臭氧技术在渤海油田生活污水处理中的适用性研究

渤海油田海上平台生活污水处理方法有3种,其中电解海水法、生物膜MBR法均为处理合格后排放,微生物电解法为中水回用。生活污水经深度处理后与处理合格的生产污水共同回注地层的可行性仍需深入研究。针对现有生活污水处理技术,研究臭氧技术对满足生活污水回用、回注、消毒的深度水处理的适用性。     

煤层气脱水工艺分析

对国内AW煤层气进行三甘醇法(TEG)脱水工艺模拟分析,可以得出:随着原料煤层气压力增大,脱水率增大,水露点降低,但变化的幅度均逐渐减小;原料气温度则相反,温度升高时,水露点升高和脱水率降低,变化幅度逐渐增大;进料量增大时出现"吹液"而使得脱水效果降低;随贫液温度升高,水露点和脱水率分别呈线性增大和减小,但总体上影响不大;综合考虑制造成本和脱水效果,存在一个最优塔板数,若在此基础上继续提高塔板数意义不大。     

海上平台热采放喷气扩散数值模拟研究

为确保海洋稠油热采平台的安全生产,建立海上平台热采放喷气扩散数学模型,利用ANSYS Fluent软件对蒸汽吞吐热力开采过程中气体的扩散进行模拟计算,量化热采放喷过程对平台的影响,从而指导平台设备设施总体布置。以旅大21⁃2油田为例进行分析,由于放喷后期甲烷含量升高,且放喷气量减小造成扩散速度慢,放喷气容易在蒸汽锅炉等较高的设备间富集造成安全隐患。通过优化放空系统参数和设备布置方案,最大限度降低了热采放喷和冷放空对安全操作的影响,并减小平台面积5.9%。建立的模型考虑了平台主要设备结构、气体组分、风速、湍流脉动等因素的影响,满足工程精度要求,研究结果为热采平台的安全设计提供可靠依据。     

基于Fluent的风向对LPG储罐泄漏扩散规律研究

以某LPG储罐为基础,利用Ansys Fluent软件建立符合实际的三维模型,分别模拟了不同风向工况下,储罐泄漏后丙烷扩散规律和爆炸危险区域。结果表明:泄漏后的扩散范围,Y轴方向上为逆风>无风>顺风,X轴方向上为顺风>无风>逆风;在人体呼吸带范围内,丙烷爆炸极限覆盖的区域范围为逆风>无风>顺风;风向的作用改变了爆炸危险区域所在位置;一旦发生泄漏,应根据风向和所处位置,确定逃生路线。在实际中,可以根据计算情况,在储罐周围一定范围内做出标记,确定危险区域和逃离指示标志,为发生泄漏危险时的人员逃生和救援站位提供参考。      

基于组分追踪的水合物抑制剂注入量计算

在高压低温的输送条件下,湿气集输管道中会有天然气水合物生成,而生成的水合物可能会导致管道堵塞或关键控制设备失灵等诸多风险。加注醇类水合物热力学抑制剂（THI）,是预防湿气管道生成水合物的方法之一。若THI注入量过大,则不仅会增加采购、运输和储存成本,而且还会增加水处理成本。因此,在一定安全裕度的基础上,确定THI的最小注入量至关重要。基于经验公式法和相平衡软件的THI注入量的计算,不考虑流动的影响。为优化THI注入量,采用相平衡与流动耦合计算法,基于OLGA组分跟踪模型,对沿线的温度、压力以及THI质量分数进行了跟踪,以期较为准确地预测THI注入量。以陆地气田气和海底油田伴生气集输管道为例,对不同计算方法进行了对比。结果表明,相平衡与流动耦合计算法可减少THI注入量10%以上。     

改进的管道天然气液化装置及优化研究

陕京二、三线、西一线、中亚管道、西二线相继投产以及西三线全面开工,国内输气管道操作压力等级越来越高。沿线高压管道与城市配气管网之间存在很大压差,在调峰型 LNG 站中利用压差膨胀制冷液化天然气是一种经济利用压力能方案。对国内现存的一种管道天然气液化装置分析,发现存在不合理性并对其改进,改进后流程能够适应各种压差（>3.0~3.5 MPa）特别是克服了当压力大于临界压力时不能正常有效工作的缺陷。同时对改进的管道天然气液化装置进行研究分析,得出该装置的关键参数（如：分流器分流比、膨胀机膨胀压力、低温天然气温度等）对整个液化率的影响。最后对改进的管道天然气液化装置优化分析得出各物流参数并且液化率达到19.86%。由此可见改进的管道液化天然气装置具有充分利用压能、液化率高和适应范围广等优点。     

小型储气罐火灾工况数值模拟分析

以某输气管线气液联动执行机构中的储气罐为例,利用Ansys Fluent软件建立同比例三维模型,模拟火灾工况下,外部热量不断输入,罐内压力和罐体温度随时间的变化情况。利用Aspen Hysys软件模拟计算该小型储气罐在火灾工况下安全泄放所需的最小安全阀口径。结果表明,当钢制储气罐外部发生火灾时,罐体温度和罐内压力急剧升高,在很短的时间内就能达到储气罐坍塌温度和储气罐设计压力;达到钢制储气罐坍塌温度的时间滞后于达到储气罐设计压力的时间;从安全的角度,设置安全阀可安全有效泄放气体,即使储气罐发生坍塌,也有助于降低事故发生的危害程度;确定的安全阀最小口径为0.03 cm²,建议选型的安全阀口径不低于0.05 cm²。     

天然气超音速分离脱水技术研究进展

超音速分离技术在国外的研究与应用已经成熟,但国内的研究仍处于探索阶段。现已开展了较多的基础性研究和数值模拟研究,其中数值模拟研究主要集中在旋流流动过程、内部流动过程和凝结过程等方面,并取得一定成果,但实验性研究仍然较少,特别是在高压天然气的凝结机理及分离机理方面,未见工业性试验和现场测试试验的报道。在结构设计方面做了大量工作,主要集中在对比性分析和敏感性分析,未提出实质性的结构设计方法和思路。在液滴凝结方面的基础性研究更为少见,目前该过程主要由CNT模型和Gyamathy模型来表征液滴成核、生长过程,实际需根据各修正模型特点选择合适模型用于计算分析。今后的研究需加大入口温压、过饱和度、旋流器安装位置、超音速喷管结构参数等主要因素对凝结过程的影响性研究及高压天然气超音速分离脱液实验性研究,提高气体凝结和气液分离效率,尽早实现国内自主产权的超音速分离器的工业化应用,为空间有限的海上天然气的脱水、脱酸、脱重烃处理及外输提供有效手段。     

考虑止水位置的平面钢闸门应力有限元分析

目前关于闸门止水系统布置在上游面还是下游面,一般全凭经验决定,缺少数据支撑。以某水利工程平面钢闸门为实例建立有限元模型,应用ANSYS软件对比前、后两种止水方式下平面闸门各构件的应力分布及主横梁的挠度变形。结果表明：闸门构件应力满足强度要求,部分小范围内存在应力集中现象;采用后止水时闸门面板应力分布均匀,主横梁抗变形能力强,且边梁的最大折算应力值较小,其它构件在两种止水方式下的静力特性无显著差异。分析成果可为类似工程止水布置以及闸门设计提供参考。     

海洋平台脱出污水再利用

以海上某中心处理平台为例,建立不同设计流程模型,研究脱出污水在工艺处理及外输设计中的再利用。结果表明:(1)脱出污水回掺流程可显著提高混合液温度,最大可提高10.5℃,降低加热负荷2 049kW;脱出污水在工艺处理中的再利用可提高油水分离效率,降低热站负荷,达到节能减排的功效。(2)脱出污水用于外输方案中,外输温度最大可提高17℃左右,延长海管入口安全停输时间5.5h,有利于海管的安全运行,相对其他掺水方案可节省下游平台处理操作费。