Моделирование работы испарителя блока огневой регенерации гликоля

UDK: 622.279.8:681.518

DOI: 10.24887/0028-2448-2026-2-57-62

Ключевые слова: регенерация гликоля, горелка, деформация, сопряженный теплообмен, CFD-моделирование, испаритель, осушка нефтяного газа

Авт.: Ю.В. Жильцов (Филиал ООО «РН-ГИР» в г. Красноярске, ОГ ПАО «НК «Роснефть»); А.С. Новоженов (Филиал ООО «РН-ГИР» в г. Красноярске, ОГ ПАО «НК «Роснефть»); О.А. Голованов (ООО «Харампурнефтегаз», ОГ ПАО «НК «Роснефть»); М.И. Аршинский, к.т.н. (Филиал ООО «РН-ГИР» в г. Красноярске, ОГ ПАО «НК «Роснефть»; Сибирский федеральный университет); А.П. Горохов (Филиал ООО «РН-ГИР» в г. Красноярске, ОГ ПАО «НК «Роснефть»; Сибирский федеральный университет); А.А. Кухленко, к.т.н. (Филиал ООО «РН-ГИР» в г. Красноярске, ОГ ПАО «НК «Роснефть»)

В статье представлены результаты математического моделирования работы испарителя блока огневой регенерации триэтиленгликоля. Построение математической модели выполнялось в несколько этапов. На первом этапе рассчитывались режимные параметры работы блока огневой регенерации гликоля, а также материальный и тепловой баланс отдельных узлов и аппаратов, входящих в блок. На втором этапе с использованием результатов расчета теплового и материального баланса решалась задача сопряженного теплообмена в испарителе. В процессе решения было выполнено моделирование процессов горения топливного газа внутри жаровой трубы, переноса тепла через поверхность трубы из внутреннего в межтрубное пространство и конвективного теплообмена в гликоле. Процессы горения топливного газа внутри жаровой трубы и отвод тепла с поверхности жаровой трубы гликолем моделировались с учетом движения газовой и жидкой фаз. В результате выполнения работы получены карты тепловых полей для камеры сгорания, в жаровых трубах и межтрубном пространстве. Найденное решение задачи сопряженного теплообмена верифицировано сравнением результатов численного моделирования с фактичексими данными. На заключительном этапе работ проведена оценка напряженно-деформированного состояния жаровой трубы. Установлено, что деформационные напряжения в жаровой трубе не превышают предельно допустимых значений при ее нагреве до температуры 410 °С.

Список литературы

1. Жданова Н.В., Халиф А.Л. Осушка углеводородных газов. – М.: Химия, 1984. – 192 с.

2. Варнатц Ю., Маас У., Диббл Р. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих веществ /

Пер. с англ. Г.Л. Агафонова. Под ред. П.А. Власова. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. – 352 с.

3. Peng D.Y., Robinson D.B. A new two-constant equation of state // Ind. Eng. Chem. Fundam. – 1976. – V. 15. – P. 59–64. – https://doi.org/10.1021/i160057a011

4. Аралов О.В., Буянов И.В., Саванин А.С. Оценка надежности разрабатываемых технических устройств с использованием результатов их испытаний // Нефтяное хозяйство. – 2025. – № 2. – С. 72–77. – https://doi.org/10.24887/0028-2448-2025-2-72-77. – EDN: TJBBZR

5. 3D моделирование объектов ПАО «НК «Роснефть» на различных этапах жизненного цикла / А.Н. Авренюк [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2024. – № 8. – С. 34–37. – https://doi.org/10.24887/0028-2448-2024-8-34-37. – EDN: SHFOMA

6. Cheremisinoff N.P., Gupta R. Handbook of fluids in motion. – Boston: Ann Arbor Science, 1983. – 1202 p.

7. ANSYS CFX User’s Guide, Release 2020 R1. ANSYS CFX-Solver Theory Guide section. – https://cfdlectures.com/tutorials/cfxtutorial.pdf

8. Predicting dynamic and thermal histories of agglomerated particles injected within a d.c. plasma jet / F. Ben Ettouil [et al.] // Surface and Coatings Technology Journal. – 2008. – V. 202. – № 18. – P. 4491–4495. – https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2008.04.032. – EDN: LLAVAL

9. Rojas J.R. Numerical Simulation of the Melting of Particle Injected in a Plasma Jet / // Ingenaire. – 2009. – V.17. – P. 299–308. – https://doi.org/10.4067/S0718-33052009000300003. – EDN: PIAVTL

10. ГОСТ Р 34233.1-2017. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования.