WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Кроме того, в 4 главе диссертации разработана упрощенная (инженерная) методика прогнозирования потерь бензина от испарения из резервуаров типа РВС, свободная от недостатков методик, существовавших ранее.

В заключение был выполнен сравнительный анализ погрешности расчета потерь бензина от «больших дыханий» по инженерной методике автора, а также методикам Ф.Ф. Абузовой, Н.Н. Константинова и В.Б. Галеева с экспериментальными данными, полученными при заполнении резервуара РВС при разной периодичности замеров через (0,25; 0,5 и 1 ч). При увеличении интервала времени между замерами средней концентрации углеводородов в ГП среднеквадратичная погрешность методик Ф.Ф. Абузовой, Н.Н. Константинова и В.Б. Галеева увеличивается, достигая 31,8…33,2 %, тогда как среднеквадратичная погрешность расчета по методике автора снижается до 12,7 %.

В пятой главе получено критериальное уравнение массоотдачи от поверхности бензина в резервуарах с понтонами, изучено влияние различных факторов на эффективность применения понтонов при известной доле открытой поверхности бензина, а также предложена методика выбора оптимального типа затвора по критерию минимума затрат на сооружение понтонов и ущерба от испарения.

Экспериментальное определение эффективности применения понтонов представляет собой весьма сложную задачу, т.к. для этого необходимо провести большое количество опытов, которые очень трудоемки. Но при этом еще и практически невозможно обеспечить абсолютно одинаковый режим работы двух резервуаров: одного с понтоном, другого - без него. Исходя из этих условий, нами был разработан метод моделирования эффективности Sп применения понтонов на ЭВМ, основанный на сопоставлении средних концентраций углеводородов в ГП резервуара с понтоном Сср и без него С :

ср Cср Sп = 100%. (17) 1- Cср Расчет средней концентрации паров бензина в ГП резервуаров без понтона выполняется с использованием формул (9)-(11). При расчете Сср массу бензина, испарившегося в резервуаре с понтоном, предложено вычислять по формуле Gп = Jп Fр, (18) где Jп - плотность потока массы от поверхности бензина в резервуаре с понтоном; - доля открытой поверхности бензина в резервуаре (отношение площади зазоров между затвором и стенкой резервуара к площади “зеркала бензина” в резервуаре - Fp).

Для определения Jп использовались данные И.С. Бронштейна, Н.Н. Хазиева и Л.И. Савельевой по изучению процесса испарения бензина при различной величине негерметичности затвора плавающего покрытия в модельном резервуаре, а также при различном времени хранения бензина.

Автором показано, что величина Jп может быть выражена как mвозд.

С Jп =, (19) Fp (1 - С) где mвозд – масса воздуха в ГП емкости в рассматриваемый момент времени;С - скорость изменения массовой концентрации углеводородов в газовом пространстве, определяемая для условий проведения экспериментов по эмпирической формуле С 5 cs Dм М e-1,18Fo = ; (20) {Hгп (3,77 + е-1,18Fо)[1+ С (М -1)]} Нгп – высота газового пространства в резервуаре; Fo – безразмерное время.

По аналогии с исследованиями, выполненными в главе 3, для описания процесса массоотдачи через зазор между понтоном и стенкой емкости нами предложено использовать Kt – критерий.

В результате обработки данных, полученных с применением формул (19), (20), установлен вид искомых критериальных уравнений:

,53 10-6 -3,19 Sc8,36 при C Cs 0,Ktп = (21) - exp(38,8 - 0,8 + 4,5 Sc - 4,3) при 0,25 < C Cs 0, Формулы (21) впервые устанавливают количественную связь между массоотдачей и площадью зазоров между затвором понтона и стенкой резервуара. Среднеквадратичная погрешность расчета величины Ktп по ним в интервале 0 < C Cs 0,85 составляет 24,6%, что практически совпадает с погрешностью считывания и аппроксимации экспериментальных точек с графика, приведенного в работе И.С. Бронштейна, Н.Н. Хазиева и Л.И. Савельевой.

Из предыдущих исследований других ученых известно, что на эффективность применения понтонов влияют следующие факторы: коэффициент оборачиваемости резервуаров; качество затвора понтона, характеризуемое коэффициентом его герметичности, уровень взлива бензина и номинальный объем резервуара. Влияние этих же факторов изучали и мы, используя в качестве характеристики качества прилегания затвора к стенке величину доли открытой поверхности бензина. Кроме того, дополнительно было изучено влияние на сокращение потерь бензина при применении понтонов таких факторов, как район размещения резервуара, температура начала кипения бензина и время года. Первый из факторов учитывает влияние интенсивности солнечной радиации, второй – склонность бензина к испарению, третий – роль температурного фактора.

В результате проведенных исследований сделаны следующие выводы:

- наибольшая эффективность применения понтонов наблюдается при эксплуатации резервуаров большой вместимости с пониженными уровнями взлива бензина;

- температура хранения на эффективность применения понтонов существенного влияния не оказывает.

В значительной степени эффективность применения понтонов определяется качеством уплотнения зазора между затвором и стенкой резервуара. Чем качественнее уплотняющий затвор, тем меньше потери бензина от испарения.

Но, с другой стороны, более герметичный затвор дороже. Таким образом, налицо технико-экономическая задача по выбору затвора, который был бы относительно недорог и хорошо сокращал потери от испарения.

Ранее данная задача была решена Ф.М. Хафизовым применительно к плавающим крышам. Полученная им формула для расчета оптимальной доли сокращения потерь от испарения справедлива только для резервуаров типа РВСПК, т.к. при ее получении не учитывалось, что над понтонами парциальное давление паров бензина отлично от нуля.

В основу выбора затвора для понтона нами положено условие минимума приведенных годовых затрат, складывающихся из стоимости теряемого нефтепродукта н Gп и приведенных затрат на сооружение и эксплуатацию затвора Кп(н + ), где н - обобщенная цена нефтепродукта; Gп - годовые потери от испарения при наличии понтонов; Кп - сметная стоимость оснащения резервуара понтоном; н - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений; - доля отчислений на амортизацию и текущий ремонт.

Выражая составляющие затрат, получили целевую функцию вида Dр К П = н Gо(1- Sп )+ + (н + ). (22) о Go bз (1- Sп )- gсм Fст n а + з Dр р [Ps - Po (1- Sп )] Её анализ показал, что данная функция имеет минимум при некоторой величине Sп, которую будем называть оптимальной. Взяв первую производную от П по Sп и приравняв полученное выражение нулю, после несложных преобразований получили формулу для определения оптимального сокращения потерь бензина, которое должен обеспечивать затвор понтона:

1 Z0 (P0 Z1 + Ps Z2 ) Sопт = 1- - Z1, (23) п Z2 н G где Z0, Z1, Z2 - расчетные коэффициенты:

Z0 = 2 D2 р (н + ); Z1 = а Dр р Ps - gсм Fст n ;

p з Z2 = bз G0 - aз Dр р P0. (24) В целом же численный анализ формулы (23) показал следующее. Общей закономерностью является увеличение величины оптимального сокращения с помощью понтонов по мере повышения коэффициента оборачиваемости.

Объясняется это тем, что с увеличением количества проходящего через резервуар бензина растут и его потери. Поэтому экономически выгоднее использовать более качественные (хотя и более дорогие) затворы. По той же причине увеличивается величина Sопт при увеличении номинальной вместимости реп зервуаров и среднегодовой температуры бензина.

При низких коэффициентах оборачиваемости, небольшой номинальной вместимости резервуаров и среднегодовой температуре бензина затраты на сокращение потерь бензина себя не окупают. Данные результаты получены впервые.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 1 Обоснован выбор новых критериев подобия для описания массоотдачи от поверхности бензина в резервуарах типа РВС. Показано, что динамику испарения целесообразно характеризовать с помощью Kt – критерия, позволяющего совместно обрабатывать данные лабораторных и промышленных экспериментов, интенсификацию процесса испарения при опорожнении резервуаров правильнее характеризовать средним числом Рейнольдса при обтекании поверхности бензина подсасываемым воздухом, а интенсификацию испарения бензинов при заполнении резервуаров – комплексным критерием подобия FrRe, в котором впервые используется характерная скорость перемешивания, зависящая от уровня заполнения резервуара.

2 Получены новые критериальные уравнения массоотдачи при операциях с бензинами. От ранее известных они отличаются более высокой точностью:

при хранении бензинов среднеквадратичная погрешность расчета Kt – критерия составляет 26,5 %, при заполнении резервуаров – 6,5 %, а при их опорожнении – 17,4 %. Кроме того, отличительной особенностью полученных критериальных уравнений является возможность их использования в более широком диапазоне изменения модуля движущей силы, а также расходов закачки и откачки бензина.

3 Разработана методика моделирования процессов в газовом пространстве резервуаров, по которой, в частности, могут быть вычислены совокупные потери бензина за заданный промежуток времени без их искусственного разделения на большие и малые “дыхания”. Для оценочных расчетов предложена инженерная методика расчета потерь бензинов, учитывающая динамику их испарения в ходе технологических операций. Среднеквадратичная погрешность расчета потерь по ней при заполнении резервуара РВС 1000 меньше, чем по ранее использовавшимся методикам.

4 Впервые получены критериальные уравнения массоотдачи от поверхности бензина в резервуарах с понтонами, в которых негерметичность затвора характеризуется долей незакрытой поверхности. С их использованием разработана методика прогнозирования сокращения потерь бензина при применении понтонов и показано, что определяющее влияние на это сокращение оказывают номинальный объем, коэффициент оборачиваемости и уровень заполнения резервуаров.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Коршак А.А., Коршак С.А. Массоотдача в емкости с частично открытой поверхностью бензина // Транспорт и хранение нефтепродуктов. – 1998. – №10. – С. 24-25.

2 Коршак А.А., Коршак С.А., Алсынбаев Р.М. К расчету потерь бензина от «больших дыханий» из резервуаров с высокой оборачиваемостью // Материалы Новоселовских чтений. – Уфа: Фонд содействия развитию научных исследований. – 1999. – Вып. 1. – С. 69-72.

3 Коршак А.А., Коршак С.А., Кулагин А.В. Влияние качества уплотнения кольцевого зазора между понтоном и стенкой резервуара на сокращение потерь бензина от испарения // Материалы Новоселовских чтений. – Уфа:

Фонд содействия развитию научных исследований. – 1999. – Вып. 1. – С. 72-75.

4 Коршак С.А. Влияние превышения расхода на потери бензина при «большом дыхании» // Материалы Новоселовских чтений Уфа: Фонд содействия развитию научных исследований. – 1999. – Вып. 1. – С. 76-79.

5 Коршак А.А., Коршак С.А. Экологическая целесообразность применения плавающих покрытий в резервуарах // Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности: Докл. 4-й Всерос. науч.-практ. конф. – СПб, 1999. – С. 404-406.

6 Коршак А.А., Коршак С.А. Эффективность применения плавающих покрытий в резервуарах для сокращения выбрасов паров бензина // Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности: Докл. 4-й Всерос. науч.-практ.

конф. – СПб, 1999. – С. 416-417.

7 Коршак А.А., Коршак С.А. Универсальный метод расчета суммарных потерь от «дыханий» резервуаров // Изв. ВУЗов Нефть и газ. – 1999. – №4. – С. 85-87.

8 Коршак С.А. О целесообразности применения понтонов в бензиновых резервуарах // Наука и технология углеводородных дисперсных систем: Материалы 2-го Междунар. симп. – Уфа, 2000. – Т.1. – С. 234-235.

9 Коршак С.А. Исследование эффективности применения плавающих покрытий в резервуарах методами моделирования на ЭВМ // Нефть и газ Украины – 2000: Материалы 6-й Междунар. конф. – Ивано-Франковск, 2000. – Т.3. – С. 18.

10 Коршак С.А. Метод расчета суммарных потерь от «дыханий» резервуаров // Научно-технические достижения в газовой промышленности. – Уфа: Издво УГНТУ, 2001. – С. 286-288.

11 Тугунов П.И., Новоселов В.Ф., Коршак А.А. и др. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов. – Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2002. – Гл. 10. Оценка фактических потерь нефти и нефтепродуктов. – С. 359-423.

12 Коршак С.А. Критерий подобия для описания процессов массоотдачи в резервуарах длительного хранения нефти и нефтепродуктов // Транспорт и хранение нефтепродуктов. – 2002. - №10-11. – С. 27-28.

13 Шаммазов А.М., Коршак А.А., Кулагин А.В. и др. Расчет потерь бензинов от испарения из резервуаров типа РВС и РГС: Учебное пособие. – Уфа:

Изд-во УГНТУ, 2003. – 66 с.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»