CC BY
17
Из-за большого сходства между изображениями для скорости потока 80, 120 и 160 км / ч, отображение полученных значений ограничиваются табулированием. Все результаты, касающиеся силы и коэффициенты показаны в следующей таблице 1.
Таблица 1. Сравнительные результаты
Скорость воздуха в аэродинамической трубе 80 км / ч 120 км / ч 160 км / ч
Площадь лобовой поверхности модели автомобиля (Дано) 1774 м 2 1774 м 2 1774 м 2
Тяговая сила воздуха 200,08 N 445,89 N 791,73 N
Подъемная сила Флорида 158,85 N 358,42 N 644,42 N
Коэффициент сопротивления CD 0370 0367 0367
Лифт Коэффициент С1 0294 0295 0298
На основе изученных значений сил и коэффициентов, полученных из аналитического и CFDмоделирования, можно сделать вывод, что изменение геометрии модели вносит существенный вклад в изменение значений сил и коэффициентов. Показано, что на основе упрощенной модели и точной настройки характеристик, связанных с моделями физики и сети, программное обеспечение CFD может достичь требуемой точности. На этом уровне тестирования аэродинамической модели показали свои положительные стороны упрощения, но если бы был введен детальный анализ отдельных компонентов или моделирования частей кузова автомобиля, то результат должен быть поднят на более высокий уровень детализации. Три указанных скорости являются основной скоростью безубыточности, при которой можно ясно увидеть все вышеперечисленные явления через силу и коэффициент, на основании которого мы можем сделать дальнейший анализ. Кроме того, пакеты программ, которые представлены в этой статье, и их сложность свидетельствует о том, что все они очень требовательныксебе с точки зрения работы. В данной статье представлена лишь малая частьреальных возможностей программного обеспеченя CFD, которое требуют очень долгого и трудного обучения и подготовки. Можно сделать вывод, что данное программное обеспечение, которое реализовано на операционной системе Windows, позволяет многократно удешевить работу дизайнерови безусловно, является одним из самых современных методов проектирования и строительства.
Список литературы
1. Аэродинамический анализ с cfd // AERODYNAMIC. [Электронный ресурс]. URL: http://www.aero-analiz.ru/ (дата обращения: 29.05.2018).
2. Волков В.С., Ильинов В.А., Глазков В.И., Козлов В.Г. Шумоизоляция автомобилей noise isolation of cars // 67-ая студенческая научная конференция «молодежный вектор развития аграрной науки», Воронеж, 01 марта-08 июня 2016 г. С. 184-188.
3. Вяльмисов В.О., Войнов А.А. Аэродинамика автомобиля // инновации технических решений в машиностроении и транспорте сб. II Всероссийской научно-технической конференции для молодых ученых и студентов с международным участием. Пензенский государственный университет; Межотраслевой научно-информационный центр. 2016. С. 41-45.
АНАЛИЗАТОР СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ УСТАНОВКИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРЫ Троценко Б.Ю.
Троценко Богдан Юрьевич — магистрант, кафедра автоматизации и управления, Астраханский государственый технический университет, г. Астрахань
Аннотация: в данной статье рассмотрено решение для идентификации и мониторинга
хвостовых газов, современных установок извлечения серы по методу Клауса.
Выявлена и обоснована необходимость применения поточного анализаотра в технологическом
процессе.
Ключевые слова: Клаус, мониторинг хвостовых газов, извлечение серы, анализатор.
50
Технологический процесс Клауса, кажущийся на первый взгляд простым, на самом деле является гораздо более сложным. Основное его отличие от других установок нефтеперерабатывающего или газового производства - это то, что в отличае от очистки и переработки углеводородов, он представляет собой хичический процесс. Чтобы определить требования к системе управления, необходимо понимание основ данного процесса. Для внедрения передовых технологий управления процессом, необходимо знание как аналитических методик, так и мехонизмов технологического процесса.
Предлагаемое далее обсуждение основывыется на опыте, накопленном в процессе развития аналитических технологий и программах проверки технологического процессв установок Клаус по выроботке серы, а так же в процессе применения и усоверщенствования данных технологий и программ - исследования проводились на нескольких месторождениях. Основы химического и конфигурация технологического процесса
Основной процесс Клауса заключается в выделении одноэлементной серы в результате простой одноступенчатой реакции частичного окисления Н2Б в присутствии катализатора:
Н2Б+/2 02^//Х Бх+ И20 (1) В следствии того, что рекция является экзотермической, то без перегрева катализатора можно обрабатывать только очень малые объемы газа. Большой прогресс был достигнут в 30-е годы - реакция разделена на две ступени. Первая ступень - окислительная реакция У 3 H2S с выделением Б02 в потоке реактора, за которой следует второй этап, когда H2S вступает в реакцию с SO2 при более низких температурах в присутствии катализатора:
3Н2 +3/2 02 ^ SO2+2H2S Н20 (2) 2 Н2Б+ Б02^3/х Sx+2 Н2О (3) Этот двухэтапный процесс формально рассматривался как измененный процесс Клауса и является процессом, который обычно используется для современных установок извлечения серы.
п
Рис. 1. Блок-схема Клауса
Параметры управления
Как при любом химическом процессе, наиболее важным аспектом работы установки серы является обеспечение четкого стехиометрического соотношения вступающих в реакцию веществ. Дефицит любого из реагентов будет ограничивать превращение другого. В случае с установкой серы, управление осуществляется посредством регулировки соотношения общего объема воздуха (О2) к общему объему кислого газа (И^) на установку Клаус.
Цель стратегии управления - обеспечить, чтобы при данном расходе кислого газа в расположенные далее по потоку конверторы поступало правильное соотношение воздуха для поддержания двух частиц H2S на каждую частицу SO2. Это, как показанно в уравнении [1], является предварительными условиями для достижения максимального превращения серы.
Чтобы избежать недопонимания, необходимо отметить, что при обсуждении процесса Клауса используется два определенных соотношения: соотношение воздух / кислый газ относится к количеству воздуха, посылаемого в процесс соответственно расходу потока кислого газа. Соотношение H2S : SO2 (иногда называется соотношением хвостового газа) относиться к соотношению концентраций H2S и SO2 в потоке хвостового газа.
Анализ хвостового газа
Анализ хвостового газа может использоваться для управления установкой извлечения серы. Вещества, представляющие наибольший интерес, это H2S, который используется как индикатор расхода кислого газа, что для эффективной работы установки извлечения серы необходим постоянный линейный анализатор хвостового газа. Установки, который работают без такого анализатора, иногда предпринимают попытки использовать ручные методы контролирования соотношения воздух : кислый газ - например трубки Драггера или аппарат Тутвейлера. Это считается приемлемым только в крайних случаях для маленьких установок (< 10 тонн / сутки). Для любой установки извлечения серы , связанной с нефтеперерабатывающим заводом, строгие ограничения по выбросам не позволяют использовать ручные методы как реальный вариант. Для анализа хвостового газа и проверки контура альтернативы нет.
Предлагаемое решение
Оптимальным принципом детекции при анализе хвостового газа установок извлечения серы считается ультрофиалетовая спектрофотометрия (ЦУ). Основные компоненты хвостового газа (N2, С02 и Н20) не поглощают ультрофиолетовое излучение средневолнового диапазона, а интересующие нас виды имеют относительно высокую поглощательную способность.
Таблица 1. Молярная абсорбционность серных видов
Длина волны (нм): 228 280
Используемая для исмерения: H2S SO2
H2S 140 0
SO2 60 205
Sv 4785 2722
COS 74 0
CS2 43 0
Из Таблицы 1 видно, что Sv активно поглощает при длинах волн, используемых для измерения H2S и SO2. Поскольку хвостовой газ насыщен Sv при температуре на выходе с конечного конденсатора (от 130 до 150 °С, от 266 до 302 Т) и часто содержит жидкую серу в виде паров, анализ для 2 процентов H2S и 1 процента SO2 включает потенциально высокую интерференцию Sv.
Идеальным местом для установки анализатора является точка выше места соединения линии пробоотбора с технологическим трубопроводом, с тем чтобы если будет происходить конденсация серы, она стекала обратно в технологическую линию. Все компоненты анализатора, через которые проходит проба, должны обогреваться с помощью электричества. Анализатор по потребности в воздухе должен помещаться в надлежащем утрытии, достаточно большом для свободного доступа оператора и персонала техначеского обслуживания.
Анализатор - это сложный контрольно- измерительный прибор с большим количеством подсистем, который должен находиться под постоянным контролем. Окружающий воздух внутри установки Клауса и вокруг нее неблагоприятен для электронных компонентов, и обычный корпус КИП не обеспечивает необходимой защиты. Обычно анализатор хвостового газа можно устанавливать в одном укрытии вместе с другими КИП, такими как анализатор дымового газа или пульт управления системой обнаружения газа.
Анализатор модели 900 производит точный анализ хвостового газа, который используется для контроля концентрации в воздухе кислого газа, осуществляемого в технологических процессах извлечения серы. Этот анализатор обычно используется в процессах дегазификации серы. Рассчитан на эксплуатацию в среде повышенной влажности и температуры, при условии обеспечения должной очистки помещения может применяться в условиях повышенной опасности.
Анализатор модели 900 работает на основании метода абсорбционной спектрографии ультрафиолетового диапазона. Молекулы вещества поглощают свет определённой длины
волны. На основании закона Бера-Ламберта, можно сделать вывод о концентрации молекул в образце на основании величины поглощённого ими света.
• предназначен для применения в горячей / влажной среде
• может применяться во вредной среде при соответствующей продуванием корпуса
• микропроцессорное управление
• многокомпонентный анализ
• автоматическая установка на нуль
Рис. 2. Анализатор хвостового газа АМЕТЕК модель 900 (вид снаружи)
Рис. 3. Анализатор хвостового газа АМЕТЕК модель 900 (вид изнутри)
Список литературы
1. Мишин В.М. Пререработка природного газа и конденсата.
2. Вяхирев З.И. Российская газовая энциклопедия. Большая Российская энциклопедия, 2004 г.
3. Чернавский С.Я., Эйсмонт О.А. повышения эффективности газовой отрасли России.
4. Компания «АМЕТЕК». Поточные анализаторы для различных газов.
