Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий Тимербаев Александр Сифхатович

Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий
<
Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Тимербаев Александр Сифхатович. Совершенствование конструкции и обоснование основных параметров центробежного сепаратора для разделения водонефтяных эмульсий: диссертация ... кандидата технических наук: 05.02.13 / Тимербаев Александр Сифхатович;[Место защиты: Оренбургский государственный университет].- Оренбург, 2015.- 146 с.

Содержание к диссертации

Введение

РАЗДЕЛ 1. Аналитический обзор физико-химических технологий разделения водонефтяных эмульсий 9

1.1 Анализ физико-химических свойств жидкостей нефтяных месторождений России 9

1.2 Требования к очистке воды для систем поддержания пластового давления 13

1.3 Существующие схемы подготовки попутно добываемых пластовых вод к закачке 15

1.4 Методы и аппараты подготовки попутно добываемых пластовых вод 19

1.5 Сравнительный анализ технологий очистки нефтесодержащей воды и выбор наиболее перспективной 34

1.6 Современное состояние и тенденция развития конструкций гидроциклонных аппаратов с крыльчаткой 37

1.7 Выводы по разделу 42

РАЗДЕЛ 2. Методы расчетов процесса разделения многофазных сред в поле центробежных сил 44

2.1 Методы расчетов гидроциклонных аппаратов 44

2.2 Особенности расчета прямоточных цилиндрических гидроциклонных аппаратов 59

2.3 Кинетические закономерности и методы расчета процесса разделения в аппаратах с вращающейся крыльчаткой 64

2.4 Описание постановки задачи численного моделирования аппарата с крыльчаткой 66

2.5 Выводы по разделу 69

РАЗДЕЛ 3. Разработка конструкции аппарата с крыльчаткой и численное моделирование процессов 70

3.1 Разработка конструкции аппарата с крыльчаткой 70

3.2 Результаты численного моделирования 72

3.3 Выводы к разделу з

РАЗДЕЛ 4. Экспериментальное исследование влияния конструктивных и режимных параметров на показатели разделения 77

4.1 Описание опытного образца сепаратора и экспериментальной установки 77

4.2 Методика экспериментального исследования процесса центробежного разделения 79

4.3 Результаты экспериментальных исследований 80

4.3.1 Сопоставление результатов численного моделирования с экспериментальными данными 80

4.3.2 Исследование гидродинамики в аппарате 84

4.3.3 Исследование влияния подачи на входе и частоты вращения крыльчатки на расходные характеристики аппарата 87

4.3.4 Исследование осевой зоны разрежения в аппарате 90

4.3.5 Исследование влияния конструкции крыльчатки на эффективность разделения эмульсии 92

4.4 Выводы по разделу 97

РАЗДЕЛ 5. Разработка рекомендаций по созданию и внедрению разработанного аппарата 99

5.1 Совершенствование технологической схемы предварительного обезвоживания высокообводнённой нефти 99

5.2 Совершенствование технологической схемы очистки подтоварной воды для систем поддержания пластового давления 103

5.3 Рекомендации по созданию производства на машиностроительном предприятии и проведения ОКР аппаратов с крыльчаткой 107

5.4 Выводы по разделу 108

Основные результаты и выводы

Список использованных источников

Методы и аппараты подготовки попутно добываемых пластовых вод

В мировой практике водоотведения известны следующие методы очистки нефтесодержащих сточных вод: механическая очистка (отстаивание, фильтрование, центрифугирование); - физико-химическая очистка (флотация, коагуляция, флокуляция и сорбция); - химическая очистка (хлорирование, озонирование); - биологическая очистка. Так как химическая и биологическая очистки применяются в основном для очистки канализационных стоков, то в данной работе не рассматриваются.

Механические методы. Механическая очистка обеспечивает удаление взвешенных веществ из бытовых сточных вод на 60-65 %, а из некоторых производственных сточных вод - на 90-95 %. Механическая очистка сточных вод является в известной степени самым дешевым методом очистки, поэтому всегда целесообразна наиболее глубокая очистка сточных вод механическими методами [92].

Механические способы очистки основаны на процессах отстаивания и фильтрования грубодисперсных примесей, находящихся в потоке очищаемой жидкости. Для этого очищаемую жидкость пропускают через решетки сложной конструкции и сита. При необходимости отделения от потока воды веществ имеющих меньшую плотность, к примеру, масло или нефть, применяют процесс гидростатического отстаивания, при котором производит всплытие и осаждение частиц с меньшей и большей плотностью соответственно.

Применение же механической очистки как самостоятельного метода целесообразно в случае низких требований к качеству очищаемой воды. В других случаях этот способ может быть использован только в качестве первой ступени очистки [40]. Особенностью механических способов очистки является высокая производительность при относительно низкой себестоимости, что важно при условиях сброса воды на площадках кустов добывающих скважин.

К механическим способам очистки относятся песколовки, отстойники (статические, динамические, тонкослойные трубчатые и пластинчатые), гидроциклоны (напорные, безнапорные, центрифуги), фильтры (микрофильтры, каркасные фильтры, с каркасной загрузкой) [40, 92]. Из механических методов очистки наибольшее применение нашло отстаивание, в меньшей мере - фильтрование и центрифугирование.

Гравитационное разделение. Применяются отстойники различных конструкций: напорные горизонтальные (до 200 м ) и вертикальные (до 10000 м ) [87]. Технико-технические параметры отстойников и технологий известных фирм производителей, используемых в производственном процессе, представлены в таблице 3.

Как видно из представленных выше технико-технологических характеристик, из динамических отстойников хорошие показатели по качеству подготавливаемой пластовой воды имеют аппараты АГОВ компании ООО НПП «Контекс» и ОВМ фирмы ЗАО НТК «МодульНефтеГазКомплекг».

Отстойники тонкослойные ЗАО НТК «МНГК» ОВТ от 500 до 5000 Нет данных до Facet М-РАК конструкция ипроизводительностьопределяется запросом до 10 до 10 Также хорошие показатели у аппаратов ОГВ-Г производства ОАО «Салаватнефтемаш», но применение в нем в качестве фильтрующего элемента чистой нефти обязывает к повышенному контролю за режимом работы аппарата и таким образом ставит под сомнение его автономную работу. Аппараты ОВК компании ООО НЛП «Контекс» и ОВ компании ОАО «Курганхиммаш» показывают приемлемые результаты по качеству очищаемой воды, но их показатели хуже упомянутых выше и поэтому их применение зависит от требований заказчика по качеству очистки воды.

Тонкослойные отстойники менее распространены в нефтяной промышленности и среди отечественных производителей можно выделить компанию ЗАО НТК «МодульНефтеГазКомплект» с аппаратом ОВТ с гарантией подготовки воды по содержанию механических примесей до 30 мг/л. Значительный интерес вызывает разработка компании Facet, предлагающая проводить подготовку воды с помощью специализированной насадки М-РАК. Насадка может устанавливаться, как в трубный вариант, так и в емкостной. Размеры насадки (расстояние между полками и их геометрические характеристики) определяются производителем по запросу. При этом производитель гарантирует качество подготавливаемой воды, как по содержанию нефтепродуктов, так и по содержанию механических примесей на уровне не более 10 мг/л.

Если рассматривать резервуары, то в настоящее время на нефтяных промыслах применяют два типа: РВС-5000 с лучевым распределителем и РВС-10000 с колпачковым устройством распределения потока жидкости (УРПЖ). В РВС-10000 отбор уловленной нефти производится с 9 м при высоте «нефтяной подушки» 3-4 м, в РВС-5000 - с 6-8 м при высоте «нефтяной подушки» 1-2 м [52, 54, 55]. Паспортное время пребывания жидкости в отстойниках составляет 8 час (при принятом размере капель нефти 80 мкм), фактическое (по нашим данным) для РВС-5000 - 3,5 час, для РВС-10000 - 2,3 час.

Кинетические закономерности и методы расчета процесса разделения в аппаратах с вращающейся крыльчаткой

Для проведения технологических расчетов гидроциклонов нужно иметь достаточно надежные зависимости для определения их общей производительности Q064, распределения расходов между разгрузочными отверстиями QJQH, крупности граничного зерна бгр, гранулометрического состава продуктов разделения и содержания в них дисперсной фазы, а также ряда других параметров, характеризующих эффективность эксплуатации этих аппаратов применительно к отдельным специфическим производственным процессам.

Сложность гидродинамической обстановки, недостаточная изученность физических явлений, происходящих в аппаратах гидроциклонного типа, не позволяют до настоящего времени получить точные аналитические зависимости для расчета основных показателей разделения. В связи с этим большинство расчетных формул базируются на обработке обширного экспериментального материала с использованием отдельных общепринятых теоретических закономерностей и положений.

Расчет производительности цилиндроконических гидроциклонов. В технической литературе предлагается свыше пятидесяти расчетных формул для определения общего расхода суспензий, пульп и несмешивающихся жидкостей в гидроциклонных аппаратах. Наиболее распространенные из них приводятся в монографиях А.И. Поварова [114] и В.В. Найденко [95]. большинство из этих формул получены на основе результатов индивидуального эксперимента и, как правило, имеют один или несколько коэффициентов, значения которых необходимо определять опытным путем, если рабочие параметры вновь проектируемого аппарата отличаются от изучаемых в этих экспериментах. Естественно, эти зависимости нельзя рекомендовать как универсальные, поскольку отклонения рассчитанных по ним величин Qo6ui по сравнению с фактическими значениями производительности достигают иногда 50 %, а в отдельных случая 100 и более процентов [95]. Очевидно, такое несоответствие вызвано не только условиями проведения отдельными исследователями частых опытов (размеры аппаратов, особенности их конструкций, режимы работы, свойства разделяемых сред), но и определяется полнотой учета влияющих параметров и принятых расчетных схем при получении этих формул.

Можно выделить несколько основных расчетных схем, используемых авторами при выводе зависимостей для определения значений Q064: 1. Гидроциклон рассматривается как местное сопротивление на трубопроводе. 2. Значения Qo6u{ рассчитываются на основе формулы истечения через водослив, образованный краями сливной трубки. 3. Производительность аппарата определяется из общей формулы истечения жидкости из затопленного отверстия. 4. Обработка экспериментального материала по Q0e4 с применением теории подобия и метода анализа размерностей. Несмотря на многообразие формул для определения пропускной способности гидроциклонных аппаратов, вне зависимости от того, по какой из расчетных схем они получены, каждую из них можно отнести к одной из пяти условных групп, в той или иной мере отражающих влияние основных геометрических размеров и технологических параметров на значения Q064. В таблице 7 приведена сводка некоторых формул - характерных представителей каждой из этих групп с переводом размерностей входящих в них величин в систему единиц СИ (столбец 5). В столбце 6 этой таблицы указаны средние значения модулей относительных погрешностей расчета Qo64, (в процентах) [95]. Общий вид формул этих пяти условных групп приводится в столбце 2.

В расчетной практике применение сложных формул IV и V групп связано с использованием разного рода эмпирических коэффициентов, пригодных лишь в довольно узких пределах условий проведения авторских экспериментов. В связи с этим они дают меньшую точность, чем более простые формулы групп I-III, которые учитывают главные влияющие на общую производительность параметры. Некоторые авторы [35, 60, 161] предпринимали попытки оценки точности расчетных зависимостей с целью выявления наиболее приемлемых из них для проведения практических расчетов. Самой удачной из этих попыток следует признать сравнительную оценку существующих формул для определения суммарной производительности гидроциклона, проведенную В.В. Найденко [95].

Расчет распределения суммарного расхода между разгрузочными отверстиями цилиндроконического гидроциклона. Очень важной расходной характеристикой гидроциклонов, в значительной степени, определяющей эффективность разделения в нем, является соотношение (распределение) потоков между разгрузочными отверстиями (QB/QH). многие исследователи посвятили свои работы изучению этого вопроса [1, 4, 7, 30, 67, 83, 94, 114, 163]. Все они пришли к единому мнению, что основным геометрическим параметром, оказывающим преимущественное влияние на величину QB/QH, является разгрузочное отношение (или отношение разгрузки) - dB/dH. однако даже при постоянном отношении диаметров разгрузочных отверстий распределение объемов распределяемой среды между ними зависит от ряда условий, учесть которые в полной мере практически не предоставляется возможным. К этим условиям в первую очередь следует отнести физико-механические свойства обрабатываемой среды (грансостав, содержание твердого вещества в питании и его однородность по составу и форме частиц и т.д.), производительность и давление питания, способ разгрузки продуктов питания (свободный или «под уровень»). Следует также учитывать индивидуальные особенности аппарата или установки, такие как конструкции и форма нижней разгрузочной насадки, наличие внутренних устройств, бункерных систем, колебания в подаче исходной смеси и т.д.

Очевидно, воздействие перечисленных факторов на распределение потоков в большей степени обусловлено изменением геометрии воздушного столба, т.е. изменением площади проходного сечения разгрузочных отверстий. Действительно, при работе гидроциклона на разбавленных тонких суспензиях при сравнительно больших значениях отношения dB/dH воздушный столб может полностью перекрывать сечение нижней насадки, и разгрузка будет осуществляться только через сливную трубку (работа в «проходном» режиме). В тех же условия, но при обработке концентрированных суспензий, частицы твердой фазы, собираясь в зоне нижней насадки, могут создать пульсирующий «пробковый» режим работы, что значительно изменит соотношение потоков разгрузки.

Результаты численного моделирования

Установлено также (рис. 29), что при постоянных значениях диаметра (de) патрубка выхода очищенной воды 4 ни размер диаметра dH диаметра (de) патрубка выхода нефти, ни соотношение djde не оказывают влияния на величину тангенциальной скорости. Диаметр (de) патрубка 4 не только определяет область достоверного усреднения в соответствии с принятым допущением о распределении тангенциальной скорости в центробежном сепараторе, но и оказывает существенное влияние на абсолютные значения тангенциальной скорости жидкости в отличие о цилиндроконического гидроциклона [3], где профиль не зависит от размеров dendH.

Подробное изучение поля тангенциальных скоростей жидкости в разработанном центробежном сепараторе позволило установить общую картину распределения этой скорости в объеме аппарата и получить конкретные зависимости, которые дальше будут использованы при исследовании влияния распределения расхода обрабатываемой среды между разгрузочными патрубками (Qe, QH), на процесс разделения водонефтяной эмульсии.

Исследование влияния подачи на входе и частоты вращения крыльчатки на расходные характеристики аппарата В качестве объектов изучения была выбрана так же конструкция центробежного сепаратора, но с отношением значений djde = 11/20. Исследование также проводилось при расходе 0,5 - 3,3 м /ч и частоте вращения крыльчатки - 500 - 3000 об/мин. На рис. 30 и в таблице 14 приведены расходные характеристики центробежного сепаратора при различных давлениях питания.

Анализ приведенных результатов показывает, что общий расход, а также расход слива и распределение потоков между разгрузочными патрубками в центробежном сепараторе с крыльчаткой имеют явную тенденцию увеличения с возрастанием чисел оборотов крыльчатки от 500 до 3000 об/мин. Следует отметить тот факт, что при всех исследованных давлениях питания общая производительность и расход слива остаются практически постоянными до скоростей вращения крыльчатки, порядка 1800 об/мин. При дальнейшем увеличении числа оборотов Qo64 и QH резко уменьшаются за счет интенсивного развития воздушного столба в центральной зоне аппарата, создающего дополнительное сопротивление по выходу слива нефти. Подобная картина наблюдалась при исследовании расходных характеристик с лопатками другой конфигурации. Таким образом, все указанные характерные закономерности и выводы подтверждаются и при работе на более низких давлениях питания, о чем свидетельствуют результаты опытов, часть которых представлена в работе [4].

Анализ результата, полученного по итогам расчетов, по распределению общего расхода между двумя разгрузочными отверстиями центробежного сепаратора показал, что соотношение выходящих потоков определяется отношением площадей отверстий разгрузочных патрубков, что в обозначениях может быть записано уравнениями [4]

QJQH=Ki(FJF \ (46) где Qe и QH - расход (м /ч) в патрубках выхода воды (4) и нефти (5), Fe и FH -площадь поперечного сечения (м ) патрубков выхода воды (4) и нефти (5), к -коэффициент равный 1,4 [4], .показатель степеней, равный 1,0. Следует заметить, что предложенная зависимость (46) является универсальной для данного типа аппаратов и пригодна для расчета расходных характеристик центробежного сепаратора как с тремя, так и с большим числом патрубков разгрузки.

Таким образом, имея в качестве исходных данных конструктивные размеры аппарата, физико-химические свойства и необходимый общий расход разделяемой смеси, можно полностью рассчитать расходные характеристики прямоточного центробежного сепаратора с крыльчаткой с разгрузкой продуктов по нескольким радиусам.

Размеры воздушного столба в гидроциклонных аппаратах имеют важное значение не только для расчета оболочки нулевых осевых скоростей и фиксации границ внутренней зоны разрежения, но и определяют основные технологические показатели процесса разделения в этих аппаратах. Кроме того, знание размеров воздушного столба позволяет с большой точностью определять степень заполнения разгрузочных отверстий выходящими потоками, рассчитывать сопротивление сливных трактов и аппарата в целом.

Результаты исследований причин образования воздушного столба, его размеров и формы в зависимости от изменения основных конструктивных технологических параметров гидроциклонов довольно противоречивы [14, 37, 49, 277, 280, 318, 319], что указывает на необходимость дальнейшего изучения этой зоны.

В результате физического анализа рассматриваемого процесса, обзор литературных данных и проведенного экспериментального исследования установлено, что количественная оценка размеров осевой зоны разрежения обусловлена рядом факторов, зависящих как от свойств, разделяемых в гидроциклоне смесей, так и от конструктивных и технологических параметров процесса. Принимая во внимание тот факт, что концентрация исходной суспензии/эмульсии Сисх не оказывает заметного влияния на размер диаметра воздушного столба [231] и определяет лишь содержание дисперсной фазы в продуктах разделения, этот параметр следует исключить из числа определяющих. Рассмотрим влияние отдельных параметров на размеры осевой зоны разрежения.

Формирование воздушного столба происходит, как уже отмечалось, вдоль оси аппарата по длине, равной расстоянию от крыльчатки до разгрузочного отверстия. Установлено, что на границе раздела фаз жидкость - воздух вращение жидкости носит волнообразный характер. Это отчетливо видно при визуальных наблюдениях на прозрачной модели аппарата (рис. 31). Такое поведение жидкости, очевидно, является следствием эжектирующего эффекта при подсосе воздуха. Поступательное движение воздуха при контакте с вращающейся жидкостью в корпусе гидроциклона преобразуется в винтовое движение. Трение между слоями воздуха и жидкости вызывает уменьшение значений окружной скорости последней вблизи границы воздушного столба. Следовательно, жидкость имеет максимальные значения иф не на свободной поверхности раздела фаз, а на радиусе Rm, несколько большем, чем радиус воздушного столба г0, что подтверждается многочисленными экспериментами [171, 195, 198, 231, 341, 359]. На рис. 31 представлены результаты экспериментального исследования траектории движения в зависимости от изменения геометрии крыльчатки. Угол атаки лопастей крыльчатки составлял от 20 до 60.

Установлено, что изменение угла крыльчатки приводит к радиальным пульсациям воздушного столба, что в свою очередь резкие колебания приведут к колебаниям таких важных показателей разделения как унос дисперсной фазы и соотношение расходов осветленного и сгущенного продуктов. При увеличении угла атаки лопаток более 45 происходит уменьшение силы, создающей упор крыльчатки, следовательно, мощность электродвигателя оказывается недоиспользованной, а сепарационный процесс осуществляется неэффективно. В связи с этим наиболее предпочтительна крыльчатка с углом атаки лопаток в 45.

Так же были проведены опыты с различной глубиной погружения сливной трубки в корпус аппарата. Результаты опытов показали, что размер диаметр воздушного столба практически не зависит от глубины погружения. Эксперименты авторов книги [318] также подтвердили правомерность такого заключения.

Сопоставление результатов численного моделирования с экспериментальными данными

Для обоснования совершенствования технологической схемы очистки подтоварной воды на ДНС с УПСВ были разработаны два проекта установки подготовки воды первая с флотационной очисткой, вторая с применением центробежного сепаратора. 104 Исходные данные приняты согласно технического задания заказчика ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени на разработку проекта по совершенствованию технических решений очистки воды на примере имеющейся ДНС с УПСВ Южно-Тарасовского месторождения ТИП «Ямалнефтегаз» (приложение Б). Целью проекта является повышение эффективности очистки воды сбрасываемой в систему ППД. Для проведения технико-экономического обоснования были использованы материалы и результаты лабораторного анализа нефти и пластовой воды компании ООО «ЛУКОИЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени.

Исходным сырьём ДНС Южно-Тарасовского месторождения является газоводонефтяная эмульсия, поступающая с кустов добывающих скважин. Добываемая сырая нефть представляет собой маслянистую жидкость тёмно-бурого цвета с характерным запахом, включающую в себя смесь парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов сложного химического состава.

Продукцией ДНС УПСВ Южно-Тарасовского месторождения являются: 1) товарная нефть - для сдачи в систему АК «Транснефть»; 2) попутный нефтяной газ - для подачи на компрессорную станцию 3) очищенная подтоварная вода - для подачи на КНС с последующей закачкой в нагнетательные скважины системы ППД. Южно-Тарасовская площадь находятся в пределах Надым-Пуровской нефтегазоносной области, которая в гидрогеологическом отношении расположена в северной части Западно-Сибирского артезианского мегабассейна. В разрезе этажа выделяются три водоносных комплекса: юрский, неокомский, апт-альб-сеноманский.

Воды этих комплексов различаются по минерализации, тепловому режиму, составу и концентрации химических элементов, водорастворённых газов, а также водообильностью. По химическому составу воды преимущественно хлоридно-кальциевого типа. Основными солеобразующими компонентами являются ионы натрия и калия, хлора, кальция, магния. Свойства подтоварной воды Южно-Тарасовского месторождения представлены в приложении

Технологические расчеты центробежного сепаратора на производительность 5 м /ч были проведены по методике, изложенной в п. 3.3. Существующая и предложенная схемы УПВ на ДНС с УПСВ Южно-Тарасовского месторождения представлены на рис. 41 и 42.

Предлагаемый вариант имеет меньше электропотребление, габаритные размеры, количество приборов КИП и А и арматуры. В таблице представлены результаты проектирования и технико-экономического сравнения установок подготовки воды на базе флотационного оборудования и разработанного центробежного сепаратора. Калькуляция на изготовление аппарата была составлена для условий ОАО «ГМС Нефтемаш» (г. Тюмень) в ценах 2013 г.

Параметры средыРабочая среда Производительность, м /час Температура воды, С, в пределах Давление воды на входе, МПа, не менее Давление воды на выходе установки, МПа, номинальноеСодержание твердо взвешенных веществ на входе, мг/л, не более Содержание нефти в воде на входе в установку, мг/л Загрязненная вода520-500,50,3до 300до 500

Рекомендации по созданию производства на машиностроительном предприятии и проведения ОКР аппаратов с крыльчаткой При планировании проектирования новой или улучшения проектируемой и выпускаемой продукции в части принятия оптимальных технико-экономических решений удобно использовать механизм (метод СФК-анализа) перевода требований Потребителя в технические требования к продукции (проектной документации).

Основными этапами проведения СФК-анализа проекта являются планирование и организация работы СФК-команды, определение запросов и ожиданий Потребителей, построение плановой матрицы, анализ результатов и подготовка отчета по результатам реализации этапов проекта. Результатом СФК-анализа является построенная плановая матрица, которая служит инструментом для решения проблемных вопросов, возникающих при проектировании продукции (приложение Г).

По результатам заполнения предплановой подматрицы установлено, что на ОАО «ГМС Нефтемаш» возможно освоить производство центробежных сепараторов с вращающейся крыльчаткой. Для повышения конкурентоспособности разрабатываемого аппарата необходимо: - повысить степень очистки воды до уровня центрифуг и гидроциклонов иностранных производителей; - расширить диапазон производительностей до уровня сепаратора компании Voraxial; - снизить энергопотребление до уровня гидроциклонов или отстойников; - уделить особое внимание сроку службы, надежности аппарата и на затраты на его обслуживание, которые должны быть на уровне гидроциклонов и флотаторов.

По результатам построения подматрицы входов определены наиболее важные требования потребителей (высокая степень очистки, низкое энергопотребление, долгий срок службы и низкая стоимость). При разработке аппарата необходимо уделить на данные требования особое внимание.

По результатам построения подматрицы связей были определены связи между требованиями потребителей и техническими характеристиками аппарата. Установлено, что для выполнения наиболее важных требований потребителей (по п.З) необходимо уделить особое внимание на частоту вращения двигателя, потребляемую мощность и объем аппарата. Необходимо учесть данный факт при разработке аппарата.

По результатам построения подматрицы выходов определены наиболее важные технические характеристики. В первую очередь необходимо улучшать такие технические характеристики, как частота вращения двигателя, потребляемая мощность, производительность и материальное исполнение аппарата. С целью обеспечения надежности и безопасности работы при конструировании сепаратора рекомендовано уделить особое внимание на материальное исполнение узлов сепаратора и дополнительно его комплектовать системами мониторинга и приборами КИП, позволяющими проводить непрерывный контроль параметров, определяющих техническое состояние узлов и деталей.