油田水套炉的结构优化

油田水套炉是油气生产、输送中的主要耗能设备，国内水套炉整体技术装备水平不高。分析了油田水套炉传热的薄弱环节及其强化措施，在应用三维内肋管强化换热技术的基础上，设计了裙式火筒烟管结构，并对水套炉的结构形式进行了整体优化。设计开发的油田水套炉实现了高效化和小型化，水套炉热效率超过90%，而金属耗量降低到5.17 t/MW。     

井口水套炉的功能延伸及应用

对传统的井口水套炉进行了改进，提高了热能的利用，保证了冬季井口原油的正常输送，同时，针对安塞油田的原油具有高含蜡的特点，抽油机井要经常进行热洗清蜡作业，及单井看护人员冬季需要供暖的现状，在传统水套炉的基础上，延伸了热洗和供暖功能，实现了一炉多用，充分发挥了井口水套炉的潜能。     

分解炉结构参数的优化设计研究

针对水泥生产中分解炉的结构参数优化设计问题,提出了一种利用分解炉虚拟样机结合神经网络、遗传算法及正交设计的方法,详细研究了它们之间的逻辑联系和在整体优化设计框架中的作用,同时以水泥生产中常见的双喷腾分解炉为例,对其结构参数进行了优化设计研究,给出了优化结果.该方法不仅建立了一套较为完备的分解炉系统仿真和分析的理论体系,为分解炉进一步的开发和设计提供了有利的工具,同时也为工程设计人员提供了一种优化思路.     

水套加热炉的失效分析

提高水套加热炉的可靠性并延长其安全使用寿命,对于油气集输系统的安全生产具有十分重要的现实意义。故障树分析方法是从分析失效因果关系中的顶部事件开始直到底部事件。它是由果到因、自上而下地进行分析,具有简明、直观、灵活的特点,是工程系统可靠性分析与评价的有效方法。文中对引起水套炉发生失效的各个因素进行系统分析,建立了以水套炉失效为顶事件的失效故障树。通过对水套炉故障树的定性分析,得到了故障树的各阶最小割集;通过对水套炉失效故障树结构重要度的计算,找出了底事件的薄弱环节,由此确立了水套炉失效的主要原因,并提出了相应的改进措施以提高水套炉的运行可靠性。     

水套炉的参数优化及自耗气降低技术研究

在集气工艺流程中设置水套炉是为了防止天然气节流降压时形成的水合物堵塞管道。由于现场操作水平较低,为防止水合物形成,水套炉出口的温度通常比水合物形成的最高温度高出很多,增加了水套炉的自耗气。通过对水套炉的研究,建立了一套计算水套炉合理加热温度和自耗气量的模型,利用该模型,对中原油田所有水套炉的运行情况进行了计算与分析,确定了不同季节的开启方案、需要的加热温度以及每年的自耗气量。结果表明,该方案不仅可以降低水套炉的自耗气,而且可以降低分离器的操作温度,从而达到降低烃露点和水露点、减少集气管线内的积液量、提高管输效率、降低清管次数、提高经济效益的目的。     

基于STAR-CCM+的冷却水套三维仿真分析

冷却水套是发动机冷却系统的主要散热部件之一,水套结构的合理设计对发动机工作性能有着重要的影响。冷却水套主要由缸头水套、缸垫、缸体水套组成,其中,缸头水套的鼻梁区为高温区域,产生的热量需要高效的冷却才能保证其散热性能。为评估水套结构设计合理性及系统分析水套内冷却液的流动特性,采用CFD分析软件STAR-CCM+对某发动机冷却水套进行了数值模拟研究,提出了一种基于流动路径的冷却水套结构改进方法,通过对冷却液流动路径及速度分布均匀性的数值模拟相关研究,可以有效对现冷却水套冷却液流动不足进行优化改善,明显提升鼻梁区、排气侧区域的冷却,整体改善冷却水套的散热性能。基于流动路径的冷却水套CFD仿真及结构改进方法可为发动机冷却水套的设计及优化提供理论指导。     

空穴射流清洗技术在油田除垢中的应用研究

在油田的采油生产过程中,常常需要对在各类管线内壁生成的垢进行有效清除。空穴射流清洗技术是一喷纯物理的清洗技术,基本原理利用“空穴效应”产生的水微射流进行除垢。本文设计了一种材质是记忆合金的新型可变径空穴射流清洗器,利用其自身特点,对油田的注入井,水套炉进行试验应用研究,除垢率达到98％以上,除垢效果明显。同时,对油井管线延迟结垢起到一定的作用。     

新型燃油锅炉微机监控系统

阐述了新研制的多功能燃油锅炉微机监控系统的主要功能、电路结构及其软件、硬件的设计特点。该系统可以对主炉燃烧机、炉体内热交换器、采暖、开水和温水电磁阀以及水泵、油泵机组进行有效的控制，从而实现了一炉同时能供采暖、卫生温水、开水三用的目的，使燃油锅炉的整体性能大为提高。     

油田水套加热炉高温空气燃烧瞬态模拟及最小换向时间

为解析蓄热式高温空气燃烧过程,采用Fluent软件对油田水套加热炉高温燃烧系统进行换向瞬态模拟,分析了氧气体积分数、空气预热温度、负荷对燃烧特性及最小换向时间选取的影响。结果表明:换向后炉内燃烧可分为4个过程:乏汽排空、火焰再燃、火焰扩散、稳定燃烧;NO质量分数与温度有相同变化规律,但稍有滞后;降低氧气体积分数、提高助燃空气预热温度能减少最小换向时间,负荷变化对最小换向时间无明显影响;建议将15 s作为油田水套加热炉高温空气燃烧工业应用中最小换向时间的参考值。     

基于响应面法的油田蓄热式加热炉燃烧器优化设计

为提高水套加热炉热效率,降低污染物排放浓度,设计适用于油田水套加热炉的蓄热式燃烧器,并确定最优结构参数。基于响应面法采用三因素五水平的中心复合试验设计和岭嵴分析方法,通过数值模拟分析加热炉燃烧器燃料气喷口与二次空气喷口之间相对高度、二者之间径向距离和二次空气大直径喷口间夹角三因素对辐射管内NO浓度的影响机制,确定燃烧器最优结构参数。结果表明:二次空气大直径喷口间夹角的变化对响应值的影响最为显著,较小的夹角能够获得更均匀的温度分布和更低的NO排放浓度(体积分数);采用优化后燃烧器的加热炉NO浓度明显降低,理论热效率也有一定提高。数值模拟结果与建立的响应函数模型预测值基本一致,采用响应面法优化水套加热炉蓄热式燃烧器结构的方法是可行的。