本科毕业论文---油气储运工程.doc
《本科毕业论文---油气储运工程.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《本科毕业论文---油气储运工程.doc(34页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、油气储运工程毕业论文题 目:沿海油库海水淡化后浓海水处置技术的研发排海扩散器的设计 专 业: 油气储运工程 29浙江海洋学院本科毕业设计 英文摘要 目录中文摘要I英文摘要1前言11.1 背景11.2 浓海水处理方法11.3 浓海水处理排海工程11.4 本文的工作22海水淡化的尾液影响32.1 浓海水对海洋生态系统的影响32.2 海水淡化厂污染物排放32.3 排放水物理性质变化对海洋生态系统的影响33模型理论43.1 近区模型研究现状43.2 远区模型研究现状63.3 水动力学参数73.4 海洋水动力学状况评价方法74排海扩散器的设计114.1 扩散器结构与要求114.2 扩散器结构概念设计的原
2、理和流程134.3 设计中主要影响因素144.4 孔口出流系数法144.5 动压力水头法及其优化设计程序184.6 六横岛台门海水淡化工程225总结与建议285.1 总结285.2 建议286参考文献29沿海油库海水淡化后浓海水处置技术的研发 排海扩散器的设计 摘要 浓海水处理排海工程就是将海水经过淡化处理的浓海水通过海洋放流管输送到离海岸一定距离、一定深度的强流区域,由海洋放流管尾部的扩散器排放,即充分利用海洋的扩散、降解和自净能力,达到浓海水处理的目的。海水经淡化之后,产生浓盐水尾液,如果它不加处理,直接排放,势必对环境造成严重影响。利用扩散器排放浓海水,能很好的利用自然海域的特点,海域本
3、身的自净溶解能力使浓海水及时得到扩散稀释,达到净化目的。这样,既解决了环保问题,又使处理浓海水尾液成本得以降低。本文从我国水资源的严重缺乏角度,阐述了海水淡化的重要性,进而引出海水淡化之后所产生的浓海水尾液的影响。通过对近些年排海工程理论模型的了解,再对海洋水动力学进行研究,提出一些模拟方法。本文着重阐述如何进行排海扩散器的设计,从结构、要求、设计原理、流程和主要影响因素等多角度考虑,并介绍两种扩散器水力设计方法孔口出流系数法和动压力水头法。在六横岛台门海水淡化工程中,采用T型走向扩散器,通过数值模拟,对轴线流速、浓度及稀释度的沿程变化进行比较,得出结论。关键词 扩散器;浓海水尾液;孔口出流系
4、数法;动压力水头法;T型走向扩散器The coastal depot sea water desalination with the r&d disposal technology,the emissions sea diffuser designYu bangwei(Institute of petrochemical technology, Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316004)Abstract Concentrated seawater discharging project is that seawater through desalin
5、aton by marine discharging pipe deliver to thet coast which is distance from a certain depth of the high current region, discharge by the diffuser of sea discharging pipe rear, or take by the full advantage of the ocean spread, degradation and self-purification ability, so as to achieve the purpose
6、of concentrated seawater. After the water desalinated,then produced the concentrated seawater, if it is not addressed, discharges directly, is bound to have serious impact on the environment. Concentrated sea water discharges by using the diffuser, the use of well characteristics of natural waters,
7、waters dissolve their self-purification ability to dilute the concentration of water diffusion in time to achieve purpose of purification. In this way, not only to solve the environmental problem, but also to deal with the cost of concentrated sea water solution.From the perspective of a serious sho
8、rtage of water resources in China, explaining the importance of desalination, and then leads the generated after the end of solution of concentrated sea water. Through the recent discharge engineering of the theoretical model to understand, and to study the dynamics of ocean water, we give out some
9、simulation. From the structure, requirements, design principles, processes, and the main factors and many other considerations, this article focuses on how to design the diffuser, and describes two methods of hydraulic design of the diffuser-orifice the flow coefficient and the dynamic pressure head
10、 method. The desalination projects of island of Taimen Liuheng, through numerical simulation with T diffuser, compared with the axis velocity, concentration and dilution,then make the conclusions.Key words diffuser;thick liquid water;the flow coefficient method of the orifice;dynamic pressure head m
11、ethod;T toward of the diffuser1前言1.1 背景淡水资源短缺是全球目前面临的主要社会问题之一,解决淡水短缺问题除了传统的节约用水、废水利用、远途调水等方法外,利用现代技术大规模开辟新的水源则首推海水淡化技术。我国是一个水资源严重短缺的国家,人均淡水占有量仅为世界平均水平的1/4。沿海地区经济发达、人口稠密,淡水供需矛盾更加突出。在陆地淡水资源日益短缺的严峻形势下,人们把目光投向了海洋。我国海水淡化技术的研究起步较早,19671969年全国组织海水淡化会战,同时开展电渗析(ED)、反渗透(RO)和蒸馏多种海水淡化方法的研究。1981年建成西沙200m3/d电渗析海水
12、淡化装置;1997年,浙江省重大科技攻关项目“500m3/d反渗透海水淡化示范工程”在浙江省嵊泗县嵊山岛建成投产1;2000年,在国家科技部重点科技攻关项目“日产千吨级反渗透海水淡化系统及工程技术开发”的支持下,先后在山东长岛、浙江嵊泗建成了1000m3/d反渗透海水淡化示范工程;2003年,国家发改委高技术产业化项目“山东荣成日产10000吨级反渗透海水淡化示范工程”一期5000m3/d机组在荣成市石岛建成投产;2004年,国家科技部科技攻关项目“低温多效海水淡化示范工程”,3000m3/d低温多效海水淡化装置在青岛市黄岛电厂建成2。经过近40年的研发和示范,我国海水淡化技术已日趋成熟,为大
13、规模应用打下了良好基础。我国已成为世界上少数几个掌握海水淡化先进技术的国家之一3。目前已建成运行的海水淡化水产量约为12万m3/d,在建和待建的工程规模为38万m3/d。根据国家海水利用专项规划,我国海水淡化能力2010年将达到80万100万m3/d4,2020年将达到250万300万m3/d。1.2 浓海水处理方法世界上常用的浓海水处理方法可分为两大类。一类是直接排放,如排入海洋、地表水、污水处理系统等;第二类将浓海水进行再利用,如地表灌溉、制盐、提取化工原料等5。其中,直接排放投资少、效益高,但其处理不当会对环境造成严重污染,故一般采用扩散器来加速浓海水的稀释,达到保护环境的作用。1.3
14、浓海水处理排海工程浓海水处理排海工程就是将海水经过淡化处理的浓海水通过海洋放流管输送到离海岸一定距离、一定深度的强流区域,由海洋放流管尾部的扩散器排放,即充分利用海洋的扩散、降解和自净能力,达到浓海水处理的目的。排海工程的规划、设计、施工、运行,在国外已有几十年的历史。早期建造的排海工程一般只是一条简单的放流管,末端开口,不带扩散器,排放的污水也不经过任何预处理。至上个世纪20年代,排海工程开始在放流管的末端增加了一段带有多孔的扩散器,而且也逐步开始了排海前的预处理。例如,建于1925年的英国Heng istbury污水排海工程安装了一个有6个喷孔的扩散器。利用多孔扩散器将污水分散排放更有利于
15、污水与海水的混合,它通过其喷嘴将浓海水射入环境水体,是一种用来增强污水与环境水体掺混稀释能力的工程措施。合理地设计扩散器可使射出的浓海水在较小范围内获得高倍数稀释,并可以提高稀释效率,降低局部海区的污染程度,避免形成稳定的浓海水场,便于浓海水的进一步输移扩散。这样既充分利用纳浓海水体的环境容量和自净能力,显著减少浓海水处理费用,又保证环境目标的实现6。1.4 本文的工作本文应用数值模拟的方法对海水淡化浓海水尾液排放过程进行研究,预测污染物对环境可能造成的影响范围和程度,针对浓海水尾液,设计出合理的扩散器形式,并提供可行的减轻不良环境影响的措施,为管理部门提供决策依据,为开发工程的环境保护设计提
16、供科学依据,为作业者实施完善的环境管理措施提供可操作依据,对沿海社会、经济的可持续发展也有着较为重要的现实意义。2 海水淡化的尾液影响海水淡化可为内陆地区节省更多可以利用的淡水资源,这对于长远解决我国水资源短缺问题具有战略意义。但在大力发展海水淡化事业的同时,也不可避免地带来海洋生态环境问题。海水淡化厂排放的浓海水及其所含的污染物(重金属、化学添加剂等)以及物理性质(如温度、密度)的变化,如未经适当的处理而直接排放入海,将对海洋生态环境造成相当的冲击。2.1 浓海水对海洋生态系统的影响海水淡化厂排放的浓海水的盐度一般是取用海水的2倍7。若这些浓海水排放方式不当,将导致排放海域盐度的升高。以胶州
17、湾为例,按海水淡化水产量20万m3/d、胶州湾海水交换周期为60天计算,若产生的浓海水全部排入胶州湾,则胶州湾的平均盐度将每年上升约0.3个盐度单位,30年后胶州湾的平均盐度将超过40,与死海的盐度相当。盐度的升高会改变海洋生物本身体液与其生活环境海水中渗透压的平衡,从而降低海洋生物的繁殖力(主要是幼虫和幼仔),甚至使其灭绝。研究发现许多类海洋生物的呼吸及排泄能力,都与其周遭环境的盐度有密切的关系。有些海洋生物被称为狭盐性,因为它们仅能在一个狭窄的盐度变化范围内保持其体液与周围环境间渗透压的平衡。而能忍受环境中较大盐度变化的海洋生物,则被称为广盐性。有些海洋生物虽然在盐度增高至某一程度时仍能生
18、存,但其细胞的增殖能力却已大为减低。此外,由于底栖生物无足够的移栖能力,因此浓海水排放对排水口附近的底栖生物的影响尤其严重。2.2 海水淡化厂污染物排放海水淡化厂排放水中污染物来源主要有两类:一类是化学添加剂,如生物杀灭剂(通常为氯气或次氯酸钠)、抑垢剂(通常为聚磷酸盐)、防沫剂、防蚀剂、酸洗剂等;另一类是由管路腐蚀产生的毒性重金属,如Cu、Ni、Mo、Cr、Zn等。研究表明,以上这些污染物都会对海洋生态系统产生危害。以生物杀灭剂氯气为例,多级闪急蒸馏法排放水中游离氯含量一般在(0.2 0.5)10-6,若按淡水/排水(含冷却水)比19来估算,一个10万m3/d的淡化厂排放游离氯量为18045
19、0kg/d。虽然稀释作用和降解作用会降低接受水体的游离氯浓度,但即使很低的游离氯浓度也会对海洋生物产生毒害作用。首先,游离氯是一种高效的生物杀灭剂(这也是作为海水淡化生物杀灭剂的原因);其次,游离氯与海水中的有机物发生化学反应,产生若干有致癌作用或毒害作用的卤化物。美国国家环保局规定海水中游离氯不得超过0.01310-6(短期)和0.007510-6(长期)。另外,在浓海水中浓度最大的重金属是铜,其含量比自然海水高12个数量级8。2.3 排放水物理性质变化对海洋生态系统的影响排放水物理性质的改变主要有两点:温度升高和密度增大。排放水密度的增大主要影响接受水体的物理性质,由于浓海水的密度大于自然
20、海水,其入海后易于沉降在水底,阻碍了海水的垂直混合,并在排水口附近形成高盐沙漠。而排放水温度的升高(尤其是蒸馏法)则直接影响海洋生物的生长和繁殖。大部分的海洋生物都是在一定的温度范围内生长和繁殖,温度的改变会影响海洋生物的生理机能,并影响其产卵、生长及幼虫孵化能力。此外,排放水温度的升高将导致接受水体溶解氧含量的降低,而间接对海洋生物和水质产生不利影响。3 模型理论3.1 近区模型研究现状国内外对城市污水海洋处置工程近区的稀释扩散规律的研究已有较长的历史,与污染近区有关的射流理论也由规则边界中静止环境内的平面与单孔射流向复杂流动中的复杂射流发展,如横流、分层流、浅水域射流,潮汐流中的多孔射流、
21、表面射流、旋动射流等。射流是指一般流体从各种排放口或喷口流入周围环境流体,并同其发生强烈混合的流动状态。根据射流的形成可将射流分为三种:喷口处初始动量对流动起支配作用的射流为纯射流或动量射流,由于喷口处流体与环境流体的密度差产生的浮力作用形成的射流为羽流和卷流,而浮射流则是即受动量作用又受浮力作用,同时具有射流和羽流特性的一种射流。射流的基本特征就是由于射流与周围环境流体之间速度差形成的卷吸和掺混,使射流断面不断扩大,射流流速沿程减小,浓度或温度降低。目前,射流理论被广泛的应用在水利、航空航天、环保、冶金、化工、交通、矿山等多个领域。浮射流是环境水力学和流体力学近年来的重要研究对象。从上世纪2
22、0年代开始研究无限空间同类流体中等密度自由紊动射流理论以来,国内外学者进行了大量有关浮射流的研究工作,使浮射流理论有了较大的发展。浮射流特性研究的目的主要是在于确定它的稀释度、射流轴线的轨迹、射流扩展的范围和射流中流速的分布等。对于变密度、非等温和挟带有污染物质的射流还要确定密度分布、温度分布、和挟带物浓度分布。研究方法主要有物理模型和数学模型两种。3.1.1 物理模型物理模型即根据水力相似性原理,采用将原型缩小到一定比尺后进行污染物排放物理实验,通过实测数据分析污水经排放口出流后浮射流的行为特征,从而得到描述其运动规律的经验半经验公式。量纲分析是物理模型常采用的方法,通过分析影响射流运动的诸
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 本科毕业 论文 油气 储运 工程
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【胜****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【胜****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。