大型浮顶油罐技术发展

通过对国内外大型浮顶油罐建设情况、主要设计规范、油罐用材料、油罐结构和主要附件形式、我国大型储罐设计施工技术现状以及大型储罐经济性进行比较分析,并结合石油储备库特点,对储备库油罐罐容选择和设计提出了建议。

微内压储罐设计解析

针对微内压储罐设计规范中的公式和概念,从罐顶与罐壁的弱连接结构、罐底部不被抬起的最大内压、抗压环发生屈曲破坏时的压力、设计内压和锚固、通气(呼吸)几个方面解析了微内压储罐设计中遇到的一些问题,如"弱项"结构条件、抗压环塑性失稳临界条件、罐壁将被抬起而未被抬起时的临界压力、储罐锚固、呼吸阀配置等,同时对规范中的一些公式进行了推导和说明,并对GB50341-2003及API 650的一些不同点进行了比较和分析。

一种新型的浮顶油罐紧急排水装置

浮顶油罐紧急排水装置是浮顶油罐上的一个重要的附件,其主要作用是排出浮顶上的超载积水,保证油罐浮顶的使用安全。通常使用罐内水封式的竖管作浮顶紧急排水装置,但其缺点较多,如水封水分蒸发、储液倒流、结蜡条堵塞水封槽等,很容易造成紧急排水装置失效。介绍了一种新型浮顶油罐浮子式紧急排水装置,该装置解决了浮顶普遍存在的紧急排水和储液倒流的难题,保证了浮顶油罐的安全。

大型储罐用网壳顶特点及技术发展趋势

阐述了国内外石油资源储存的重要性及网壳顶存在的必然性,介绍了国内常用的大型储罐用短程线网壳顶与子午线网壳顶的特点及其发展和成果,指出了目前网壳顶技术存在的问题,采用有限元分析可解决大型储罐网壳顶技术的难题,大型储罐用网壳顶的发展趋势是大型化。

成品油管道枢纽站罐容计算方法研究

目前国内成品油管道枢纽站的罐容还没有明确的计算方法,大多参照GB50253《输油管道工程设计规范》中的相关规定进行确定,计算的罐容往往过大,建设用地多,造成工程投资偏高。以兰郑长成品油管道咸阳油库为例,通过对咸阳油库各种运行工况的分析,引用流量差的概念,阐述了一种成品油管道枢纽站罐容计算方法。并和参照《输油管道工程设计规范》罐容计算结果进行了经济对比。对比结果表明:阐述的罐容计算方法经济适用,可用于今后类似成品油管道枢纽站罐容的确定。

20×10~4 m^3浮顶油罐用双盘式浮顶有限元分析

介绍了浮顶油罐用双盘式浮顶结构的有限元模型,主要包括浮顶结构单元选取和边界条件的处理等内容。对处于最危险工况的浮顶进行了有限元计算分析。结果表明,该20×104m3浮顶油罐用双盘式浮顶结构满足规范的相关要求。

挠性软管式浮顶排水装置可靠性分析

针对挠性软管式浮顶排水存在的稳定性差、受旋喷射流冲击影响大等问题,以10万方外浮顶储罐的浮顶排水系统为研究对象,对旋喷射流冲击作用下挠性软管式浮顶排水软管的运行轨迹、软管配重、软管受力和动压控制进行模拟计算。研究确定旋喷开启液位高度应大于5m,挠性软管浮顶排水装置配重比应控制在1:1.5,挠性软管接头最大应力为109.0MPa,运行过程中软管所受旋喷冲击压力值应控制在1000Pa以内,全挠性浮顶排水软管的计算可为浮顶排水软管的设计、安装及其可靠性评估提供技术依据。

大型浮顶油罐的通风设计

根据API2000《常压和低压储罐的通风》和HPIS-G-104《浮顶油罐通风设备标准》的相关规定,结合15×104m3和10×104m3双盘浮顶油罐的通风设计,对浮顶油罐通风设备进行计算分析,并就浮顶储罐通风的有关问题进行探讨。

安全自锁(环锁)型快开盲板

大口径、高压力、高钢级是世界天然气管道的发展趋势,并进一步向超大输量方向发展。目前我国正在开展超大输量管道的研究工作。以新疆北天山气候环境、直径1 422 mm、压力12 MPa的天然气管道为基本条件,分析其配套快开盲板因其结构异形复杂、压力高、直径大、温度低和承受冲击载荷大等面临的技术难题。采用有限元分析与应力测试验证的方法,通过整机低温性能试验和结构优化、材料优化、发明缓冲装置等创新设计,研制出OD1422天然气管道配套2台12.6MPa、DN1550安全自锁型快开盲板,通过性能测试与工程应用,验证了产品的可靠性。

一种新型油罐进油口扩散器的设计

设计了一种新型油罐进油口扩散器。通过有限元分析、经济比选等方法确定了具体的扩散器结构方案,实现了将油罐进油口流体流速降至安全流速(1m/s)以下的目标,解决了因进油流速过高而产生的静电问题,保障了油罐高流量输送的安全运行。

大型非锚固变壁厚外浮顶原油储罐的应力测试

大型原油储罐多为非锚固变壁厚结构,在液压作用下,地基沉降会引起底板边缘板翘曲及壁厚变化处的应力波动等复杂现象。为了研究大型储罐受载后各圈壁板、底板的应力大小及其分布规律,采用电阻应变测量技术对水压试验中10×10~4 m^3的外浮顶原油储罐(直径80 m、罐高21.8 m)进行现场应力测试,得到储罐底板及壁板的应力数据,分析储罐关键部位的应力水平、分布特征及其原因。结果表明:在最高液位下,储罐底板主要表现为径向弯曲应力;储罐壁板根部主要为轴向弯曲应力,随测点高度升高,罐壁在水压作用下发生膨胀变形,主要表现为环向薄膜应力。该研究结果为储罐运行的安全评定提供了参考依据。

管输天然气净化用旋风子的性能与选型

导向叶片式旋风子和切向入口式旋风子广泛应用于管输天然气净化,但针对于不同管输工况条件下旋风子的选型设计一直缺乏依据和指导性意见。通过试验的方法对两种旋风子的性能进行对比。试验结果表明:导向叶片式旋风子较切向入口式旋风子压降适中,处理量大;切向入口式旋风子较导向叶片式旋风子操作弹性强,分离精度高;两种旋风子的总体分离效率都能满足天然气净化的要求。结合国内天然气管道设计特点,输气规模较大的干线站场采用导向叶片式旋风子可获得良好的经济性;输气规模小且输量变化大的支线分输站场采用切向入口式旋风子能获得更好的分离效率。

中俄东线站场用直径1422 mm×1219 mm三通设计

针对中俄东线站场低温环境用直径1422 mm×1219 mm三通设计难题,通过国内外管件标准对标、类似工程调研等手段,从设计温度的确定、材料选择、结构尺寸设计、夏比冲击韧性的制定等方面进行全面研究,确定中俄东线站场管件最低设计温度为-45℃,三通材料选用X80;采用SY/T 0609—2016《优质钢制对焊管件规范》中的极限分析设计方法确定三通原始厚度为57 mm,三通支管端部到主管中心线长度为1090 mm;夏比冲击试验温度确定为-45℃,三通焊缝及热影响区夏比冲击功均值不小于50 J,管体夏比冲击功均值不小于60 J。技术指标的确定为中俄东线站场低温环境用三通制造技术条件的制定提供了依据,新产品的设计制造能力达到了世界先进水平。

12.6MPa、DN1550快开盲板的研制与应用

目前,我国正在开展超大输量天然气管道的研究工作,而快开盲板一直是制约国内油气管道关键设备国产化的"瓶颈"之一。12.6 MPa、DN1 550快开盲板因结构复杂、压力高、直径大、温度低以及承受冲击载荷大等原因,而使得其研制与应用面临较多的技术难题。以新疆北天山气侯环境以及直径1 422 mm、压力12 MPa的天然气管道为基本条件,采用有限元分析与应力测试验证方法,通过整机低温性能试验、结构与材料优化、发明缓冲装置等创新设计措施,研制出2台12.6 MPa、DN1 550安全自锁型快开盲板,并通过性能测试与工程应用,验证了产品的可靠性,为超大输量管道建设提供了技术储备。

中俄东线站场X80异径三通低温韧性指标的确定

针对中俄东线站场低温环境(-45℃)用X80异径三通断裂控制问题,考虑三通的壁厚效应、结构的应力集中等影响,建立含缺陷X80异径三通有限元模型,应用BS 7910-2019《金属结构裂纹验收评定方法指南》和API 579-1/ASME FFS-1-2016《合于使用》中的失效评定方法,计算X80三通管体及焊缝的启裂韧性,通过断裂韧性与夏比冲击功关系式,确定了-45℃下X80三通夏比冲击韧性指标。结果表明:三通焊缝断裂韧性应大于37.79 MPa·m^1/2,夏比冲击功单个最低值不小于32.22 J;三通管体肩部内表面应力强度因子最大,其断裂韧性应大于42.46 MPa·m^1/2,夏比冲击功单个最低值不小于38.85 J。结合国内外管件标准要求,确定了中俄东线天然气管道工程用直径1422 mm×1219 mm的X80异径三通的低温韧性指标。(图5,表3,参19)