Изменения в технологии пульпопроводом
Обновление знаний моделирования, оптимизации и управления потоками пульпопроводом.
ИЗМЕНЕНИЯ В навозной жижи-разгрузочных технологий (SHT) (1) продолжают применяться по всей обрабатывающей промышленности, в частности, в области моделирования трубопровод, а также в дизайн и подбор насосов, взволнованный-шлама сосуды для хранения и онлайн-измерительных приборов. Такое развитие событий, применимых к проектированию и эксплуатации систем с участием обоих трубопроводов на предприятии стойлового содержания скота, передачи и магистральных нефтепроводов навозной жижи. В этой статье рассматривается прогресс в нашем понимании фундаментальных процессов шлама pipeflow, и как таких потоков может быть лучше, моделирования, оптимизации и контроля.
Pipeflow урегулирования шламов
Предупреждение твердые отложения в горизонтальной трубы, поток - Большое внимание по-прежнему уделяется скорости предел депозитных раствора (которую иногда называют "критической" скорости) - или, минимальная средняя скорость раствора в трубе, ниже которой частицы начать оседают на дно трубы и формы складной кроватью. Независимо от того, фактическая скорость ниже или выше этого состояния, условий движения гетерогенных часто происходят, в результате чего потенциальные проблемы блокировки трубы, чрезмерный износ трубы, или неправильного распределения твердых питания определенных операций единицы, такие, как гидроциклонов.
Исследователи из Univ. Ноттингем (Nottingham, Великобритания; <a target="_blank" href="http://www.nottingham.ac.uk" rel="nofollow"> www.nottingham.ac.uk </ A>), были исследования Преимущества вихревой трубы вызывающим технологии с использованием компьютерного моделирования помощь (32). Индуцированного вихрем причин вихревое течение около оси трубы, тем самым подъема частицы концентрируются в нижней части трубы в верхней части, создавая более однородной картины течения. На рисунке 6 показан 3-лопастные дизайн вихрем вызывающим трубы - дизайн, который очень слабо на основе существующих трубки котла. Эта конструкция была использована для первоначального вычислительные модели и физические тесты, и показал преимущества по сравнению с рядом других геометрий, таких, как треугольного сечения с филе радиуса в вершинах, а также другие формы полигональных, в формировании вихря для данного (дельта) П.
Кроме того, проекты новых вихрем вызывающим трубы для частиц жидкости, приносящие близятся к завершению, и они не ограничиваются такими факторами в оригинальной конструкции (например, количество долей, спирали и т.д.). Несколько новых вихрем вызывающим трубы конструкции для частиц жидкости, несущий близятся к завершению в Univ. Ноттингема. Потенциальные преимущества заключаются в следующем:
* Урегулирование частиц в жидкости-носителя могут храниться во взвешенном состоянии при низких скоростях, чем обычно требуется.
* Накачки (примерно альфа-V ^ ^ SUP 3) и накопленные эрозии на критическом участке (около альфа-V ^ ^ SUP 3,5) может, в теории, сократить программу стратегически вихрем индукции с пониженной скоростью труб (33, 34).
* Потери давления в поворотах и фитинги часто можно значительно сократить путем применения вихрем вверх по течению.
* Распределения частиц в стратегически важных точках часто может быть улучшен путем индукции вихрем вверх по течению (35).
Безусловно, такие преимущества приходится платить, а именно: расходы на содержание давлением должны вызывать вихрь. Большое внимание уделяется в настоящее время направлена на эффективное, вихрем вызывающим труб. Swirl могут сохраняться несколько метров вниз по течению от точки индукции. Некоторые датчики (например, одного пути ультразвуковых расходомеров), чувствительны к вихрем, и необходимо позаботиться при позиционировании таких преобразователей на выходе из поворота или специальных индукторов вихря. Swirl вызывающим трубы применяются в нескольких мелких установок (например, 50-мм отверстие трубы) в Univ. Ноттингема и 150-мм диаметром. вихрем вызывающим трубы была применена для потребления центробежный насос на Валсум Майн в Германии. Преимущества меньший износ и уменьшение препятствий не поступало.
Прогноз трения потеря давления - С 1970-х годов, поступательного развития двухслойной модели урегулирования шлама потока в горизонтальной трубы значительно повысить точность прогнозирования потерь давления, а также предоставляет полезные механистический подход к весьма сложным потоком. Кен Уилсон на Univ королевы. (Кингстон, Канада; <a target="_blank" href="http://www.queensu.ca" rel="nofollow"> www.queensu.ca </ A>) и Клифф Шук из Univ Саскачевана ( Москва, Россия; <a target="_blank" href="http://www.usask.ca" rel="nofollow"> www.usask.ca </ A>), совместно с Рэнди Гиллис в провинции Саскачеван исследований Совет (SRC; Москва, Россия; <a target="_blank" href="http://www.src.sk.ca" rel="nofollow"> www.src.sk.ca </ A>), имеют на переднем крае этого развития.
SRC недавно выпустила в 2003 году двухслойной модели, программное обеспечение для прогнозирования фрикционные потери давления в горизонтальной трубы. Программное обеспечение может быть получен только по первым идет очередной курс в SRC (36). Модель предполагает, что навозная жижа течет в горизонтальной трубы состоит из двух гипотетических слоев: верхний слой частиц менее 74 м. и нижний слой, содержащий все размеров частиц в суспензии. Масса и сила балансы для каждого слоя разработаны в предположении, что напряжение трения на стенке для верхнего слоя кинематических (т. е. скорость зависит), и что частицы в контакте с стенки трубы в нижнем слое опыт кулоновского трения (7, 36).
Модель была утверждена на SRC Трубопроводный Испытательный полигон в Саскатуне, Канада, насосные широкий спектр типов шлама через ряд испытаний рециркуляционного петель. Саскатун объекта испытаний представляет собой один из двух крупнейших в Северной Америке, а другой является владельцем и оператором GIW промышленности (Гровтаун, GA; <A HREF = "http://www.giwindustries.com" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.giwindustries.com </ A>).
Междугородные гидравлических транспортировки твердых тел
Многие магистральных нефтепроводов шлама прежнему устанавливается и запускается по всему миру. Наибольшая активность наблюдается в основных районах месторождений полезных ископаемых, таких, как Южная Америка и Австралия. Вот два примера: новый трубопровод 302-км в Перу и 92-километрового трубопровода первого эксплуатацию в Великобритании в 1964, и недавно заменены.
Перуанской медной Антамина и цинкового концентрата трубопровода: трубопровод Антамина в Перу, один из самых длинных минеральных руд пульпопроводов в Южной Америке. Введен в эксплуатацию в июле 2001 (37-39), он несет концентратов меди и цинка, в виде отдельных пакетов, с высоты 4200 м на уровнем моря. Вода партий вставляются между партиями раствора для смягчения возможного перекрестного загрязнения, что требует более сложных операционных процедур, чем трубопроводах с одного вида раствора. Плотностей меди и цинка шламов примерно вдвое больше, чем отделения партии воды, а также условия вялый поток (то есть, частично заполненной трубе) и избыточное давление может развиваться как интерфейсы двигаться по трубопроводу в горной местности. Оба эти условия отрицательно сказываются на целостности трубопровода, но можно предотвратить с помощью регулируемой диссипации энергии (т.е., дроссель) станций и тщательного эксплуатации газопровода (38).
Инновационные технологии подвергались эксплуатации в конструкции трубопровода и эксплуатации, включая использование высоких - давление объемных насосов (23,8 МПа и 3480 фунтов на квадратный дюйм), высокого давления, трубопроводов с высокими полиэтилена подкладки, высокий подпора регулируемый дроссель станций прочного и керамические дроссели. Другие технологии включают в себя отслеживание компьютера и моделирование с участием партии слежения, обнаружения утечек, и тропа из прогноза.
Замена регби Цемент Кенсворт пульпопровод мелом: технико-экономическое обоснование дол - магистральных нефтепроводов шлама была продемонстрирована в 1956 году сводный Уголь строительство 108-километрового трубопровода в штате Огайо. В начале 1960-х годов, развивающиеся технологии был принят регби Цемент ООО (Rugby, Великобритания; <a target="_blank" href="http://www.rugbygroup.co.uk" rel="nofollow"> WWW. rugbygroup.co.uk </ A>), которые построили 9,5 км трубопровода известняка в Тринидаде (1960), 16-километровой линии в Великобритании (1962), и 92-километровой линии мелом навозной жижи с Кенсворт карьер для Регби цементный завод в Великобритании Мидлендс (1964). После 20 лет непрерывной успешной работы, ряд труб очередей, разработанные в трубопровод Кенсворт в середине-конце 1980-х. Впоследствии программа замена труб была начата (40).
В период между 1964 и 1980-х годах коммерческой и жилой застройки произошли вдоль трассы трубопровода Кенсворт, в результате, конкретных методов, были использованы для минимизации потерь продукта из трубопровода, в том числе: применение стоп-плагин методов для окончательного tiein участка 38 км, и изоляции пульпы заполненные статического давления. Использование жидкого азота, вилки были заморожены под воротники в течение двух часов, каждый плагин способен сопротивляться до 500 фунтов на квадратный дюйм.
Тем не менее подлежащий замене 5-км низкого давления участок трубопровода, который проходит через городской местности регби города. Хотя эта труба является относительно коротким, она включает в себя 4-километрового участка положил под основные дороги, а остальные 1 км напичкан канала, речных и железнодорожных переездов. Срок службы трубопровода, скорее всего, подход, 80 лет, после окончательного раздела была заменена. Тем не менее, масштабная замена карьерной техники позволило грубые кремневые и известняка частиц ввести пульпопроводом. Последствия этого были исследованы (41, 42). Речь идет о том, что прогрессивные слои частиц будет происходить в нижней части трубы. Чтобы смягчить эту проблему, регулярно скребками (метод очистки внутренности труб) и онлайн-умный (программные) процедуры инспекции свиньи были введены.
ЛИТЕРАТУРА
1. Хейвуд, Н. И. Остановите суспензии из мутит ". Химреагент Eng. Prog., 95 (9), с. 21-41 (сентябрь 1999).
2. Кассон, N., "Уравнение для потока Пигмент-Ойл" надстройках типографских Тип Реология дисперсных систем ", с. 84-104, Pergamon Press. Нью-Йорк (1959).
3. Браун, Н. П. и Н. Хейвуд, ред., "Обработка навозной жижи: Дизайн твердой и жидкой системы", Публикации Kluwer. Dordrecht, Нидерланды (1991).
4. Steffe, JF, "Реологические методы в продовольственной Технологии", 2, г под ред. Фримен Пресс, Ист-Лансинг, М. И. (1996).
5. Дарби Р., ламинарных и турбулентных течений труб неньютоновских жидкостей, "Энциклопедия механики жидкостей, 7, Co залива Издательское дело, Хьюстон, штат Техас, с. 29-53 (1988).
6. Уилсон, KC Д. Томас, "Новый анализ турбулентного течения неньютоновских жидкостей", Can. J. Chem. Eng., 63, с. 539-546 (1985).
7. Shook, CA и др.., "Трубопроводный гидротранспорт ее применения в нефтяной промышленности Санд". SRC Публикации Нету 11508-IE02 (май 2002).
8. Pienaar В.Г., и др.., "Обзор фрикционных потерь давления при течении неньютоновской жидкости через трубы фитинги," Proc. гидротранспорта 15, Банф, Канада (июнь 2002).
9. Ма, TW, "Стабильность, Реология и приток в трубы, фитинги, Вентури метров концентрированных неньютоновских суспензий", кандидатская диссертация, Univ. Иллинойс, Чикаго (1987).
10. Steffe, JF и др.. ", Перепад давления арматура и оборудование для псевдопластической жидкости в ламинарном потоке", Trans. ASAE, с. 616-619 (1984).
11. Pienaar В.Г., "Non-ньютоновской Фиттинга потери", М. Технология диссертации. Кабо-Техническом, Кейптаун, Южная Африка (сентябрь 1998).
12. Хорсли, РР и JA Reizes, "Влияние Зета потенциала на градиент потери давления для жидкого навоза трубопроводов с различной концентрации шлама," Proc. гидротранспорта 7, бумаги D3 (ноябрь 1980).
13. Хорсли, РР, "Вискозиметр и труб Луп Тесты на золото жижи Slime в очень высокой концентрации по весу и без добавок," Proc. гидротранспорта 8, бумаги HI (август 1982).
14. Хорсли, РР, "Взаимоотношения между дзета-потенциал и потери напора Градиенты для навозной жижи трубе с переменным диаметром труб и объемной концентрации". J. трубопроводов, 3, с. 87-96 (1982).
15. Сикорский, CF и др., "Влияние вязкости Сокращение Химические добавки на Реология навоза и трубопроводного транспорта производительность для различных минеральных суспензии," Proc. от 71 Assn транспорта шлама. Конференции, с. 163-173 (1982).
16. Shook, CA и Дж. Nurkoski, "Влияние некоторых щелочных добавок на вязкость суспензии угля воды", Can. J. Chem. Eng., 55, с. 510-515 (1977).
17. Teckchandani Н., CA Шук, "Влияние последовательность сокращения добавки на угольной жижи Drop давления в трубопроводе," J. Трубопроводы, 2, с. 43-47 (1982).
18. Макиннес, М., "Расследование действию растворителей гидросмеси на Реология Чок жижи," Proc. гидротранспорта 15, с. 375-384 (июнь 2002).
19. Томас Д. и Дж. Sobota, "Влияние добавок на энергетических потерь в трубопроводе из Flyash смесей," Proc. гидротранспорта 15, с. 329-343 (июнь 2002).
20. Хейвуд Н. 1. и JF Ричардсон, "Голова Снижение потерь путем нагнетания газа особо Shear-Разведение суспензий в горизонтальном потока в трубе," Proc. гидротранспорта 5, бумаги CI (май 1978).
21. Фаруки, С. и др., "Drag сокращения путем нагнетания воздуха особо Shear-Разведение суспензий в горизонтальном Pipeflow," Trans. 1. Химреагент Е.. 58, с. 16-27 (1980).
22. Хейвуд, Н. И. Е. Чарльз, "Действие закачки газа по вертикали Pipeflow изобразительных жижи," Proc. гидротранспорта 7, бумаги FS (ноябрь 1980).
23. Хатиб, З. и Ф. Ричардсон, "Вертикаль сотрудничества Текущий поток воздуха и Shear-Разведение суспензии каолина," Клиент. Eng. Рез. Des., 62, с. 139-154 (1984).
24. Dziubinski, М. и Х. Fidos, "Промышленные установки для двухфазной Перевозка карбонизации Грязь," Zuckerindustrie, 117 (8), с. 631-633 (1992).
25. Zey, W., "Putzmeister высокой плотности твердых Насосы: разработка и применение", Putzmeister AG, Германия, стр. 54 (1999).
26. Хейвуд, Н. И., "Интернет-мониторинг потоков жидкого навоза в перерабатывающих отраслях промышленности," Proc. возвышенного `конференции по транспорту и седиментации твердых частиц. Вроцлав. Польша, с. 59-83 (сентябрь 2000).
27. Alderman, штат Нью-Джерси и Н. И. Хейвуд, "Выбор Интернет вискозиметры для навозной жижи применению," Proc. Гидротранспорте 14, Маастрихт, Нидерланды. с. 373-399 (сентябрь 1999).
28. Гринвуд, MS, и др.. ", Интернет Датчик плотности и вязкости измерения жидкости или шлама для управления процессами в пищевой промышленности", 6, ч Conf на пищевых технологий, Айше ежегодное совещание, Dallas, TX (Ноябрь 1999 ).
29. Нгуен, КТ и др.. "Развитие Интернет Реометр Flow," Мин. Тр. и экстремальный металл обзора, 20, с. 75-91 (1999).
30. Хантер, RJ, "Измерение дзета-потенциал в концентрированных промышленных суспензии", коллоидов
31. Хантер, RJ, "Последние изменения в характеристике Электроакустическая коллоидных суспензий и эмульсий", коллоидов
32. Джонс, TF и Дж. Ganeshalingham "На пути оптимального Swirl вызывающим труб," Proc. гидротранспорта 15, с. 457-468 (июнь 2002).
33. Schriek, В. и др. /., "Потенциальные спирально-ребристые трубы для твердых транспорта", МГК бюллетень, с. 84-91 (октябрь 1974).
34. Древесина, RJK и др.. ", Upstream Swirl индукционные по уменьшению ущерба от эрозии суспензии в отводы", верхняя одежда, 250/11-12, с. 771-779 (2001).
35. Raylor, Б. и др.. Ал. ", спирально-Сформированный Трубы улучшить эффективность доставки частиц-Ладена жидкостей," Proc гидротранспорта 14, Маастрихт. Нидерланды, с. 21-29 (сентябрь 1999).
36. Саскачеван исследовательский совет, "пульпопроводом курс" SRC трубе-технический центр (2002).
37. Derammelaere, RH, "Медь / Zinc Перевозчика," Горный журнал (ноябрь 2001).
38. Derammelaere, RH и Г. Шоу, "Медь Антамина и трубопроводного цинкового концентрата Включает в себя передовые технологии," Proc гидротранспорта 15, с. 5-18 (июнь 2002).
39. Kukielski, П. и др.., "Обзор 300-километровая Антамина Концентрат трубопровод," Proc. в lIOt конференции по транспорту и седиментации твердых частиц, с. 409-420 (сентябрь 2000).
40. Клоус, DJ, "Справочная информация, опыт реализации и обновления Замена Данстэбл в регби высокого давления Чок пульпопроводом После 35 лет непрерывной работы," Proc. гидротранспорта 15, с. 19-35 (июнь 2002).
41. Хейвуд, Н. И. и др. /. "Действие шлама и оперативное Переменные режимы течения в регби Цемент 92-километровому трубопроводу Чок жижи," Proc. гидротранспорта 15, с. 739-754 (июнь 2002).
42. Alderman, Нью-Джерси, и др.., "Прогнозирование насоса от давления срабатывания для регби Цемент 92-километровому трубопроводу Чок жижи," Proc. гидротранспорта 15, с. 613-627 (июнь 2002).
НАЙДЖЕЛ I. HEYWOOD
И Нил J. Alderman,
Aspen Technology LTD.
НАЙДЖЕЛ I. HEYWOOD является главным инженером-химиком в Aspen Technology ООО (Близнецы корп. Ферми просп. Харуэлл Международный бизнес-центр, Didcot, Оксфордшир, OX11 oQR, Великобритания; Телефон: 44-1235-448389, факс: 44 - 1235-448230, E-почта: nigel.heywood <a href="mailto:nigel.heywood@aspentech.com"> @ <aspentech.com />). Он консультирует многие широко на навозной жижи обработки процессов и операций и предоставляет услуги по диагностике, чтобы решить проблемы завода. Хейвуд в настоящее время участвует в разработке Aspen Technology в твердых телах технологических возможностей моделирования, включающий целый ряд моделей обработки твердых тел различной точностью уровней в твердом теле обработки тренажера. Он также принимал участие в деле поощрения и развития процесса Руководство Aspen Technology и инструменты процесса. Он имеет степень бакалавра и магистра в области химической инженерии из Имперского колледжа в Лондоне университет, кандидат в области химического машиностроения Univ. Уэльса и Executive MBA из Имперского колледжа. Хейвуд выступает с лекциями по богословию, шлам обработки, обработки сыпучих материалов, перемешивание, и онлайн-измерительных приборов.
NEIL J. Alderman является старшим инженером-химиком в Aspen Technology ООО, где он принимает участие в разработке твердых обработки тренажер и содержание процесса руководства, в том числе новые промышленные Реология технической области. Он предоставляет консалтинговые услуги в реологических измерений и ее применения, и как управляет и лекции на различные курсы процесса инженерной подготовки. До прихода в AspenTech, олдермен проводил исследования в области теологии и поперечным потоком фильтрации буровых растворов на нефтяной скважине, фильтрации и обезвоживания сточных вод и промышленных осадков и загрязнение теплообменных оборудования. Он опубликовал более 80 статей и докладов по этим и другим темам. Олдерман имеет степень бакалавра и доктора в области химического машиностроения Univ. Бат.
