海洋平台是海洋油气发掘的基础,燃烧臂又称火炬,它是海上钻井和石油生产平台用于处理废气和废油的重要设备。燃烧臂系统需要肩负环保、安全和稳定生产三个主要作用。海上石油钻井平台上的燃烧臂具有高温、高压等特点,所以对其安全性、环保性和稳定性的要求都很高,但是由于国内对燃烧臂系统研究和开发起步较晚,包括燃烧器在内的重要设备需要购买国外的产品,所以燃烧器的国产化尤为重要。本文目的是对燃烧器内部流场、原油雾化与燃烧进行模拟分析,为燃烧器的国产化研究以及结构优化提供参考。1.本文对油井测试产液的产生以及测试产液的处理方式,测试产液中原油的燃烧处理流程以及其中所涉及的相关重要设备进行介绍。2.对计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)求解流程以及在本文中所使用的湍流、二相流、雾化、燃烧等模型和相关计算原理进行介绍。3.对燃烧器内部流场进行三维建模以及网格划分,并对网格无关性进行分析。利用控制变量法得到压缩空气流量和燃油比重对燃烧器内部混合器流场的影响以及获得燃烧头在出口区域原油与压缩空气混合组分的雾化锥角。4.对原油燃烧头雾化喷射流场模拟,以确定压缩空气流量对原油雾化粒径、流场分布的影响。5.根据API 521油气田泄压减压系统指南对火炬长度与直径进行理论计算;将CFD仿真值、理论值与经验值进行对比,以获得侧向风对火炬燃烧形状的影响。