Обоснование актуальности проекта.

Обоснование актуальности проекта.

Одной из серьезных проблем при эксплуатации промысловых газопроводов, а также оборудования для подготовки газа к транспорту в зимнее время года, особенно в северных регионах, является гидратообразование. Известно, что образования гидратов приводит к значительному увеличению гидравлического сопротивления и снижению пропускной способности трубопроводов вплоть до полного закупоривания. Поэтому периодически или постоянно необходимо вводить в трубопровод метанол для предотвращения образования гидратов и ликвидации гидратных пробок. Однако ввод метанола должен быть строго дозирован, т.к. его переизбыток может привести к заполнению нижней части трубопровода метанолом, что затрудняет его эксплуатацию. На сегодняшний день существующие устройства для дозированного впрыска метанола обладают рядом недостатков, таких как: малая контактная поверхность потока газа и вводимого метанола, передозировка, требования дополнительных энергозатрат, значительная металлоемкость оборудования.

Поэтому создание более надежного и эффективного устройства ввода метанола для предотвращения гидратообразования в промысловые газопроводы и технологическое оборудование подготовки газа к транспорту является весьма актуальной задачей.

Описание проекта.

На основании проведенного анализа достоинств и недостатков существующих систем ввода ингибитора в газопровод были предложены устройство(слайд 3) и способ(слайд 4), дающие возможность строго дозировать введение метанола в промысловый газопровод. Предлагаемый способ ввода ингибиторов в газопровод является более эффективным по сравнению с существующими способами, что достигается использованием в качестве устройства для ввода метанола эжекционного струйного аппарата, который благодаря высокой степени дисперсности газожидкостного потока на выходе позволяет не только снизить расход ингибитора, но и уменьшить затраты. на электроэнергию, так как ввод ингибитора осуществляется за счет энергии перекачиваемого газа. Кроме того, эжектор обладает высокой надёжностью за счёт своей простоты, не требует дополнительного обслуживания.

Вследствие того, что принципы действия всех эжекционных струйных аппаратов основаны на использовании струйных течений, были рассмотрены основные свойства и зависимости расчета струйных течений газа. На основании этого был проведен теоретический анализ процесса эжекции, а так же была разработана(слайд 5) лабораторная экспериментальная модель процесса эжектирования низконапорной среды высоконапорной средой для эжекционного струйного аппарата. С помощью данной модели были определены зависимости оптимальных параметров технологических характеристик эжекционного аппарата от его геометрических размеров, давления и плотностей сред. Так же была выявлена зависимость коэффициента полезного действия процесса эжекции от соотношения плотностей сред и изменение величин коэффициентов эжекции и полного напора струи в зависимости от углов расширения пограничного слоя и сужения потенциального ядра струи.

После проведения теоретического анализа были проведены экспериментальные исследования характеристик эжектирования жидкости газом в эжекционных струйных аппаратах. Для проведения испытания был разработан(слайд) экспериментальный стенд и конструкция газожидкостного эжектора.

При проведении эксперимента по определению наиболее эффективного устройства, испытанию подвергались ныне применяемые устройства для ввода метанола, такие как форсунка и капельница. Результаты эксперимента обрабатывались стандартными методами математической статистики. Эффективность работы устройств ввода ингибитора определялось характером
распределения жидкости дисперсного потока по исследуемой поверхности.

Для получения достоверных экспериментальных данных результаты эксеприментов фиксировались через 10, 20 и 30 мин. После чего была проведена статистическая обработка результатов. Были получены экспериментальные данные количества жидкости, осевшей по длине экспериментального участка, зависящие от типа устройства.

После обработки эксперементальных данных были построены графики зависимости количества осевшей жидкости на каждом из элементов экспериментального участка от дисперсности газожидкостного потока для эжектора, форсунки и капельницы.

На слайде 7 представлены графики, сравнивающие эффективность работы устройств в зависимости от метода ввода реагента - эжектора, форсунка и капельница ,эффективность работы эжектора взята за 100%.

В результате проведенных сравнительных стендовых испытаний для эжектора, форсунки и капельницы установлено что - эжектора в 2 раза эффективнее форсунки и в 10 раз эффективнее капельницы.

Из графиков видно, что эффективность ввода реагента решающим
образом зависит от дисперсности газожидкостного потока. Однако в оборудовании, где скорость газового потока сильно снижается, эжектор имеет значительное преимущество по эффективности перед традиционными способами ввода ингибитора в промысловое оборудование.

Согласно выполненными теоретическими и экспериментальными
исследованиями были разработаны алгоритмы расчетов основных технологических параметров(слайд 8) и размеров газожидкостного эжектора(слайд 9)

Обоснование актуальности проекта.

Одной из серьезных проблем при эксплуатации промысловых газопроводов, а также оборудования для подготовки газа к транспорту в зимнее время года, особенно в северных регионах, является гидратообразование. Известно, что образования гидратов приводит к значительному увеличению гидравлического сопротивления и снижению пропускной способности трубопроводов вплоть до полного закупоривания. Поэтому периодически или постоянно необходимо вводить в трубопровод метанол для предотвращения образования гидратов и ликвидации гидратных пробок. Однако ввод метанола должен быть строго дозирован, т.к. его переизбыток может привести к заполнению нижней части трубопровода метанолом, что затрудняет его эксплуатацию. На сегодняшний день существующие устройства для дозированного впрыска метанола обладают рядом недостатков, таких как: малая контактная поверхность потока газа и вводимого метанола, передозировка, требования дополнительных энергозатрат, значительная металлоемкость оборудования.

Поэтому создание более надежного и эффективного устройства ввода метанола для предотвращения гидратообразования в промысловые газопроводы и технологическое оборудование подготовки газа к транспорту является весьма актуальной задачей.

Описание проекта.

На основании проведенного анализа достоинств и недостатков существующих систем ввода ингибитора в газопровод были предложены устройство(слайд 3) и способ(слайд 4), дающие возможность строго дозировать введение метанола в промысловый газопровод. Предлагаемый способ ввода ингибиторов в газопровод является более эффективным по сравнению с существующими способами, что достигается использованием в качестве устройства для ввода метанола эжекционного струйного аппарата, который благодаря высокой степени дисперсности газожидкостного потока на выходе позволяет не только снизить расход ингибитора, но и уменьшить затраты. на электроэнергию, так как ввод ингибитора осуществляется за счет энергии перекачиваемого газа. Кроме того, эжектор обладает высокой надёжностью за счёт своей простоты, не требует дополнительного обслуживания.

Вследствие того, что принципы действия всех эжекционных струйных аппаратов основаны на использовании струйных течений, были рассмотрены основные свойства и зависимости расчета струйных течений газа. На основании этого был проведен теоретический анализ процесса эжекции, а так же была разработана(слайд 5) лабораторная экспериментальная модель процесса эжектирования низконапорной среды высоконапорной средой для эжекционного струйного аппарата. С помощью данной модели были определены зависимости оптимальных параметров технологических характеристик эжекционного аппарата от его геометрических размеров, давления и плотностей сред. Так же была выявлена зависимость коэффициента полезного действия процесса эжекции от соотношения плотностей сред и изменение величин коэффициентов эжекции и полного напора струи в зависимости от углов расширения пограничного слоя и сужения потенциального ядра струи.

После проведения теоретического анализа были проведены экспериментальные исследования характеристик эжектирования жидкости газом в эжекционных струйных аппаратах. Для проведения испытания был разработан(слайд) экспериментальный стенд и конструкция газожидкостного эжектора.

При проведении эксперимента по определению наиболее эффективного устройства, испытанию подвергались ныне применяемые устройства для ввода метанола, такие как форсунка и капельница. Результаты эксперимента обрабатывались стандартными методами математической статистики. Эффективность работы устройств ввода ингибитора определялось характером
распределения жидкости дисперсного потока по исследуемой поверхности.

Для получения достоверных экспериментальных данных результаты эксеприментов фиксировались через 10, 20 и 30 мин. После чего была проведена статистическая обработка результатов. Были получены экспериментальные данные количества жидкости, осевшей по длине экспериментального участка, зависящие от типа устройства.

После обработки эксперементальных данных были построены графики зависимости количества осевшей жидкости на каждом из элементов экспериментального участка от дисперсности газожидкостного потока для эжектора, форсунки и капельницы.

На слайде 7 представлены графики, сравнивающие эффективность работы устройств в зависимости от метода ввода реагента - эжектора, форсунка и капельница ,эффективность работы эжектора взята за 100%.

В результате проведенных сравнительных стендовых испытаний для эжектора, форсунки и капельницы установлено что - эжектора в 2 раза эффективнее форсунки и в 10 раз эффективнее капельницы.

Из графиков видно, что эффективность ввода реагента решающим
образом зависит от дисперсности газожидкостного потока. Однако в оборудовании, где скорость газового потока сильно снижается, эжектор имеет значительное преимущество по эффективности перед традиционными способами ввода ингибитора в промысловое оборудование.

Согласно выполненными теоретическими и экспериментальными
исследованиями были разработаны алгоритмы расчетов основных технологических параметров(слайд 8) и размеров газожидкостного эжектора(слайд 9)