Мұнайға серік газдарды утилизациялау кезіндегі ГТҚ - ның өртеу камерасындағы үрдісті басқару жүйесін құру

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 57 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе

1 Технологиялық бөлім . . . 7

1. 1 Газды утилизациялау зауытының қызметі . . . 7

1. 2 Газды турбиналық қондырғының (ГТҚ) циклдері . . . 7

1. 3 Газды турбиналық қондырғының (ГТҚ) жұмыс істеу принципі . . . 10

1. 4 Өртеу камерасының жұмыс істеу принципі мен құрылымы . . . 12

1. 5 Мұнайға серік газдардың химиялық құрамы . . . 16

2 Мұнайға серік газдарды утилизациялау кезіндегі ГТҚ-ның өртеу камерасындағы үрдісті басқару жүйесін құру . . . 18

2. 1 Басқару нышаны ретінде қарастырылатын технологиялық үрдістің сипаттамасы . . . 18

2. 2 ГТҚ-ның өртеу камерасындағы үрдісті басқару құрылымын құру. Жобалау және зерттеу тапсырмасын анықтау . . . 18

2. 3 ГТҚ-ның өртеу камерасындағы үрдістің математикалық аппаратын құру. Программа құраушысының сипаттамасы . . . 22

2. 4 ГТҚ-ның өртеу камерасындағы үрдісті басқарудың зиятты ішкі жүйесін құру. Адаптивті анық емес реттегіштің ұйымдастыру қағидасы . . . 25

2. 4. 1 Тапсырманың мазмұнды қойылуы . . . 26

2. 4. 2 Анық емес лингвистикалық ережелер қорын құру . . . 27

2. 5 Оқу үрдісі . . . 30

2. 6 Өртеу камерасындағы жалынды автоматты түрде тұрақтандыратын

ішкі жүйе құру . . . 31

2. 6. 1 Нышанның статикалық және динамикалық сипаттамаларын анықтау . . . 31

2. 6. 2 Реттегіштің тиімді реттелетін параметрлерін есептеу . . . 34

2. 6. 3 Өтпелі үрдісті құру . . . 36

2. 7 ГТҚ-ның АБЖ-сін құру . . . 38

2. 7. 1 ГТҚ-ның АБЖ-сінің ақпараттық жабдықтауы . . . 38

2. 7. 2 ГТҚ-ның АБЖ-сін ұйымдастыруды жабдықтау . . . 40

2. 7. 3 ГТҚ-ның АБЖ-сінің алгоритмдік және программалық жабдықтау . . . 42

2. 7. 4 Өтпелі үрдісті есептеу алгоритмі . . . 43

2. 7. 5 ГТҚ-ның АБЖ-сінің техникалық жабдықтау . . . 45

2. 7. 5. 1 Техникалық құрал-жабдықтар құрылымы . . . 49

2. 7. 5. 2 Қолданылған аспаптар . . . 50

2. 7. 5. 3 Автоматтандыру сызбасын сипаттау . . . 51

3 Экономикалық бөлім . . . 52

3. 1 ГТҚ-ның АБЖ-н ендірудің экономикалық тиімділігінің негізі . . . 52

3. 2 ГТҚ-ның АБЖ-н ендірудің экономикалық тиімділігі мен

өтелімділік мерзімін есептеу . . . 52

3. 2. 1 Қызметкерлердің төлемақысы (әлеуметтік мұқтаждар аударылымын есепке ала отырып) . . . 52

3. 2. 2 Автоматтандыру құрал-жабдықтары мен аспаптарына кететін шығын . . . 53

3. 2. 3 Басқару жүйесін қолдану кезіндегі шығындарды анықтау . . . 55

3. 2. 4 Қызметкерлер үшін жалпы жалақының жылдық қорын есептеу . . . 56

3. 3 Экономикалық тиімділікті есептеу . . . 57

4 Еңбекті қорғау бөлімі . . . 59

4. 1 Еңбекті қорғау түсінігі. Еңбекті қорғау жайлы ұлттық саясаттың негізгі қағидалары . . . 59

Еңбекті қорғауды ұйымдастыру . . . 60

4. 3 Өндірістік факторлар классификациясы . . . 61

4. 4 Төтенше жағдайдың алдын-алу шаралары . . . 61

4. 4. 1 Апат, өрт, жарылыс және басқа да төтенше жағдайдың себептері . . . 61

4. 4. 2 Өрт және басқа да төтенше жағдай кезіндегі міндеттемелер мен іс-қимылдар . . . 62

Қорытынды

Қолданылған әдебиеттер тізімі

Тақырыбы: «Мұнай газ саласындағы газды утилизациялау процесін автоматтандыру»

Кіріспе

Мұнайға серік газды жинау, дайындау, тасымалдау және өңдеу үшін жаңа инфрақұрылым құру қажет. Бұл мәселе барлық мұнай өндіретін өнеркәсіптердің кезектегі проблемасы. Бұған дейін, тіпті қазіргі уақытта да мұнайға серік газдар факелдерде өртелініп, атмосфераға едәуір зиян келтіруде. Факелдерде өртелінген газдан қоршаған ортаға түсетін зиянды компоненттер адам ағзасының физиологиялық деңгейде дұрыс жұмыс істеуіне, айта кетелік, жүйке жүйесіне, иммундық жүйеге кері әсерін тигізуде.

Экологиялық тұрғыдан мұнайға серік газдарды толығымен утилизациялау - мұнай кеніштерінің орналасу аумағының экологиялық жағдайын жақсарту демесек те, әрі қарай ластануына тосқауыл болатыны кепіл.

Мұнайға серік газды утилизациялаудың 2 бағыты болуы мүмкін:

Энергетикалық.

Көбіне газды утилизациялау осы бағытта жүреді, себебі энергетикалық өндіріс нарықта шектелмеген үлкен сұраныста. Мұнайға серік газ - экологиялық тұрғыдан таза отын болып табылады. Мұнай өндірісіне энергия үлкен мөлшерде қажет және серіктес газды энергия өндіру бағытында қолдану экономикалық тұрғыдан тиімді.

Мұнай химиялық.

Мұнайға серік газды өндіру барысында құрғақ газ, бензин, жеңіл көмірсутектердің кең фракциясы (ЖККФ) бөлінеді. ЖККФ-сы каучук, пластмасса және басқа да мұнай химия өндіріс саласының шикізаты болып табылады.

Өндірістің дамуы қазіргі заман талабына сай жаңа, алдыңғы қатарлы технологияны қолдануы ықпал болмақ. Өндірістің өнімділігін арттыру, кез-келген өндірістік шығындарды азайту, басқару сапасын жақсарту мақсатында жаңа автоматтандырылған басқару және бақылау жүйесін құру қажет.

Дипломдық жобаның басты мақсаты мұнай-газ саласындағы мұнайға серік газдарды утилизациялау, яғни әрі қарай өндіріп қолданысқа жіберу болып табылады. Газды турбиналық қондырғыға (ГТҚ) жіберу арқылы электр энергиясын өндіріп, әрі қарай электр желісіне беру мақсатында жаңа басқару жүйесін құру қажет.

Бұл дипломдық жобаның мақсаты ГТҚ-дағы мұнайға серік газын утилизациялау технологиялық үрдісті автоматтандыру және зерттеу.

Мұнайға серік газды утилизациялау кезінде ГТҚ-ның өртеу камерасындағы үрдісті басқару жүйесі құрылған.

Утилизациялау үрдісі ГТҚ-ның газ-ауалық басқару тапсырмасының шешімдеріне қатаң талап қоюымен ерекшеленеді. Бірақ қазіргі уақыттағы басқару тәжірибелері үлкен нәтижелер бермеді. Сондықтан күрделі нышан үшін жасалған басқару жүйесін құру барысында автоматты басқару жүйесін құру сұрақтарына көп көңіл бөлінді. Жаңа жүйені құру кезінде программалық жабдықтау, айта кетелік, анық емес логиканы қолдану арқылы құрылған. Программалық жабдықтауды келесі тапсырмаларды шешу үшін қолданылған:

- басқару нышанын айғақтау және алынған моделді бейімдеу арқылы басқару тапсырмаларын шешу;

- басқару жүйесінің құрылымын таңдау;

- басқару жүйесінің техникалық құрал-жабдықтарын таңдау және математикалық жабдықтауды құру.

Дипломдық жобада «Құмкөл» кенішінде орналасқан газды утилизациялау зауытындағы ГТҚ-ның АБЖ-сін ендірудің экономикалық тиімділігі мен өтелімділік мерзімін есептеу келтірілген. Еңбекті қорғау және қауіпсіздік техникасы сұрақтары қарастырылған. Қоршаған ортаны қорғау, төтенше жағдайларды алдын-алу шараларына көңіл бөлінген.

1 Технологиялық бөлім

1. 1 Газды утилизациялау зауытының қызметі

«Петро Қазақстан» компаниясының қоршаған ортаны қорғауға бағытталған ең үлкен жобаларының бірі - Газды утилизациялау зауытын құру (сурет 1) .

Сурет 1 - Газды утилизациялау зауыты

2001 жылдың 27 ақпан айында компания басшылар кеңесінде Құмкөл мұнай кенішінде серіктес газды утилизациялайтын электргенератор қондырғысын орнатуға қаржы бөлінген. Құрылыс 2002 жылдың басында басталды. Инвестициялық салым 46 млн. АҚШ долларын құрады. Зауыт жылына 177 млн. м ³ газын пайдаға жаратып, 55 мегаватт электр энергиясын өндіреді. Өндірілген электр энергиясының үлкен бөлігі компанияның объектілерінде қолданылады.

Бұл жобаның ерекшелігі - оның кешендігі, яғни өнімнің құбырдан бастап электр энергиясы айналуға дейін толық, қалдықсыз өңделуі.

Жобаның экологиялық артықшылығына келетін болсақ, газды утилизациялау зауытын іске қосу мұнай өңдіру барысында атмосфераны ластаудың тікелей және жанама факторларын жою.

Газды турбиналық қондырғының (ГТҚ) циклдері

Жұмыс ортасындағы қабылдау және берілу жылуы мен жасалынған жұмысты жылу қозғалтқышының жұмыс денесі (ауа мен өртеу өнімдері), яғни идеал газ деп қарастыруымызға болады. Оның күйін келесі теңдікпен сипаттауға болады:

(1. 2. 1)

мұңдағы - қысым, Па

- 1 мольдің қөлемі, кез келген газ үшін 22, 4 м ³ /моль

- газ тұрақтысы

- температура, К

Молекулярлық массасы болатын нақты газдар мен газ қоспалары үшін:

(1. 2. 2)

- тұрақты көлем мен - тұрақты қысым кезінде идеал газдың салыстырмалы жылусыйымдылығы қысым мен температураға тәуелсіз. Нақты мәнінде температура ұлғаюымен жылусыйымдық қатты өзгермейді, ол газ немесе газ қоспасының құрамына байланысты.

Тұрақты энтропия (изоэнтроптық) процестер келесі теңдікпен сипатталады:

(1. 2. 3)

(1. 2. 1) ескере отырып келесі қатынасты аламыз:

(1. 2. 4)

мұңдағы ,

1 және 2 индекстері - бастапқы және соңғы күйді білдіреді.

Изоэнтроптық процестерді есептеу үшін келесі теңдік ыңғайлы:

(1. 2. 5)

Екі кез келген қималар үшін жазылған орныққан ағынның энергиясын сақтау теңдігі:

(1. 2. 6)

мұңдағы - энтальпия;

- бөлінген жылу;

- жұмсалған жұмыс;

- ағын жылдамдығы.

Жылу алмасусыз жүретін процестер (адиабатиялық, ) үшін жұмыс келесі формуламен бейнеленеді:

(1. 2. 7)

мұңдағы, - толық салыстырмалы энтальпия.

Идеал газ үшін:

(1. 2. 8)

компрессорда жұмсалатын жұмыс,

(1. 2. 9)

турбинада жұмсалатын жұмыс,

(1. 2. 10)

(1. 2. 5) -дан -ны ауыстыра отырып, изоэнтроптық қысу процесінің жұмысын аламыз:

(1. 2. 11)

Ал кеңею процесінің жұмысы:

(1. 2. 12)

мұңдағы, - компрессордағы қысу дәрежесі;

- турбинадағы кеңею дәрежесі.

Қысу кезінде жұмсалынған қуат:

, (1. 2. 13)

және кеңею кезінде жұмсалған қуат:

(1. 2. 14)

мұңдағы - энергия шығыны;

- компрессордың изоэнтропты ПӘК-і;

- турбинаның изоэнтропты ПӘК-і.

Келесі өрнекті интегралдау әдісімен (1. 2. 11) және (1. 2. 12) теңдіктерін алуға болады (орныққан ағын жұмысы үшін) :

(1. 2. 15)

Қарапайым ГТҚ ауа қысатын компрессор, осы қысылған ауа ортасында өртеу камерасында отын өртенеді және турбина өртеу өнімдері кеңеюі жүреді. Кеңею процесі кезінде газдың орташа температурасы қысу кезіндегі ауа температурасынан жоғары болғандықтан, турбина шығынды ескере отырып, компрессор күрекшелерінің айналуына керекті қуаттан да артық қуат өндіре алады. Олардың айырымы ГТҚ-ң пайдалы қуатын береді.

Жұмыс денесі (ауа, өртеу өнімдері) әрдайым жаңарып отырады, атмосферадан алынады, атмосфераға түседі.

ГТҚ-ң ПӘК-і пайдалы қуаттың отын өртеу кезіндегі жылу шығынына қатынасын білдіреді:

(1. 2. 16)

1. 3 Газды турбиналық қондырғының (ГТҚ) жұмыс істеу принципі

Газ турбинасы - біртекті ағымдық қозғалтқыш. Отынды өртеу газдың қысу температурасының ұлғаюына алып келеді. Компрессор ауаны сорып, оны қысып өртеу камерасына жібереді. Осы камераға отын да түседі және оны өртеу нәтижесінде ауа қызады. Осы ыстық ауа турбина бойымен жүріп энергия шығарады.

Газ турбинасы - газдың потенциалдық энергиясы кинетикалық энергияға, кинетикалық энергиясы айналу валының механикалық энергияға айналуы жүретін күш қозғалтқышы. Турбина валы жұмыс машинасымен жалғасқан.

Жұмыс денесінің потенциалдық энергиясының кинетикалық энергияға айналу сипатына қарай турбина активті және реактивті болып бөлінеді. ГТҚ-да жұмыс циклінің 2 түрі қолданылады: тұйықталмаған және тұйықталған.

Сурет 1. 1 - Тұйықталмаған цикл

1-компрессор; 2-өртеу камерасы; 3-газ турбинасы; 4-электр генератор; 5-электрқозғалтқыш; 6-ауа сорабы; 7-сүзгіш; 8-шығу түбекшесі; 9-отын сорабы.

Тұйықталмаған циклде (сурет 1. 1) компрессор тазарту сүзгіші арқылы атмосферадан ауа сорып, белгілі бір қысыммен өртеу камерасына жібереді, сонымен қатар өртеу камерасы сұйық немесе газ тәріздес отын да түседі. Өртеу камерасындағы өртелінген өнімдер мен ауаның араласуы нәтижесіндегі ыстық газ туринаға келіп түседі. Газ турбинасында газдың жылу энергиясы айналу валының механикалық жұмысына алып келеді. Өңделген газ шығу түбекшесі арқылы атмосфераға шығады. ГТҚ-ның жұмысын электрқозғалтқыш іске қосады.

Тұйықталған циклде де ауа - жұмыс денесі болып табылады, бірақ тұйық контурда айналады: компрессор-пеш-турбина-ауа салқындатқыш-қайтадан компрессор т. с. с. Компрессор ауаны жұмыс қысымына дейін қысады, ал қыздыру процесін пеште жасайды. ГТҚ-ны іске қосу үшін электр қозғалтқыш қолданылады, ал контурды толықтыру үшін - сүзгішті ауа насосы мен бекіту вентилі қолданылады. Тұйықталған жұмыс істеу циклі күрделірек болғандықтан басқа да қосымша құрама жабдықтарды талап етеді. Осы циклдің ең басты артықшылығы - кез-келген отын түрін қолдану, яғни қатты түрін де. Тұйықталмаған циклде отынның қатты түрі қолданылмайды.

Жоғары қысымды газ кіріс компрессорлардан коллекторге келіп түседі. Коллектордағы қысымды қысым регуляторы арқылы реттейді. Коллектордағы газ апаттық тоқтату клапаны арқылы отындық газ дайындау бөлімшесіне түседі.

Отынды дайындау бөлімшесі отындық газдың құрамындағы сұйықты бөліп алу, оны әрі қарай сүзу және қажетті температураға дейін қыздыру үшін қажет.

Құрылымға 2 сепаратор, жылуайырбастағыш, реттегіш, бақылау-өлшеу құралдары. Сепараторлар, бірі-бірінің үстіне орнатылған цилиндр тәріздес ыдыстар. Әр қайсысы 2 бөліктен тұрады. Жоғарғы сепаратордың бірінші бөлігінде газдан сұйықты ажырату (сепарация) процесі жүрсе, екіншісінде газды сүзу процесі жүреді. Төменгі сепаратор жоғарғы сепаратордан түсетін сұйықты жинау процесі жүреді. Төменгі сепаратордағы сұйық деңгейін реттетін реттегіштер бар.

Шығыста газдың температурасы 70 ⁰ С болу үшін қыздыру пешінде сүзілген газды қыздырады. Газ температурасын қыздыру пешіндегі жылу тасымалдағыштың ағынын өзгерту арқылы температура реттегішімен реттейді.

1. 4 Өртеу камерасының жұмыс істеу принципі мен құрылымы

Техникалық талаптар мен негізгі көрсеткіштер. ГТҚ-да қолданылатын негізгі отын түрі газ болып табылады. Газдың құрамының көбісі көмірсутектер болып табылады.

Табиғи газдардың құрамында көбіне метан (СН ₄ ) ғана болса, ал мұнайға серік газ құрамы С ₂ Н ₆ , С ₃ Н ₈ , С ₄ Н ₁₀ и С ₅ Н ₁₂ .

Мұнайға серік газдардың құрылымы әртүрлі күрделі молекулалардан құрылған. Әдетте, сутектің салмақтық үлесі 11-13, 5%, ал көміртектің салмақтық үлесі 86-87, 5%.

Көп жағдайда отынның құрамында күкірт, оттегі, азот, ылғал және жанбайтын заттар кездеседі.

Отын жану кезінде жылу бөлінеді, өлшем бірлігі - кДж/кг. Жылу мөлшерін келесі формула арқылы анықтауға болады:

(1. 4. 1)

мұндағы - отындағы ылғал мен басқа да компоненттердің массалық үлесі.

Сутектің қышқылдану кезінде бөлінетін немесе отынның өзінде болатын ылғал өртеу өнімдерінің құрамы сұйық немесе бу түрінде болуы мүмкін. Осыған байланысты төмен және жоғарғы өртену жылуы болып бөлінеді. Соңғысы (1. 4. 1) формуласы арқылы анықталады кДж/кг. ГТҚ-да ылғалды теңгеру мүмкіндігі жоқ, сондықтан есептеу барысында қолданамыз. анықтау үшін 288 К стандартты температурасы қолданылады.

Өртеу камерасындағы үрдістерді есептеу материялық және жылулық баланс негізінде жасалады:

(1. 4. 2)

мұндағы .

Теория жүзінде отынның толық өртенуіне қажетті ауа шығыны қарапайым реакциялардың материалдық балансының молекулярлық және атомдық салмақтары арқылы анықталады, ауадағы оттегінің көлемдік үлесі мен массалық үлесі ескеріледі. Теория жүзінде сұйық отынның өртенуіне қажетті ауа көлемі, м ³ /кг (Т=273К, р=0, 1013 МПа),

(1. 4. 3)

(1. 4. 4)

мұнайға серік газ үшін

(1. 4. 5)

(1. 4. 6)

Ауаның қажетті артықтығымен отынның жану шартын стехиометрлік (сайма-сайлық) деп атайды, яғни ауаның нақты өртеу камерасына түсетін көлемінің теория жүзінде қажетті ауа мөлшеріне қатысын -ауаның артылу коэффициенті. Көбіне кері қатынасты қолданған ыңғайлы (отынның артылу коэффициенті) .

ГТҚ-ның экономикалық тиімділігіне әсер ететін басты факторлардың бірі - өртеу камерасындағы жүретін үрдістің сапалылығы, яғни отынның толығымен жануы мен кедергі (өртеу камерасындағы қысымның жоғалуы) .

Отынның толығымен жануы жылу ПӘК-імен бағаланады. ПӘК-і жұмыс денесіне іс жүзінде берілген жылудың отын жылуына қатысын білдіреді:

(1. 4. 7)

Жоғары калориялық отын, яғни табиғи газ немесе мұнайға серік газдарды қолданғанда салыстырмалы энтальпия үлкен: .

Жану үрдісі. Отын мен ауа қоспасының химиялық реакция ретінде қабылданатын уақыт бірлігінде әсерлесетін затының моль саны тең деп есептейміз:

(1. 4. 8)

реакция уақыты

(1. 4. 9)

мұндағы -const;

- молекулаларды активациялау энергиясы.

Көмірсутекті жану реакциясы үшін активации молекулаларды активациялау энергиясы - 80-160 кДж/(г моль) .

(1. 4. 8) және (1. 4. 9) қатынастары сапалық бағалауға арналған, себебі жану тізбетік механизм болып табылады және атом мен радикал сияқты аралық активті центрлер түзеді. Әрине, бұл центрлер үрдісті күрт үдетеді. Қысымның, көбіне температураның жоғарылауына байланысты реакция ағыны үдейді. Айталық, температура мен уақыт ішінде отынның қышқылдануы 99, 5-99, 8%-бен өтеді.

температура кезінде реакция жылдамдығы ең үлкен болады; кезінде кері реакция жылдамдығы үлкейіп, жанудың аяқталуына кедергі болатын Н ₂ О мен СО ₂ ажырауы байқала бастайды.

Қарапайым жану моделіне сәйкес отынның қышқылдануының химиялық реакциясы жану шебі деп аталатын жұқа қабатта өтеді. Жану шебі ауа мен отынды өртеу өнімдерінің қоспасынан бөледі.

Жалынның пайда болуын және орнықтылығын қамтамасыз ету үшін реакция қажетті деңгейде өте алатын қоспа керек, және реакция барысындағы жылу өртеу өнімдерінің температурасын айтарлықтай көтеруге мүмкіндігі жеткілікті болуы қажет. Жану үрдісінде пайда болған атомдар мен радикалдардың араласуы мен жылуөткізгіштігінің әсерінен көрші қабаттардың қызуына, яғни оларда химиялық реакцияның жүруіне алып келеді. Нәтижесінде жалын шебі қоспа бағытында жылжиды. Жалын шебінің таралуының ең үлкен жылдамдығы стехиометрлік емес, аса байытылған қоспаларда ( ) мәресіне жетеді. ауа мен басқа да әртүрлі жанғыш заттар қоспасы үшін 0, 35-2, 7 м/с-ке тең. Егер қоспа температурасы 370 К-ден 670 К-ге дейін көтерілсе, 5-15 есе үлкейеді.

Турбуленттік ағындарда жалын шебі үздіксіз жұқа қабат емес, көп мөлшердегі ошақтар шашыраңқысы ретінде болады. Оның қозғалысының жылдамдығы айтарлықта өседі. Егер нашар ағатын дене енген ағын бөлігінде ауа ағынындағы жану орнықтылығы күрт өседі, себебі жылдамдық мәні төмен, тіпті теріс болуы да мүмкін. Тиімді қоспа құрамының айтарлықтай ауытқуы - төмендеуі немесе өсуі, ауа артылуы - реакция кезіндегі жылу бөліну мен оның жылдамдығы төмендеуіне алып келеді. Ол шала жану, тіпті жану тоқтап қалуына себеп болады, яғни жалынның ысырылуына алып келеді. Жалынның ысырылуы кезіндегі газ жылдамдығы:

(1. 4. 10)

мұндағы - геометриялық өлшем;

Ауа мен отын қоспасының аса байытылу (отынның көптігі, <<1) немесе аса кедейлену (отынның аздығы, >>1) кезіндегі жыллынның ысырылуы салыстырмалы төмен жылдамдықпен өтеді. Орнықтылықтың ең үлкен мәні (ысырылудың ең үлкен жылдамдығы) стехиометрлікке сәйкес келеді, бірақ қоспаның құрамы аса байытылған (2 суреттегі 1 қисығы) .

Ауа мен отын араласуы кезіндегі жану үрдісінің жылдамыдығына химиялық реакция емес, диффузиондық салмақтасымалдағыш үрдісі кедергі болады. Мұндай жану диффузионды жану деп аталады. Сұйық немесе газтәріздес отын жану бөлімшесіне ұсақ шашыраңқы түрде түседі, және ауамен активті түрде араласа бастайды. Ауа артылуының орташа коэффициенті мен ағын жылдамдығын өзгерту барысында орнықты жану шектері айтарлықтай кеңейеді. ГТҚ-ның өртеу камерасына сай турбуленттік ағын кезінде, қоспа дайындау турбуленттік диффузия нәтижесінде жүреді, ал жалын ұзындығы қысқарады және ағын жылдамдығына тәуелсіз. Жанудың үдеуі мен жалынның ұзындығының қысқаруы ауа мен отын араласу барысындағы ауа артылуына алып келеді.

Диффузионды жану кезінде болатын жалын ысырылуы, жану бөліміне түсетін: 1) отынның көптігі ( <1, қоспаның аса байыту кезіндегі ысырылу) ; 2) ауаның көптігі ( >1, аса кедею кезіндегі ысырылу) ; 3) отын менауның көптігі, ағын жылдамдығы мен араласу жылдамдығын үлкен болуы. Ысырылу алдындағы жалын шебінің қалындауы удеуді тудырады, ал температураның төмендеуі жану реакциясының баяулауын тудырады. Осының арқасында, үрдісті интенсификациялау шегі пайда болады және реакция жылдамдығы ең үлкен мәніне жетеді. Кинетикалық және диффузионды жану кезіндегі жалын ысырылуының жылдамдығының қоспа құрамынан сапалық тәуелділіктері 2 суретте көрсетілген (отын/ ауа қатынасы, 1/ ) .

Сурет 2 - Жану үрдісінің ең үлен орнықтылық шарттары.

1-2 - сәйкесінше кинетикалық және диффузионды жану

Біртекті ауа және отын қоспасының жануына қарағанда, диффузионды жанудың орташа жылдамдығы төмен. Оның ең үлкен мәні тұрақтандырғыштың стехиометрлік қатынастары кезінде қол жеткізіледі, оның орташа мәні - >1. Диффузионды жану кезінде толығымен жану да төмен, себебі отынның бір бөлігі төмендетілген температурамен факелдің сыртқы қабатына түсуі мүмкін. Ауа артылуының орташа коэффициентінің айтарлықтай өзгерісі кезінде ғана толығымен жануды қамтамасыз етеді, бұл аз, бірақ тезникалық жағынан жеткілікті шарт болып табылады (99, 5-99, 9 %-ға дейін) . Бірақ гомогенді қоспаларды өртеу кезінде бұндай өзгеріс мүмкін емес. Температураның мен ауа қысымының төмендеуі, ағынның турбуленттілігінің ұлғаюы, отын тамшыларының диаметрінің ұлғаюы немесе орынауыстырудың нашарлауы орнықты жану диапазонын қысқартады (1. 3 суреттегі нұсқама) .

1. 5 Мұнайға серік газдардың химиялық құрамы

Барлық көмірсутек газдарын шығу тегі бойынша үлкен топқа бөлуге болады:

1. Біріншілік көмірсутек газдары - жер қойнауынан тікелей өндірілетін газдар. Жер қойнауында таралуы және құрамы бойынша олар табиғи және мұнайға серік газдар болып бөлінеді. Табиғи газдарға таза газ кен орындарының газдары жатады. Газконденсатты кен орындарының газдары жер бетіне аз мөлшерде (50-500 г/нм ³ газ) 200-300 ⁰ С-қа дейін қайнайтын ауыр көмірсутектерді (конденсаттарды) шығарады.

Серік газдар - мұнай кен орындарында мұнаймен бірге өндірілетін газдар.

2. Екіншілік көмірсутек газдары - мұнайды өңдегенде табиғи мұнай көмірсутектерінің термокатализдік түрленуі (деструкциялануы) есебінен түзілетін жеңіл көмірсутектер. Бұл газдардың құрамында, әдетте, метаннан пентанға дейінгі көмірсутектер болады, олар қаныққан немесе қанықпаған болуы мүмкін.

Мұнайға серік газдар - мұнайдан пласт қысымын (ондаған МПа) мұнайды дайындау қондырғыларының сепараторлырының қысымына ( ≈1, 0 МПа) дейін төмендету кезінде бөлінетін мұнайдың жеңіл көмірсутектік бөлігі.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.