我国覆土式钢制储存容器研究与应用进展

相对于地上储罐,覆土储罐不仅具有更好的环保性和更高的安全性,而且还能节省土地资源,改善厂区地表环境,但是复杂的环境载荷也给覆土储罐的结构设计带来了一系列新问题。综合论述了覆土式卧式钢制储存容器、覆土式立式钢制储存容器和覆土式球形钢制储存容器在我国的应用情况,调查研究了我国覆土式储存容器存在的基础研究不足、缺少成熟的规范、缺少成熟的经验以及投资收益比低问题,总结了我国覆土式储存容器未来的发展方向,以期为我国覆土储罐的理论研究、标准制定和工程应用提供参考。

聚乙烯装置洗涤气密封罐焊缝泄漏原因分析及改进

针对扬子石化聚乙烯装置D-2304洗涤气密封罐罐体与下封头焊缝处泄露问题,通过宏观检查、成分分析、金相检验以及硬度试验等方法对洗涤器密封罐失效进行分析,分析焊缝处焊接残余应力过大、腐蚀性离子Cl^(-)导致泄漏的根本原因,对后期容器更新制造及运行过程水含量的检查给出了相关建议。

储罐内浮盘受力变形的流固耦合数值模拟

为提高浮盘在储罐中的安全性,通过ANSYS Workbench中的ICEM CFD、FLUENT平台,根据三明治夹芯板理论来等效浮盘的蜂窝板结构,同时使用流固耦合的方法研究浮盘在卡盘工况下,液体密度不同、防转装置处于不同位置以及蜂窝的正六边形边长对浮盘受力变形的影响。结果表明:浮盘表面的压力与浮盘的变形量随着液体密度的增大而增加;在一定的范围内,浮盘的总变形量随着防转装置距离浮盘边缘距离的增大呈现先增大再减少的状态;当蜂窝正六边形边长从5 mm增加到40 mm时,浮盘的变形量逐渐增大,在防转装置距离浮盘边缘2.25 m时,浮盘在四周约束的变形量大于在防转装置卡顿下的变形量,大约相差2 cm。可见,通过改变防转装置的位置以及缩小浮盘蜂窝正六边形的边长可以减小浮盘的变形。

球罐缺陷的衍射时差法超声检测分析及判别

对某中厚板球罐焊接接头进行衍射时差法超声检测(TOFD)中发现大量密集显示点状缺陷,排除焊接原因后,通过取样进行低倍检测、金相组织检验分析,确认TOFD图谱显示与母材中存在的条状MnS夹杂物,聚集态的含Nb、Ti的氮化物夹杂物有关,二者大量存在对接头焊接质量产生直接影响。通过调整扫查方式对缺陷位置进行确认,为TOFD检出缺陷的识别与判定提供借鉴。

凝固浴槽的圆形自由射流数值模拟

非溶剂致相分离的干喷湿纺法所制中空纤维膜的微结构与凝固浴的流场结构密切相关。常见的凝固浴流动更新类似于圆形自由射流。该流场结构不仅影响溶液纺丝的稳定性,还影响其分相成膜时的双扩散行为。合适的湍流模型能提高计算的准确性与可靠性,因此采用9种湍流模型来模拟圆形自由射流流动,得到了不同模型下的流体速度分布、起始段长度、湍流动能(k)、卷吸量等参量结果,并与实验值及理论解进行对比分析。结果表明,在k与湍流动能耗散率(ε)中增加了两个附加项(D,E)的Launder与Sharma(LS)模型,对速度分布的预测最准确,轴向无量纲速度平均误差为7.14%,起始段长度与实验值相比平均误差最小为10.7%;Prandtl数σk对水流扩散有较大影响,通过修正σk,能提高LS模型的速度分布预测能力,当σk取0.15时,起始段与主体段的平均相对误差降至2.75%,雷诺数为6378.2条件下的卷吸量预测平均误差为3.57%。因此,在具有圆形自由射流的凝固浴槽数值模拟中,建议采用LS模型。

红外成像技术在化工设备安全监测中的应用与探讨

我国化工行业在国民经济中的重要地位日益凸显,安全事故成为制约其发展的严重隐患。化工生产领域的泄漏事故会造成严重后果,因此建立健全的泄漏监测预警系统具有紧迫性。传统方法在化工设备的监测和故障诊断应用过程中存在一定的缺陷,而红外热成像技术凭借其非接触、实时的优势越来越受到关注。本文详细介绍了该技术的原理,并深入讨论了其广泛应用场景,研究发现该技术在化工设备的无损检测及远程监测方面具有显著优势。

外浮顶油罐浮盘上浮高度对油气扩散的影响

外浮顶油罐的浮盘上浮高度对浮盘上方的油气扩散过程及大气环境污染研究至关重要。以1台20000 m^(3)外浮顶油罐为研究对象,基于计算流体力学理论,采用数值模拟方法,分析了在环境风场作用下外浮顶油罐浮盘上浮高度分别为低液位(5 m)、中液位(10 m)和高液位(15 m)时油罐内壁和浮盘表面的油气浓度分布及油气扩散特性,通过实验验证了模拟结果的准确性。结果表明,随着浮盘上浮高度的增加,油罐内壁油气浓度逐渐下降,浮盘表面油气浓度先降低后升高,油气浓度聚集区域在迎风面与背风面之间扩散转移。同时,随着浮盘上浮高度的增加,环境风场的径向输运对油气扩散的影响增强,导致浮盘表面压差增大并形成不同数量、不同形状的油气扩散通道。

大型覆土式储罐多工况强度可靠性分析

采用计算机仿真分析方法,对两种沉降方式下4种工况的覆土式储罐进行数值仿真计算,得到8种不同条件下覆土式储罐的应力应变分布云图,基于云图结果对储罐许用极限进行预测,同时进行强度与模态计算分析。计算结果显示,最大应力集中于壳体与气室连接处;由仿真模拟结果可得,计算屈服评价指标均小于实际工程要求的许用应力值,表明在8种工况下罐体满足强度要求;模态计算结果表明,覆土工况下的储罐处于稳定状态。

针对低温罐箱流固耦合分析的必要性分析

低温罐箱在运输过程中受各种路况影响易产生罐内介质晃荡,因晃荡产生的动载荷是低温罐箱强度分析的主要载荷之一。为进一步对优化后的低温罐箱进行安全可靠性分析,考虑介质晃动产生的最大冲击力,提取产生最大冲击力时的壁面压力,采用单向流固耦合法对优化后的低温罐箱进行结构应力强度分析。流固耦合法计算出的最大应力仍在固定端筒体,与静力分析平均压强法的计算结果一致,但内筒体最大应力值增加了18.4%,表明流固耦合法较静力分析平均压强法能更准确地预测低温罐箱的受力状况。

10000 m^(3)闲置碳钢储槽储存DMF研究及应用

安阳九天精细化工有限责任公司2套甲胺/DMF装置当前DMF日产量已近400 t,但2台不锈钢储槽DMF储存量只有约2 000 t,产销存矛盾日益显现。基于现有工艺、设备条件及安化园区整体布局等要求,经分析与论证,新建1台5 000 m^(3)以上不锈钢储槽不具备实施条件且投资较高,于是拟改造1台闲置的10 000 m^(3)甲醇储槽(碳钢材质)用于DMF储存,并通过多次论证及完善形成碳钢储槽内部整体除油脱脂、酸洗钝化的最终改造方案。2021年10月底完成全部改造工作后,DMF储存能力达到11 000 t,碳钢储槽内DMF产品色度、铁离子含量、电导率均达到DMF优等品要求,开创了大型碳钢储槽储存DMF的先例,满足了DMF的产销存需求,助力了2套甲胺/DMF装置的长周期、稳定、高负荷运行。

卤离子与温差应力作用不锈钢容器腐蚀与预防研究

为了预防不锈钢容器在卤离子与温差热应力耦合作用下腐蚀穿孔,通过研究卤离子与温差热应力耦合作用破坏机理,探究腐蚀破坏过程。通过深度剖析不锈钢材质氧化釜在卤离子与温差热应力耦合作用下内筒腐蚀穿孔典型案例,验证理论的正确性。结合破坏机理提出用于实践的改进措施,结果表明,同时采用降低温差、避免局部剧烈温差变化和采用内衬组合是预防在卤离子与温差热应力耦合作用下不锈钢容器腐蚀穿孔的最佳选择。

加氢站液氢储罐的压力控制与增压方式探讨

液氢作为储氢介质具有高储氢密度、纯度以及快速充装等优势,被认为是应对未来加氢需求的理想选择。然而,目前中国在加氢技术和液氢储罐压力控制方面与国际先进水平存在差距。文章首先详述了液氢卸车过程中的压力控制方法、液氢储存时的压力控制方法,以及加注时的储罐压力控制方法;其次分别对不同工况下液氢储罐的压力控制目标和关键因素进行了深入讨论,强调了安全、效率和设备可靠性的重要性;最后总结了液氢储罐增压控制的各种方式和需要注意的问题,推荐了罐外安装的增压汽化器的增压方式,并强调了未来需要发展具有回收功能的零排放氢气压力控制系统。整体而言,文章提供了对中国加氢站液氢储罐压力控制技术洞察,为中国氢能基础设施的发展提供了有益的参考和支持。

低碳烷烃无氧芳构化热力学分析及平衡产物分布

进行了低碳烷烃的无氧芳构化反应的热力学计算。计算结果表明,在相同温度下,芳构化反应吉布斯自由能(ΔG)随着低碳烷烃含碳数目的增长而减少,以产物为苯进行计算,低碳烷烃热力学上无氧芳构化自发进行的顺序为丁烷>丙烷>乙烷>甲烷。甲烷芳构化生成甲基数依次增加的苯同系物的反应ΔG差别较大,相同反应温度下,ΔG随着甲基数的增加而增加,生成产物自发进行的顺序为苯>甲苯>二甲苯>三甲苯。ΔG随侧链碳数的增加而增加,生成产物倾向于热力学自发进行的顺序为苯>甲苯>乙苯>丙苯。甲烷无氧芳构化反应的副反应主要为积碳反应和生成小分子的乙烯、乙烷、丙烯和丙烷等反应,其中温度变化对副反应的热力学影响较小。以甲烷作为反应物进行无氧芳构化反应,反应达到平衡状态时,系统中会有多种产物。当不考虑积碳反应时,随着温度的升高,在平衡系统中甲烷含量逐渐降低,氢气含量逐渐升高,表明升高温度有利于甲烷芳构化反应的正向进行。

基于API581的热交换器换热管束最佳更换周期的确定

针对石化企业热交换器换热管束易泄漏、更换周期不明确且估算方法不够科学严谨的问题,基于美国石油学会标准API 581—2016《基于风险的检验方法》,采用经济成本分析方法对某炼化企业一台中压分解器的换热管束进行了检验或更换的决策分析并计算了管束最佳更换周期。结果表明:企业的收益率会关系到检验或更换决策的制定,影响最早检验或更换日期的确定;基于总费用优化计算的管束最佳更换周期为9.5年;非计划停机的风险费用与计划停机的管束更换费用两者差距越大,按管束最佳更换周期进行换热器完整性管理的重要性就越大。

防波板对液氢罐式集装箱罐体结构强度的影响

针对液氢罐式集装箱在公路运输条件下,运载车辆加速、转弯、刹车时会导致内部液体大幅晃动,给罐体结构带来冲击,造成失效等问题,基于液氢罐式集装箱的防波板设置,建立了罐体和内部流体域全尺寸分析模型,分析了防波板、充装率及防波板数量对罐体薄弱位置应力的影响规律。结果表明:未设置防波板时,液体晃动会导致结构的应力水平提高20%;设置防波板可减小液体晃动程度,大幅降低流体冲击压力,最大可降低50%以上;设置防波板可降低由于液体晃动引起的应力增幅,其中3个薄弱位置最高可降低31.9%,52.8%和34.2%,有利于提高结构薄弱位置的使用寿命,并且在罐内均匀设置2块防波板时,对于降低罐体结构应力的效果最佳,是工程设计的优选形式。

基于RBI计算的热交换器换热管束检验策略的制定

根据API 581—2016《基于风险的检验方法》和GB/T 26610.2—2022《承压设备系统基于风险的检验实施导则第2部分:基于风险的检验策略》,介绍了基于RBI计算的热交换器管束检验策略制定的原理,采用DNV挪威船级社Synergi Plant RBI Onshore 5.7风险评估软件,对某化工企业一台热交换器的换热管束进行了工程应用计算,为换热管束定期检验策略的制定提供了依据。

配煤掺烧比例对锅炉运行性能的影响

为了掌握配煤掺烧比例对超临界直流锅炉的性能影响,采用现场试验测量的方法进行摸底试验并提出改进配煤比例的3种方案,探究3种方案下锅炉的运行性能、燃烧情况和性能指标。结果表明:随着A、D磨煤机掺烧比例的增大,宽广负荷下最高锅炉效率减小,锅炉效率最高时对应的负荷有所提高。3种配煤掺烧方案在试验负荷下屏式过热器和末级再热器发生结焦的可能性较小,但超过一定负荷时炉内中上部受热面存在结焦风险。在400 MW以下负荷,采用B磨煤机掺烧50%褐煤,A、D掺烧40%,C、F掺烧10%,对降低企业经营成本效果显著。在400 MW以上负荷,为避免炉膛出口受热面结焦、影响机组带负荷能力,可采用B磨煤机掺烧50%褐煤,A、D掺烧30%,C、F掺烧15%的方案。

高原地区卧式金属储罐热应力规律及解耦测试方法研究

为研究卧式金属储罐在高原地区环境下的热应力分布规律,通过构建罐体热-力耦合模型并获取西宁市某5 d气象数据进行仿真模拟。研究了罐体外壁热应力分布特征,分析了罐体在设定工况下的热应力分布规律并针对罐体热应力提出一种通过S域信号变换的解耦测试方法且对其数值验证。结果表明:在西宁气象环境下,罐体外壁于第3天下午2点达到最高温度为95.9℃,该天下午4点在罐体底面两固定点处产生极值应力1 878.9 MPa;罐体在太阳辐射区和非辐射区分界处存在明显温度梯度和较大热应力;对于所提出的S域解耦测试方法,罐体应力的耦合与解耦数据均方根误差值较小,该方法可根据环境温度、辐射单一工况模拟结果计算得到环境温度-辐射复合环境下的模拟测试结果。

研究除氧器工艺消除“小白龙”

浙江石油化工有限公司450万t/a重油催化裂化装置开工初期除氧水溶解氧一直不合格,严重影响给水管道汽包等设备的使用寿命。本文简述了目前给水除氧的主要除氧方式,分析了采样因素、除氧剂以及除氧器设备本身、操作温度、排气量、运行负荷对除氧水溶解氧的影响,并制订出对应的解决措施。通过更换除氧剂以及增加在线溶解氧分析仪,摸索除氧器最佳的工艺运行条件,解决了除氧水溶解氧不合格以及现场蒸汽“小白龙”噪音大的问题。

低温液氨罐区工艺系统设计

阐述了低温存储的液氨罐区的工艺流程及联锁控制,介绍了立式低温液氨储罐、保压冰机、保安冰机、氨液分离器、液氨加热器等设备的计算方法和选型依据。