腔内流动对储罐机械清洗泵性能影响研究

选取储罐机械清洗成套设备中的清洗泵作为研究对象,并且流场的确定包含了前后腔区域的整体流场,研究结果更加准确。通过Pro/E建立叶轮、蜗壳以及前后腔耦合的三维计算模型,利用FLUENT计算清洗泵流场,研究清洗泵三维湍流流场的流动规律,揭示内部流场的流动特征,着重分析流场中的前后腔内的流体流动对泵的流量和扬程等外特性的影响。对比包含腔体与不包含腔体的两种计算模型的数值计算结果之间的差异,根据数值计算的流动信息,分析外特性发生变化的原因。     

多功能超高压水射流加工装备的研制

由于水射流切割加工具有对材料无选择性的特点,使其在复合材料、超硬非金属材料等特种材料加工领域,具有无比的优越性。在超高压水切割技术的基础上,探讨了超高压水射流车削、铣削及抛光的加工机理,介绍了多功能超高压水射流加工装备的设计参数,分析了多功能超高压水射流加工装备的关键结构,通过装备的研制和多种材料的水射流加工试验表明,零部件的超高压水射流车削、铣削、抛光等水射流加工技术可行。     

水射流爬壁除锈实验平台的设计与试验

爬壁除锈是水射流除锈的重要应用之一。本文研制了以超高压泵机组、真空回收系统为主的水射流爬壁除锈实验平台,并研制了以磁隙吸附为主、气动驱动的磁隙式爬壁除锈机器人,除锈试验表明实验平台除锈参数合理,爬壁机器人除锈效果良好,该实验平台对水射流爬壁除锈成套设备的推广具有参考意义。     

大直径超高压旋转水射流装置的研制及工程应用

针对作业直径不小于300mm、工作压力不小于100MPa的旋转水射流装置从主要水射流动参数确定和超高压旋转密封结构入手进行研究,确定了喷嘴孔径、射流靶距、转速等典型的水射流动参数,并完成了100MPa和250MPa两个压力等级的旋转密封组件的结构设计,研制出以平面清洗器为基本形式的水射流装置,并在实际工程应用中体现出高效和安全的特性。     

大罐群机械清洗的对策与实践

针对数量众多、大小不等、型式不同、罐内介质不同的大型储油罐群的罐底油泥机械清洗困难,笔者结合工程实践,研制了大型罐和小型罐各不相同的清洗成套设备,提出了大型罐顶部作业和小型罐人孔作业各不相同的清洗成套设备和应用工艺方法,并从工程管理上总结了合理错开设备、同步作业、在工期内高效把握个罐周期和群罐关系,清罐设备的研发与应用经验。     

三维旋转喷枪射流分析及机械和控制研究

原油储罐机械清洗作业中布置在浮顶上的喷枪产生三维旋转的射流,分别对罐底和罐顶进行冲刷,使沉积凝固的原油得以破碎和溶解,脱离所附着的罐壁表面,达到清洗的目的。笔者从机械清洗需要形成的射流轨迹入手,通过对结构、喷头运动、齿轮传动系统、气动控制系统的分析研究,设计出具备特殊结构的三维旋转喷枪使其能够满足清洗工程的需要。射流轨迹分析是已知喷枪需要达到的功能的情况下分析喷头的运动模式。喷头运动分析以射流轨迹分析的结果作为输入条件,分析出结构上的几何关系。齿轮传动系统设计以运动分析为基础,计算出喷头自转速度和与公转轴线夹角速度之间的关系,并确定适当的结构和传动比。气动控制系统设计为传动系统提供合适的动力,以及控制喷头在一定的角度范围内摆动。通过对以上关键技术的分析研究,设计出满足原油储罐机械清洗工程需要的三维旋转喷枪。     

原油储罐机械清洗用氧气监测装置的研制及工程应用

在确定了原油储罐机械清洗过程中的氧气浓度监测及指示报警等主要监控参数,并设计好数据记录方式的基础上,设计其氧气监测装置,给出其工作原理与系统构成。实际工程施工监测结果表明:氧气监测装置具有高可靠性和高灵敏度。     

钻井泥浆罐自动化清洗与回收成套设备研制

泥浆罐在使用过程中,泥浆容易产生沉积,出现罐容降低、影响新浆品质等问题,必须定期清洗。给出泥浆罐机械清洗的工艺流程,泥浆罐沉积物在射流冲击作用下破碎、溶解,经抽料回收模块抽出,输送进入泥浆分离模块,在重力式斜板沉降和离心式分离的共同作用下,实现沉积物减量回收。针对关键设备喷枪的设计中引入空化射流,提高射流打击力和有效射程,并且针对不同罐型设计不同摆动角度的喷枪,实现喷枪射流在罐内的全覆盖。特殊设计了斜板沉降系统,给出了斜板沉降器的结构和参数,确定了斜板面积和数量,计算了布水穿孔花墙孔口面积和数量,实现沉积物大流量下的快速分离。在实际工程应用中完全替代人工清罐,并达到环保和沉积物减量回收的目的。