,分离效率可提高16.9%;中间导流管高度对分离效果也有一定影响,当导流管高度与分离器高度比为0.32时,分离效果最佳。     

三相分离器操作之压力控制

三相分离器是厌氧反应器的核心装置,主要应用于UASB、EGSB、IC等厌氧反应器中,它在厌氧反应中可实现固、液、气三相分离。因三相分离的效果直接决定了厌氧工艺的成败,所以三相分离器的设计参数要求相当精密,性能良好的三相分离器是UASB、EGSB、IC反应器高负荷、稳定良好运行的保证。分离器要能保持良好的分离效果,需对其液位和压力进行控制。传统分离器液位和压力的控制采用定压控制技术。在分离器的变压力液面控制中,利用浮子液面控制器带动油和气调节阀,使其联合动作,控制原油和天然气的液量,完成对分离器中液住的调节,而不对分离器的压力进行控制。本文对三相分离器操作之压力控制进行了探讨。     

新型旋风分离器内颗粒的运动规律

分离效率是判定旋风分离器性能优劣最直接的一个参数,而分离效率的高低微观上由旋风分离器内颗粒的运动规律决定.采用离散颗粒模型研究了新型旋风分离器内颗粒的运动规律并估算了分离效率,结果发现:颗粒从入口不同区域进入该旋风分离器分离空间时有不同的运动轨迹,入口大致可划分为3个区域;被入口导流板碰撞分离的颗粒在发生二次分离时被再次捕集的可能性很大;分离效率实验值和模拟估算值变化趋势一致,但模拟估算值高于实验值.     

天然气净化厂产品气分离器的应力分析与补强

产品气分离器是三甘醇脱水装置的重要组成部分.基于ANSYS软件,模拟了集液包对分离器筒体的应力影响,并通过WRC107公报应力计算进行验证,二者结果基本相近;没补强的分离器不能满足许用应力要求,补强24 mm和38 mm的分离器能满足要求,但交叉处应力偏大;分析了集液包对分离器跨中的变形影响.结果显示,有集液包作用下变形量是无集液包作用下变形量的71.6倍.通过优化叉点处的焊角尺寸,保证接头无缺陷,以及增设了预应力支撑,增设弹性支座等措施,经40个月的连续运行证明,局部结构处理安全可靠.