Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Разработка способа повышения качества сепарации саморазгружающихся жидкостных сепараторов с целью рационального использования природных ресурсов

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Разработка способа повышения качества сепарации саморазгружающихся жидкостных сепараторов с целью рационального использования природных ресурсов"

На правах рукописи

САХЕЛ САНДЖКД

РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА СЕПАРАЦИИ САМОРАЗГРУЖАЮЩИХСЯ ЖИДКОСТНЫХ СЕПАРАТОРОВ С ЦЕЛЫО РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ

11.00.11 - охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов;

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1997 г.

Работа выполнена на кафедре промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности экологического факультета Российского Университета дружбы народов.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Х.Н. Ннзамов;

4 7 5 )' Официальные оппоненты:

доктор технических наук В.М.Фомин; . кандидат технических наук И.В. Игнатович.

Ведущая организация: НИИ энергетического машиностроения

МГТУ им. Н.Э.Баумана.

Защита состоится " " ¿¿/'Я 1997 г. вчасов на заседании

диссертационного совета К 053.22.26 в Российском Университете дружбы народов по адресу: 117302, г.Москва, ул.Орджоникидзе, д.З.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского Университета дружбы народов (117198, г.Москва, ул.Миклухо-Маклая,д.6).

Автореферат разослан * Л- 1997 г.

Ученый секретарь, диссертационного совета /%>*_

кандидат технических наук, доцент Ц^УЬ В.Д. Долгушин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность работы. Работа посвящена вопросам рационального использования природных ресурсов и защиты окружающей среды на основе повышения эффективности работы и производительности центробежных сепарационных установок, широко используемых в различных отраслях промышленности (химическая, нефтехимическая, пищевая и т.д. всего более 60 отраслей) как для решения технологических задач по разделению полидисперсных сред, так и очистки производственных и бытовых сточных вод. В последнее время наибольшее распространение получили центробежные жидкостные сепараторы с автоматической частичной выгрузкой осадка, что позволяет эксплуатировать их непрерывно в течение длительного времени. В этих сепараторах во время основного периода работы получают концентрат в виде сгущенной суспензии. Периодически при открытии разгрузочных щелей из ротора под действием центробежных сил в течение короткого промежутка времени выгружается осадок. При этом сепарируемая жидкость подается в барабан сепаратора непрерывно.

Эффективность процесса сепарации во многом зависит от времени пребывания жидкости в межтврелочном пространстве, которое выбирается опытным путем. Существует оптимальна* производительность сепарационной установки при которой качество разделения смесей является наилучшей.^ любые отклонения от оптимального значения приводят к ухудшению качества сепарации. Процесс частичной выгрузки осадка нз барабана сопровождается интенсивными волновыми процессами (провалами давления и гидроударами) в гидросистеме сепаратора.

В связи с изложенным, разработка способа повышения качества сепарации, основанного на стабилизации давления в гидросистеме сепараторов, создание практических устройств и внедрение их в различные отрасли промышленности является актуальной задачей, решение которой позволит уменьшить безвозвратные потери природных ресурсов и снизить антропогенную нагрузку на окружающую среду.

Диссертация связана с научно-ислледовательской работой, выполняемой в Российском Университете дружбы народов в рамках Федеральной целевой комплексна научно-технической программы "Экологическая безопасность России" (1995-1995 гг.Н.

Цель работы. Сократить безвозвратные потери природных ресурсов в различных отраслях промышленности путем разработки способа повышения качества сепарации жидкостных центробежных сепараторов с периодической выгрузкой осадка, основанного на стабилизации давление в их гидросистемах, создать практические устройства его реализации - стабилизаторы давления и исследовать эффективность ич -работы в условиях эксплуатации.

Идея работы заключается в том, что гашение колебаний давления и восстановление провалов давления в гидросистеме сепарационной установки позволяет повысить качество сепарации и уменьшить унос сепарируемого продукта. Поставленная цель достигается на основе решения следующих основных задач:

- исследования колебаний давления в гидросистемах сепараторов, их влияния на качество сепарации, путей уменьшения их интенсивности за счет целенаправленного изменения параметров гидросистем (податливости, приведенного гидравлического сопротивления);

- выбора технических принципов реализации средств восстановления провалов и гашения пульсаций давления - стабилизаторов давления и определения их конструктивных параметров;

- разработки практических устройств и исследования эффективности их работы.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы

интегрирования обыкновенных линейных дифференциальных уравнений и дифференциальных уравнений в частных производных, статистической обработки результатов эксперимента, который проводился в реальных условиях эксплуатации сепарационных установок.

Научные положения, выносимые на защиту, и их новизна.

Экспериментальными исследованиями установлено отрицательное влияние динамических процессов (провалов и вынужденных колебаний давления), возникающих в гидросистеме сепаратора, на качество сепарации, приводящие к безвозвратным потерям природных ресурсов.

Разработана математическая модель, адекватно описывающая динамические процессы в гидросистеме сепаратора до и после установки стабилизатора давления.

Установлены зависимости между эффективностью гашения волновых процессов в гидросг еме сепаратора й основными проектными параметрами стабилизатора давления, проведен выбор конструктивной схемы стабилизатора и разработана методика расчета характеристик его конструктивных Элементов.

Экспериментальными исследованиями в реальных условиях эксплуатации установлена высокая эффективность гашения волновых процессов стабилизаторами давления при одновременном уменьшении коэффициента уноса дисперсной среды и сокращении потерь сепарируемого продукта.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается удовлетворительной сходимостью (расхождение в пределах 7-10%) результатов расчета эффективности восстановления провалов давления и гашения вынужденных колебаний давления н результатов, полученных экспериментальный путем с использованием со-

временных технических средств и методов обработки, а также достигнутым повышением эффективности процесса сепарации.

Практическая значимость. Разработанные конструктивные схемы, технические принципы их реализации и практические устройства - стабилизаторы давления (СД) позволяют в значительной мере исключить провалы и пульсации давления в гидросистеме саморазгружающихся сепараторов и за счет этого повысить качество сепарации, уменьшить потери сепарируемого продукта, либо количества примесей в очищаемой жидкости.

Теоретическое обоснование, технические принципы реализации и методика определения основных проектных характеристик СД носят универсальный характер м могут быть применены при различных рабочих параметрах сепарационных установо.

Практическая реализация работы. Разработанный способ повышения качества сепарации центробежных жидкостных сепараторов с периодической выгрузкой осадка внедрен в цехе производства биопрепаратов Степногорского ПО "Прогресс" (республика Казахстан).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на первой межвузовской конференции "Актуальные проблемы экологии" (г. Москва, 1995 г.), конференции "Геоэкология в нефтяной и газовой промышленности" (г. Москва, 1995 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 4 печатных работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы 141 стр. машинописного текста, 27 рисунков, 5 таблиц. Список литературы насчитывает 63 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Введение содержит общую характеристику проблемы по повышению качества сепарации и производительности центробежных жидкостных сепараторов с периодической выгрузкой осадка и анализ основных причин ухудшения качества сепарации н потерь природных ресурсов во время процесса. Здесь же обосновывается актуальность проводимых исследований, определяется :[х цель н способы ее достижения.

Перва глава состоит из четырех разделов. В первом из них приводится класси--ошеация усшисостннх сепараторов и анализ основных тенденций современного оепара-торостроения в России и зарубежных странах, который позволяет сделать вывод о том, что наибольшее количество новых конструкций, внедренных а последим время я составляющих основную долю продукции мирового сепараторостросния, приходится на

долю сепараторов с автоматической периодической выгрузкой осадка. Здесь же подробно рассмотрен и принцип действия этих сепараторов.

. Во втором разделе приведен обзор исследований, направленных на повышение производительности и качества сепарации центробежных сепараторов, выполненных российскими (Бремер Г.И., Кук Г.А., Соколов В.И., Сурков В.Д., Липатов H.H., Лысковцов И.В., и др.) и зарубежными (Strezinsky G.J., Fawcett H.W., Nyzöp А. и др.) исследователями.

В третьем разделе дан обзор теоретических исследований неустановившегося движения жидкостей в трубопроводах и существующих методов и средств борьбы с волновыми явлениями в них. Определены перспективные средства гашения волновых явлений - стабилизаторы давления, рассмотрен принцип их действия, заключающийся в том, что транспортируемые среды теряют волновую энергию за счет диссипативных свойств и податливости указанных устройств.

В последнем, четвертом разделе, определяются задачи, которые должны быть решены для достижения цели, поставленной в диссертационной работе.

Вторая глава посвящена экспериментальным исследованиям волновых процессов в гидросистеме сепаратора с частичной выгрузкой осадка и их влияния на качество сепарации, а также математическому моделированию волновых явлений в гидросистеме со стабилизаторром давления и без него. Экспериментальные исследования проводились в цехе производства биопрепаратов Степногорского ПО "Прогресс", оборудованного сепараторами типа АСЭ-Б - тарельчатыми осветлителями с центробежной периодической выгрузкой осадка.

В первом разделе главы приводится аппаратура и методика экспериментальных исследований, в соответствии с которой осуществлялись измерения изменения давления в магистрали культуральной жидкости, подаваемой на сепарацию, и отводимого фуга-та в течение всего сепарационного цикла. Наряду с этим осуществлялся отбор проб кудьтуральной жидкости в начале сепарационного цикла и отводимого фугата через 30 с, 60 с, 3 мин и 5,5 мин после выгрузки барабана сепаратора. Для измерений использовался комплекс аппаратуры, состоящий из тензодатчиков, тензостанции, магнитографа, осциллографа и лазерного нефелометра.

Во втором разделе приводится анализ результатов исследований, который показывает, что в процессе разгрузки барабана сепаратора, которая длится 2 с, давление ■ магистрали фугата резко падает до атмосферного и в течение 20 с остается на этом уровне. Затем оно начинает постепенно увеличиваться и достигает номинального значения через 20-25 с (см. верхнюю диаграмму на рис. I). В магистрали культуральной жидкости в момент разгрузки также возникают интенсивные колебания давления с ам-

Рис Л. Изменение давления в магистрали фугата (верхняя диаграмма) и культуральной жидкости (нижняя диаграмма).

плитудой 0,25 МПа и частотой 6,5 Гц, которые интенсивно затухают в течение 10 с (нижняя диаграмма рис. 1). Кроме того, в установившемся режиме сепарации в гидросистеме сепаратора присутствуют вынужденные колебания давления с амплитудой 0,07 МПа и частотой 0,15 Гц.

. Как показывают результаты нефелометрии проб фугата, приведенные в таблице 1, с момента выгрузки барабана сепаратора и до момента восстановления давления в магистрали фугата и коэффициент уноса Еобщ= (Сф/Со)100% (где Со - концентрация дисперсной фазы в культуральной жидкости, а Сф - в фугате) в этот период времени почти в 2 раза выше (17% и 9% соответственно).

Таблица I.

Результаты нефелометрии проб культуральной жидкости и фугата.

№ сепара-ционного Культуральная жидкость Фугат, кл/мл

цикла кл/мл t = 30 с t = 1 мин t = 3 мин tB 5,5 мин

1 2,49-10' 4,29-104 2,3910е 2,25-10® 2,38-10®

2 2,44-107 4,04-10® 2,33104 2,22-10® 2,4-10«

3 2,57-107 4,27-10« 2,37-10« 2,27-10® 2,410®

4 2,49107 4,31-10® 2.43-10® 2,25-10® 2.4М0®

б 2,47-107 4,19-10® 2,3810« 2,24-10® 2,39-10®

7 2,43-107 4,11-10® 2,37-10® 2,31-10® 2,4 10®

8 2,49107 4,27-10« 2,36 10® 2,25-10® 2,48-10»

9 2,51Ю7 ' 4,09-104 2,36-10® 2,22-10® 2,34-10«

10 2,53107 4,31-10» 2,42 10® 2,210® 2.39 10®

2,51-Ю7 4,25-10» 2,35-10® 2,25-10® 2,52-10®

Средние 2,49 Ю7 4,29-10» 2,38-10® 2,25-10» 2,41-10®

значения

В третьем разделе представлена математическая модель волновых процессов в гидросистеме сепаратора со стабилизатором давления и без него. Для описания провалов давлг <я в гидросистеме, учитывая небольшую длину и низкие частоты переходных процессов, она с достаточной для практики точностью представлялась как система с сосредоточенными параметрами. В этом случае связь между давлением P(t) и расходом ,G(t) в системе со стабилизатором описывается обыкновенным дифференциальным уравнением второго порядка:

. d*P(t) 1 1 d Gi(t)

-+--p(t)=--- (i)

dtJ l/юо1 + g-L-Пд l/a„! + g L П, dt

где Пл - податливость стабилизатора, характеризующая изменение'массы жидкости в полости СД при изменении давления; L » l/(g-F) = 7. x - параметр, характеризующий инерционность потока: Z = o'(g F) - волновое сопротивление магистрали; с - ско-

рость распространения звука в трубопроводе; F - площадь проходного сечения; т = 1/с • время пробега волной давления магистрали длиной 1; ш»! = гс/(2 х) - частота основною тона колебаний в магистрали без СД.

В предположении линейности изменения расхода через разгрузочные щели барабана: dGi(t) Go

-= const =----(2),

dt ti

где ti- время выгрузки осадка н при начальных условиях t = О, dP/dt = О, Р = 0 решение уравнения (1) будет иметь вид: Р = (L-G«/ti)-(l - cos co»-t) = 2(L G0/ti) sin2o)j t/2 (3)

где со, =(l/cooJ + g L Ilj) "1.

При отсутствии стабилизатора (Пм = 0) уравнение (3) перепишется следующим образом: ДР = 2(L G0/ti) sin ovt/2 (4)

Коэффициент уменьшения величины провала (Ко) при установке СД в магистраль фугата: К« = ДР/Р = (sinWt/2)/(sin2cM/2) (5) или при t, 5 2т Кед = I/(sin2coa-t) (6)

Из выражения (6) можно определить массовую податливость СД необходимую для уменьшения провала в Ко, раз: П„ = (lF/c2)([l/arcsin(KcJ-"2]2 + 4/л2) (7).

При моделировании вынужденных колебаний давления была принята расчетная схема, состоящая из насосного агрегата, участка трубопровода от насоса до стабилизатора длиной xi, стабилизатора давления и участка длиной xi за стабилизатором с сосредоточенным сопротивлением Ri на выходе.

Движение жидкости на отдельных участках трубопровода описывалось с помощью линеаризованных систем уравнений неустановившегося движения жидкости без учета трения в форме Л.И.Чарного.

Граничные условия при xi = 0 Pi (0, t)= - Ri- Gi(0, t); при x = xi, xi = 0 Pi(xi, t) = P2(0, t); Gi(xi, t) = G2(0, t) + G»(t); при x = x2 G2(x2, t) = Go- sin W-t (8), где P,, G,; Pj, Gi -давление и расход в трубопроводе на выходе стабилизатора и на его входе;

dP,(x, I) dP2(0, t)

Од (t) = П»--= Пд---расход жидкости через СД; Пд - подат-

dt dt

ливость стабилизатора давления; Go- sin W-t - изменение расхода жидкости за насосным агрегатом.

Стабилизатор давления представлялся в виде колебательной системы, имеющей массу т, жесткость е и площадь S, на которую воздействует давление жидкость, перетекающая из основного трубопровода через отверстия распределенной перфорации:

my + hy + е-у = SP«;

(9)

где Р,= Р|(х|, (} = Р2(0, I) - давление жидкости на боковую поверхность демпфера; Э -боковая поверхность; ш - масса; е - жесткость материала демпфера; у - координата перемещения демпфера во время работы в радиальном направлении; Ь - демпфирующее сопротивление. После решения систем уравнений неустановившегося движения жидкости методом Даламбера получено следующее выражения для изменения давления на участке трубопровода за стабилизатором:

Р,(х,. t) = >/ {/..i2 + В,1) (1 + а2 + 2acos2Wxi) • sin (W t +<р); (10)

гдеср = arctg pi/Ai);

( (1-а)Н + (а+l)L,

Ai = Go-Z'4--[(o - 1)-M + (а + 1)-L] -

^ К (а + l) r - (a- 1) L ---[(а + l)N - (а-l) Lj^;

К J

( (1 -а) Н + (а+ l) Li

В, = G.-Z-Í-:--[(а + 1) N - (а - 1) L,] +

\ • \ YL (а + 1) г - (а - 1) L +----[(а - 1) М - (а 1)U.

• К У

где r=cosW(xi+x2) -T'(R+l)-2cosW-t2-sinY/-Ti; H=sinW(xi + xi)+T(R+l)-2cosW xi-cos Wxi;

К=(а-1)2-Н2+(а+ D'rHffli-c-W {(I +4cos!WTJ)(a1+|)+2a[cos2W(T„-t¡)-

- 4cos2Wij cos2W-Ti]}+4(h/8>n, c W1X> - a!) cos Wn;

N=»inW (xi + tj)-2 sinWxi sinW tj T(R+1); M=cosW(xi + xj)-2 cos W xi sin W xj T(R+1);

L = 2sinWtr sinW-Tr(R W)/(25); L,= 2sinW xj. cosWx,(RW)/(2S);

Lj= 2 sin W-xi • cos W-xj (R Wy(26); e/h = 26; 6 - фактор затухания. Третья глава посвящена выбору предпочтительных конструктивных решений стабилиз . горов для гидросистем сепарационных установок с учетом специфики их работы, методам расчета конструктивных характеристик для обеспечения необходимой податливости и диссипативных свойств выбранных типов СД. Первоначально рассмат-, ривается классификация, применяемых в настоящее время стабилизаторов давления, проводится анализ характерных особенностей, преимуществ и недостатков СД каждого типа, на основании которого делается выбор конструктивных решений, наиболее подходящих для использования в гидросистемах сепараторов • это пневмостабилизаторы даале>р<я, стабилизаторы давления с упругими камерами, заполненными эластичным упруго-податливым материалом (пористая резина, пенополиуретан и т.п.) и стабилизаторы давления с упругими металлическими камерами эллиптического поперечного сечения.

В первом разделе главы подробно рассматривается конструкция и принцип действия выбранных типов СД.

Во втором разделе рассмотрен общий методический подход к проектированию стабилизаторов, принципы выбора материалов для упругих элементов, их физико-механические характеристики, технологические особенности изготовления, контроля герметичности и экспериментального определения податливости. Там же приведена методика аналитического определения податливости и основных конструктивных характеристик упругих элементов стабилизаторов давления.

В третьем разделе приведен метод расчета параметров распределенной перфорации в зависимости от параметров гидросистемы, требуемой податливости стабилизатора и амплитуды колебаний давления в трубопроводной системе.

Четвертая глаца посвящена экспериментальным исследованиям эффективности работы СД в гидросистеме сепарационного участка цеха производства биопрепаратов Степногорского ПО «Прогресс», которые проводились в промышленных условиях.

В первом разделе главы представлены исследования эффективности гашения волновых процессов пневмостабилизатором типа СД-5, конструктивная схема которого и схема его установки в гидросистеме приведена на рис. 2. Стабилизаторы устанавливались на ответвлениях магистрали фугата в непосредственной близости от сепараторов АСЭ-Б. Газовые полости СД объединены в единую' пневмосистему, обеспечивающую подвод газа к газовым полостям стабилизаторов. На рис. 3 (верхний график) для сравнения приведены диаграммы изменения давления в гидросистеме фугата до и после установки стабилизаторов, анализ которых показывает, что после установки СД длительность провала уменьшилась более чем в 10 раз с 40-45 с до 4 с, а величина провала - в 5 раз с 0,58-0,6 МПа до 0,12 МПа. Вынужденные колебания давления в гидросистеме практически полностью исчезли.

Во втором разделе приводятся оценки влияния СД на качество сепарации. Результаты нефелометрии отбора проб фугата и культуральной жидкости приведены в таблице 2. В таблице 3 приведены доверительные оценки концентрации сухих веществ в фугате с надежностью Р = 0,99, а на рис, 3 (нижний график) - зависимости коэффициента уноса Вовш от времени сепарации до и после установки СД- Анализ полученных результатов показывает, что гашение волновых процессов с помощью стабилизаторов давления позволяет уменьшить среднее значение коэффициента уноса по сепарацион-ному циклу на 7,5-8 %.

В третьем разделе приводятся оценки экономического эффекта от внедрения стабилизаторов давления на одном сепарационном участке производства биопрепаратов Степногорского ПО «Прогресс», который достигается за счет прироста чистой

I б

Конструктивная схема пневмостабилизатора:1-корпус, 2-перфорация,3-фланец,4-дно,5-»е»в**чяая оболочка,. 6-вентиль.

Рис. 2. Конструктивная схема пневмостабилизатора и схема его установки в гидросистеме сепаратора.

0,6

0,4

0,2

Р,НПа

2

IV -7-

/

\ /

/

АЛЛ/ У^ч/

Г,«

5 10 15 20 25 Л Л 40 45 50 Кривая I- до установки СД,Кривая 2- после установки СД.

Е, *

17

15

13

II

I

-

¡шш'лглп Щ8ШШ

т г х^хпШшт

Т, мин

О I 2 3 4 5 6

I- система без СД,2- система со стабилизатором.

Рис.3. Зависимости изменения давленния и коэффициента уноса в магистрали фугата до и после установки стабилизатора давления.

о

продукции, сокращения безвозвратных потерь ресурса, уменьшения ущерба от сброса загрязняющих веществ с промышленными сточными водами.

Прирост чистой продукции за счет повышения качества сепарации для участка из 15 сепараторов в натуральных показателях оценен в 440 кг в год или в денежном выражении в 39,6 млн. руб. Примерно такой же цифрой можно оценить эффект от сокращения потерь ресурса. С учетом этих двух показателей срок окупаемости затрат на внедрение СД составляет приблизительно 0,4 года или менее 5 месяцев, что свидетельствует о достаточно высокой экономической эффективности предложенного способа повышения эффективности сепарационных установок.

В четвертом разделе приведены некоторые экологические показатели и оценки эффекта от широкомасштабного использования СД в различных отраслях промышленности.

Таблица 2.

Результаты нефелометрии культуральной жидкости и фугата.

№ сепара- Культуральная Фугат, кл/мл

ционного жидкость

цикла кл/мл 1 = 30 с 1 = 1 мин 1 = 3 мин «= 5,5 мин

1 2,58-107 2,34-10« 2,26-10« 2,19-10« 2,30-10«

2 2,50-107 2,25-10» 2,25-10« 2,23-10« 2,3110е

3 2,48-107 2,29-10« 2,26-10« 2,2110« 2,30-10«

4 2,57-Ю7 2,27-10« 2,21-10« 2,20-10® 2,29-10«

6 2,50-107 2,25-10« 2,26-10« 2,18-10« 2,26-10«

7 2,60-107 2,24-10« 2,25-10« 2,19-10« 2,30-10«

8 2,57-107 2,27-10« 2,26-10« 2,15-10« 2,27» 10«

9 2,54-107 2,2-10« 2,22-10« 2,21-10« 2,28-10«

10 2,43-107 2,21-10« 2,24-10« 2,19-10« 2,33-10«

2,49-107 2,26 10* 2,24-10« 2,20-10« 2,31-10«

Средние 2,53-107 2,26-10« 2,25-10« 2,20-10« 2,30-10«

значения

Таблица 3,

Доверительные оценки концентрации сухих веществ в фугате с надежностью Р = 0,99.

Концентрации по времени сепарационного цикла, 10« кл/мл

1 = 30 с 1= 1 мин < = 3 мин 4 = 5,5 мин

Гидросистема без СД 4,21 ± 1,4% 2.38 ± 1,4 % 2,25 ± 1,4% 2,41 ±1,4%

Гидросистема сСД 2,26 ± 1,4-% 2,25 ± 1,4 % 2,2 ± 1,4 % 2.3 ± 1,4 %

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Не основе полученных в работе результатов можно сделать следующие основе выводы:

1. Экспериментальные исследования влияния волновых процессов в гидросистеме сепаратора с автоматической частичной выгрузкой осадка показали, что процесс разгрузки барабана сопровождается провалом давления в магистрали фугата, длительностью 40 - 45 с, причем в течение первых 20 с давление держится на уровне атмосферного, а затем постепенно возрастает до номинального значения, что влияет на качество сепарации. В период провала давления качество сепарации значительно ухудшается и коэффициент уноса дисперсной среды возрастает почти в 2 раза с 9% до 17%, что приводит к значительным безвозвратным потерям природных ресурсов.

2. На основе экспериментальных и теоретических исследований разработаны математические модели, адекватно описывающие волновые процессы (провалы и вынужденные колебания давления) в гидросистеме сепаратора до и после установки стабилизатора давления. Приэтом получены зависимости, устанавливающие связь между податливостью стабилизатора давления и эффективностью гашения волновых процессов в трубопроводной системе. Проведен выбор конструктивной схемы СД и разработаны методики расчета характеристик его конструктивных элементов.

3. Испытания разработанного способа в промышленных условиях эксплуатации сепарационного участка цеха производства биопрепаратов Степногор-ского ПО «Прогресс» показали, что гашение волновых процессов с помощью стабилизаторов давления (уменьшение длительности провала давления более чем в 10 раз, величины провала давления в 5 раз и практически полное гашение вынужденных колебаний) позволяют уменьшить осреднен-ный по сепарацнонному циклу коэффициент уноса дисперсной фазы на 7,5 -8%, т.е. существенно повысить качество сепарации и сократить безвозвратные потери сепарируемых продуктов.

4. Экономическая оценка эффективности использования разработанного способа повышения качества сепарации на одном сепарационном участке показывают, что при этом достигается прирост чистой продукции 440 кг/год и такое же уменьшение потерь ресурса, а срок окупаемости суммарных затрат на его внедрение не превышает 0,4 года или 5 месяцев.

5. Внедрение разработанного способа и математической модели с использованием стабилизаторов давления в различных отраслях промышленности

(всего более 60 отраслей), где используются центробежные сепараторы, позволит на 7,5 - 8% сократить безвозвратные потери природных ресурсов на каждой установке, повысить качество очистки промышленных сточных вод и уменьшить антропогенную нагрузку на окружающую среду. Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих работах:

' 1. Марчук А.Н., Применко В.Н., Подгорнова М.И., Сахел Санджид. Исследование волновых процессов при сбросе твердых частиц из сепарационной установки.// Первая межвузовская конференция «Актуальные проблемы экологии»: Тез. докл.- М., - 1995- с. 23-24.

2. Низамов Х.Н., Применко В.Н., Сахел .Санжид. Способ повышения эффективности и производительности сепаряционных установок.//Конференция «Геоэкология в нефтяной и газовой промышленности»: Тез. докл. -М., -1995-с. 39.

3. Низамов Х.Н., Применко В.Н., Попадейкин В.В., Сахел Санджид. Стабилизаторы давления и расхода. // Безопасность труда в промышленности, -1995. -№5.-с. 15-17.

4.Низамов Х.Н., Применко В.Н., Сахея Санжид. Способ повышения эффективности и производительности сепарационных установок. ОАО ВНИИОЭНГ,

«Нефтепромысловое дело». - 1996. - Nä 8-9. с. 31-34.

САХЕЛ САНДЖИД (Бангладеш) «Разработка способа повышения качества сепарации жидкостных

саморазгружающихся сепараторов с целью рационального использования пригодных ресурсов».

Предложен новый способ повышения качества сепарации жидкостных центробежных сепараторов с периодической выгрузкой осадка, основанный на стабилизации колебаний давления в их гидросистеме, возникающих в период разгрузки барабана сепаратора. Разработаны практические устройства его реализации - стабилизаторы давления и методика определения их основных характеристик. Проведены экспериментальные исследования эффективности предлагаемого способа в реальных условиях эксплуатации, показавшие, что гашение интенсивных волновых процессов в гидросистеме участка сепарации позволяет на 7,5 - 8 % уменьшить коэффициент уноса дисперсной среды и безвозвратные потери природных ресурсов, уменьшить антропогенную нагрузку на окружающую среду за счет более качественной очистки сбрасываемых жидкостей.

SAHEL SANDJID (BANGLADESH)

"Work out ti ie way for raise quality of sepaiIetion ¡n liquid self unloading separeator with the purpose of rational use of natural resourses".

Introduction of a new way for raise quality of separetion liquid centermoving separators with periodical unloading separeted goods on the basis of stabilisation pressure in the hydrosystem at the time of unloading separator's drum. Worked out the practical epparators for this situation - Pressure Stabilizers (PS) and method of defining basic charactics of the PS. The created model of the PS and the conducting research it's working effect showing that the use of stabilizers extinguish high vibration in hydrosystem of separator redues to take way separeted goods by 7,5 - 8 % and un returnable lossing natural resourses. It reduces the antropogenic load on the environment by high qualitical separetion throwed of liquid.