射流泵去除油田沉降罐污泥研究

摘要

油田污水沉降罐基本原理是利用重力沉降理论，实现污水中的固体悬浮物颗粒从水相中分离，所分离的固体悬浮物沉积在沉降罐底部形成罐底污泥，工程现场需定期对沉降罐进行排泥操作将罐底污泥排出罐外。射流泵排泥技术作为负压排泥的一种，在射流泵高压水流作用下在泵内形成负压，被负压吸入的污泥在扩散管处实现动能向压能的转换，从而随水流一起排出罐外。本文以射流泵排泥技术为研究对象，通过数值模拟的方法探究了射流泵结构参数变化对排泥效果的影响，并通过室内实验与现场实验验证了参数优化对提高射流泵在实际生产过程中对排泥效率的影响。本文的研究方法和模拟结果对污水沉降罐射流泵排泥装置的设置及运行具有一定的指导意义。 本文利用CFD方法对射流泵结构参数与去污性能之间的关系进行了研究。通过建立射流泵流场的三维模型，同时进行计算网格划分与边界条件设置，对射流泵固液两相流场进行数值模拟。研究了喉管与喷嘴断面比、扩散管扩散角等因素与射流泵去污性能的关系。根据数值模拟结果，以射流泵入口压力、吸入端压力、喉管入口与扩散管出口固相比为指标，分析了断面比、扩散管扩散角对射流泵去污能力的影响，在综合考虑压力和固相比的情况下，表明当断面比R为0.54、扩散管扩散角为6.5度时，去污效果最好。 通过室内实验表明，当射流泵选择截面比为0.5的喷嘴助排液流量为6～8m3·h-1时，射流泵可以达到最好的工作状态。通过增加助排液流量可以提高喷嘴附近负压从而达到更好的排泥效果。针对现场射流泵排泥效果不佳的情况，可以通过增加射流泵的安装密度来避免，使得单个射流泵的覆盖面积需小于2m2，来提高排泥效果。还可通过调整污水处理药剂污泥流动性或增加罐底冲泥辅助来提高排泥效率。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 国内外油田沉降罐排泥技术现状

1．2．1 油田沉降罐传统排泥方法

1．2．2 油田沉降罐新兴排泥方法

1．3 射流泵去除污泥应用研究

1．4 课题研究内容

第二章 射流排泥技术在油田沉降罐上的应用

2．1 油田沉降罐工作原理

2．1．1 沉降罐沉降效果分析

2．1．2 水处理药剂对罐底污泥影响

2．2 油田沉降罐结构部件

2．3 沉降罐不停产排泥方式比较

2．3．1 自压式排泥

2．3．2 水力冲吸排泥法

2．3．3 负压排泥

2．4 射流排泥技术应用

2．4．1 射流泵清洗技术可行性分析

2．4．2 射流泵结构与技术指导

2．4．2 现场应用情况与应用效果

2．4．3 射流泵除泥效益分析

2．5 小结

第三章 射流泵固液两相流动研究

3．1 射流泵两相流研究数值模拟方法

3．2 射流泵两相流研究模型选择

3．3 建立射流泵固液两相流湍流模型

3．3．1 控制方程

3．3．2 湍流模型

3．4 射流泵边界条件设置及计算方法选择

3．4．1 边界条件设置

3．4．2 计算方法选择

3．5 小结

第四章 射流泵固液两相流场数值分析

4．1 射流泵流场两相流分析

4．1．1 射流泵流场模型的建立

4．1．2 射流泵流场分析

4．2 射流泵断面比优化分析

4．2．1 压力分布

4．2．2 固相比

4．3 射流泵扩散管角度优化分析

4．3．1 压力分布

4．3．2 固相比

4．4 小结

第五章 室内实验与现场应用

5．1 射流泵结构室内实验

5．1．1 喷嘴结构对排泥效果影响

5．1．2 助排流量对排泥效果影响

5．2 射流泵排泥现场应用

5．2．1 射流泵安装密度对排泥效果影响

5．2．2 污泥流动性对排泥效果影响

5．2．3 罐底冲泥辅助射流泵排泥

5．3 小结

第六章 结论及展望

参考文献

致谢

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