【正文】 年 月 日 系（教研室）主任（簽字） 任務(wù)書批準(zhǔn)日期 年 月 日 教學(xué)院（部、系）院長（簽字） 任務(wù)書下達(dá)日期 年 月 日 指導(dǎo)教師（簽字） 計(jì)劃完成任務(wù)日期 年 月 日 學(xué)生（簽字） 容器組合式油水旋流分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與三維實(shí)體模擬 I 摘要 目前， 采油污水的處理問題 已成為 石油工業(yè)上游行業(yè)經(jīng)常面對的一個(gè)生產(chǎn)性問題 。 (2) 原始數(shù)據(jù) 處理量： 50m3/h；入口含油量： 100~200mg/L；外排凈化水中的含油量 30 mg/L。由于單根水力旋流管的處理能力有限，因 此工程實(shí)際中往往將多根水力旋流管并聯(lián)組合并以類似管殼式換熱器的方式組裝。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 容器組合式油水旋流分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與三維實(shí)體模擬 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 院系名稱： 機(jī)械工程學(xué)院 作者簽名： 學(xué) 號： 070403 20xx 年 5 月 27 日 容器組合式油水旋流分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與三維實(shí)體模擬 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。本人承諾：已提交的學(xué)位論文電子版與印刷版論文的內(nèi)容一致，如因不同而引起學(xué)術(shù)聲譽(yù)上的損失由本人自負(fù)。 密 級 公 開 學(xué) 號 070403 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 容器組合式油水旋流分離器 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與三維實(shí)體模擬 北京石油化工學(xué)院 學(xué)位論文電子版授權(quán)使用協(xié)議 論文《 容器組合式油水旋流分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與三維實(shí)體模擬 》系本人在北京石油化工學(xué)院學(xué)習(xí)期間創(chuàng)作完成的作品，并已通過論文答辯。 本人完全同意本作品在校園網(wǎng)上提供論文目錄檢索、文摘瀏覽以及全文部分瀏覽服務(wù)。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。為了完成含油污水在所有旋流管之間的有效分配以及各旋流管頂部溢流口和底流口液體的有效收集。 (3) 應(yīng)該提交的成果 ① 查閱中文文獻(xiàn)不少于 12 篇、英文文獻(xiàn)不少于 4 篇； ② 開題報(bào)告或文獻(xiàn)綜述； ③ 不少于 2萬字符的英文文獻(xiàn)原件及其翻譯后的 A4 打印件； ④ 設(shè)計(jì)圖紙：手繪 1 張 A0 裝配圖，機(jī)繪全套零件圖； ⑤ 包含全部零 件及其裝配關(guān)系的 UG NX 或 ProE 三維實(shí)體模型； ⑥ 按照校方規(guī)定格式的畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )裝訂本。 在眾多的采油污水單元處理技術(shù)中，基于水力旋流器的離心分離技術(shù)因其占地面積小、無運(yùn)動部件而得到了廣泛應(yīng)用。 以 Cyclotech 公司的 B20 系列脫油型水力旋流器結(jié)構(gòu)為 基礎(chǔ) ， 通過比較與分析， 選出最優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，解決了 有限空間內(nèi)污水在各水力旋流管入口的分配、各水力旋流管溢流口液體的收集和外排等結(jié)構(gòu)布局問題 。s B20 series Deoil hydrocyclone as a starting point, the author pared and analyzed the structure and selected a better structural design to solved the hydrocyclone wastewater inlet distribution within the limited space ,the structure problem of collected liquid of hydrocyclone overflow and outer. Learning from relevant knowledge of heat exchangers’piping means and other sheet design,according to GB 1501998 《 Steel Pressure Vessels 》 ,the author pleted the equipment diameter,wall thickness,diaphragm,seal plates,flanges,saddles and a series of ponents required for the structural design,selected and made strength check. On the basis,the author pleted equipment assembly drawings and drawings of the main ponents by Auto CAD and use the NX UG to simulate threedimensional solid simulation work and NX UG paper work was a reference for design oilwater hydrocyclone separator of containers bined to remove oily water in general domestic manufacturers. Key words: produced water, hydrocyclones, structural design, physical simulation 容器組合式油水旋流分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與三維實(shí)體模擬 III 目錄 第一章 引言 ......................................................... 1 含油污水的處理背景及意義 ........................................ 1 含油污水常規(guī)的處理方法和技術(shù) .................................... 2 國內(nèi)外的壓力容器組合式除油設(shè)備 ................................. 10 本文的工作內(nèi)容 ................................................. 14 第二章 水力旋流管結(jié)構(gòu)的選擇及設(shè)計(jì)方案的論證 ........................ 15 水力旋流管單體結(jié)構(gòu)選擇與設(shè)計(jì) ................................... 15 管束與各腔室布局方案的論證 ..................................... 19 第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................ 32 容器外殼內(nèi)徑及壁厚 ............................................. 32 封頭設(shè)計(jì) ....................................................... 35 壓力容器法蘭設(shè)計(jì) ............................................... 36 開孔及其補(bǔ)強(qiáng) ................................................... 39 容器支座的設(shè)計(jì) ................................................. 41 輔助零件的選擇 ................................................. 42 泵的選擇 ....................................................... 46 焊縫探傷與壓力測試 ............................................. 49 第四章 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析 .............................. 51 計(jì)算機(jī)輔 助設(shè)計(jì) ................................................. 51 技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算 ................................................... 58 第五章 結(jié)論與建議 .................................................. 60 結(jié)論 ........................................................... 60 建議 ........................................................... 60 參考文獻(xiàn) ............................................................ 61 致 謝 ............................................................ 63 聲 明 ............................................................ 64 容器組合式油水旋流分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與三維實(shí)體模擬 1 第一章 引言 含油污水的處理背景及意義 近年來，石油石化行業(yè)已成為我國現(xiàn)代能源及國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，石油在世界能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)很大的比重 ， 特別是海洋石油資源 。 海上采油與海上石油運(yùn)輸?shù)纳鷳B(tài)風(fēng)險(xiǎn) ， 引起 了 世界的高度關(guān)注。 含油 污 水中所含的油類物質(zhì)，包括天然石油、石油產(chǎn)品、焦油及其分餾物，以及食用動植物油和脂肪類。另外，油田其他污水（如：洗井污水，鉆井污水，生活污水等）的混入，使得采油污水的成分更加復(fù)雜。采油污水中一般 90%左右的油類是以粒徑 100μm的浮油和 10～ 100μm的分散油形式存在 ， 另外 10%主要是 ～ 10μm的乳化油， 的溶解油含量很低。油田采油污水一般無機(jī)鹽 的 含量很高，從 幾千到幾萬甚至十幾萬 mg/L，各油田甚至各區(qū)塊、油層都不同。 (5) 部分油田污水含表面活性劑。而外界 對采油污水的處理和回用的要求將 會日益提高。 20 世紀(jì) 60 年代，產(chǎn)生了重力除油流程， 70 年代至 80 年代出現(xiàn)了通過壓力儲油罐、壓力過濾罐的壓力流程，葉輪氣體浮選機(jī)國產(chǎn)化后，浮選流程得到了普遍推廣應(yīng)用。重力除油可以 去除 廢水中的浮油及大部分分散油達(dá)到除油的目的。自然除油可以去除含油廢水中的浮油和分散油，即油珠粒徑為 10～ 100μm。 (2) 斜板除油 斜板除油是基于淺池沉降理論（又稱 “ 淺層沉淀 ” 或 “ 淺層理論 ” ），實(shí)際上就是忽略了紊流、進(jìn)出口水流的不均勻性、油珠顆粒上浮中的絮凝等因素，認(rèn)為油珠顆粒在理想狀態(tài)下進(jìn)行重力分離。斜板除油的方法依然存在不足，上向流水與油珠的運(yùn)動方向一致，下向流水與泥的流動方向一致，因而就造就了處理后的水與分離的油和泥重新混合，發(fā)生二次污染的可能。目前粗?；瘷C(jī)理大體上有 “ 潤濕聚結(jié) ” 和 “ 碰撞聚結(jié) ” 兩種。 “ 碰撞聚結(jié) ” 理論建立在疏油材料基礎(chǔ)之上。其中技術(shù)關(guān)鍵是 粗粒化材料。粗粒化材料還可分為無機(jī)和有機(jī)兩類。目前有一種趨勢就是將粗?；夹g(shù)與斜板除油技術(shù)結(jié)合起來，開發(fā)出聚結(jié)型斜板除油裝備。當(dāng)含油廢水中的乳化油和尺寸小于 粒必須采用化學(xué)方法去除，即向廢水中投加化學(xué)藥劑，破壞膠體顆粒的穩(wěn)定性，使廢水中難以沉淀的膠體顆粒能相互聚集，形成大顆粒后沉淀下來。 Thomas E. 低分子量的有機(jī)胺 ， 特別是季銨鹽處理采油廢水中的溶解有機(jī)物?；瘜W(xué)容器組合式油水旋流分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與三維實(shí)體模擬 5 混凝與其他方法聯(lián)合使用處理采油廢水也取得較好的去除效果。通過收集泡沫、浮油達(dá)到除油的目的。增大油珠直徑，減小氣泡直徑和提高氣泡濃度既可以提高接觸效率，也可提高附著效率，因此是提高出有效