TNT当量法在地下窨井空间天然气管道泄漏爆炸破坏研究

城市地下天然气管道在日常运行中存在泄漏爆炸风险,爆炸伤害波及范围作为评价爆炸影响效应、确定安全距离的关键指标,是城市天然气管道设计的重要参考依据。为准确推算泄漏燃气扩散至地下窨井空间后燃气爆炸所产生的破坏范围,通过TNT当量法建立数学模型,根据天然气泄漏到燃气检查井、水网窨井等密闭空间的天然气体积值,研究了燃气爆炸后的破坏范围。研究表明:以某城市生命线项目地下天然气管道节点数据为背景,对爆炸预测分析模型进行测试和验证,得出了天然气管道窨井、水网窨井爆炸的死亡半径、重伤半径、轻伤半径以及财产损失半径,研究结果为地下窨井空间天然气管道泄漏爆炸事故应急预案制定和应急处置方案实施提供重要的参考依据。

常低压储罐超压与真空工况研究

在常压储罐与低压储罐操作使用过程中,储存介质的进罐与出罐、环境温度升降、大气压变化、发生火灾、设备故障、人员误操作等因素会引起储罐压力过高或储罐内出现负压。SH/T 3007-2014《石油化工储运系统罐区设计规范》与API 2000-2014《Venting Atmospheric and Low-Pressure Storage Tanks》等对储罐发生超压与真空的工况及引起的呼吸量进行了详细论述。文章结合这两个规范,分析了常低压储罐的各种超压与真空工况,并结合某项目中地上保温固定顶储罐,计算多种工况下所需通气量,为选定通气装置提供计算依据和设计指导。

填料塔新型分布器安装结构设计

填料塔的分布器安装、固定形式各不相同,如有直接放置在规整填料塔上,安装方式虽然简便,但对填料安装的要求较高,支撑架上方的填料层如果没有压紧,填料层之间有缝隙会导致其在使用后发生变化,破坏调整好的分布器水平度,使得塔器的分布效果变差甚至损伤填料,难以满足实际生产需求,不仅增加设备的维修费用,还影响了生产进度。为解决现有技术所存在的上述问题,本实用新型提供了一种填料塔的分布器安装结构,通过将填料和分布器分开单独设置,可使分布器长期保持良好的水平度,可有效减少检修次数,提高填料塔的工作效率。

气体流量和喷嘴直径对鼓泡塔内气泡大小和形状分布的影响

通过高速摄影结合图像处理算法,研究气体流量和喷嘴直径对气泡尺寸和纵横比分布的影响。结果表明,在所有喷嘴直径下,气泡当量直径的概率密度呈现双峰分布,其中第一个峰值接近直径为1.5~2 mm的小气泡区域,另一个峰值位于较大的气泡区域。将气体流量从0.1 L/min增加到0.2 L/min会导致大气泡的概率密度更高,表明气泡聚并现象普遍存在。当气体流量增加至1.2L/min时,峰值对应的气泡直径变小,并且气泡破裂占主导地位。对于直径为1~2 mm的气泡,形状受气体流量的影响较小,而3~9 mm的气泡在所有气体流量下气泡纵横比概率密度分布的峰值均位于纵横比E=0.5处。Iguchi和Chihara提出的模型能更好地预测气泡脱离直径随气体流量的增大的变化。

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。

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。

船用烟气脱硫塔喷淋系统数值模拟研究

喷淋系统是船用烟气脱硫塔主要功能构件,喷淋系统参数喷淋锥角、喷淋流速和喷淋流量对船用烟气脱硫塔烟气流场均匀程度影响大,影响过程复杂。以某型号船用烟气脱硫塔为基础模型,采用Design Expert软件中BBD实验方法设计了基于喷淋系统参数喷淋锥角、喷淋流速和喷淋流量的三因素三水平共17组试验,以多个截面烟气速度标准偏差平均值为评判依据对塔内烟气流动均匀性进行评判。采用ANSYS自带软件SCDM建立了船用烟气脱硫塔三维实体模型,采用Fluent meshing进行了模型网格划分,采用计算流体动力学商业软件Fluent对试验进行模拟计算。应用Design Expert软件对17组试验结果进行二次回归分析,应用Matlab遗传算法工具箱对二次回归分析得到的目标函数关系式求解,得到各截面流速标准偏差平均值最小时喷淋流速、喷淋锥角、喷淋流量的对应值,再次应用Fluent软件对优化结果进行了验证,可靠度达97.40%。

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。

螺旋套管换热器多样式内管壳程流体强化传热的数值分析

应用CFD软件对内管为光管、螺纹管、横向纹管和纵向纹管的螺旋套管换热器壳程流体的流动及传热进行数值模拟,并将其模拟结果进行对比,分析其温度场和速度场的细观信息以揭示其壳程流体的换热特性和流动特性。结果表明,在研究范围内,内管为螺纹管的壳程流体流动和传热的综合性能最佳,其综合评价因子的值均在1.10以上,最大可达1.18;凸起螺纹对壳程流体起到扰流和导流的双重作用,减薄了边界层厚度,增强壳程流体的混合程度,实现了强化传热的目的,为工程实际应用提供帮助。

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。

大型循环水凉水塔内部空气流场数值模拟及优化研究

通过对某石油化工企业循环冷却水系统凉水塔内部轴流风机流场进行数值模拟研究,掌握凉水塔内部空气流场的紊流程度对轴流风机流量、全压和轴功率的影响规律。根据现场测绘数据建立基于Mixture的凉水塔内部空气流场三维紊流流体动力学模型,通过对实际运行数据与CFD数值模拟结果的比较分析,验证了所建模型的正确性。通过增加导流罩对凉水塔内部空气流场结构进行优化设计,降低了凉水塔内部空气流场的紊流程度,在轴流风机流量、全压基本不变(不牺牲轴流风机冷却能力)的情况下,实现了降低轴流风机轴功率,提高风机运行稳定性的目的。

5G背景下基于物联网技术的化工装备远程监控系统设计

专用化工装备的平稳运行对石油化工、有色冶金行业生产装置的产能、寿命影响巨大。传统专用化工装备的维护检修通常以售后工程师前往装置现场开展故障诊断、问题修复的形式,存在响应慢、成本高的特点。基于数字化与制造业的深度融合背景,文章通过应用文献法、5G网络、RFID技术、物联网技术等,探索开发专用化工装备远程监控系统,旨在提升专用化工设备的稳定性及经济附加值,对进一步实现化工装备的智能化、绿色化转型升级意义重大。

工艺水汽提塔在线检修的探索与实践

某石化公司220 kt/a乙烯装置的工艺水汽提塔在运行末期暴露出填料堵塞、不畅的问题。通过增加工艺水汽提塔的液位计、增加该系统的排垢频次和注入分散剂等措施进行优化操作,以期解决或缓解工艺水汽提塔填料层堵塞问题。通过对工艺水汽提塔在线隔离、抢修,解决了工艺水系统的运行瓶颈。

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。

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。

循环精馏技术研究进展

在“碳中和”“碳达峰”的战略目标下,过程强化是实现绿色生产的关键技术之一。循环精馏作为一种基于过程强化理论的新型精馏技术,通过采用特定塔内构件和控制方案而改变传统精馏塔内气相和液相的流动方式,实现气液两相分别呈周期性独立运动SPM的操作模式。循环精馏技术理论上可实现塔内液相返混为零,使分离推动力最大化,具有处理能力大、能耗低及分离性能好等优点。相较传统精馏操作,循环精馏技术可使单板效率提高到140%~300%,能耗降低20%~30%。本文针对循环精馏技术的研究背景、工作原理、工业应用、两种专用塔板(Maleta塔板和COPS塔板)以及循环精馏技术在隔板塔和反应精馏等过程强化技术中的应用进行了综合论述。论文对循环精馏技术的控制方法和内构件研究中存在的问题进行了总结,并对循环精馏技术的发展方向和前景进行了展望。

标准椭圆封头式液体再分布器的设计与优化

【目的】液体再分布器大都针对气液固共存体系优化设计,但在盐湖卤水吸附提锂工艺中,吸附塔属于液固体系,有必要研究开发新型液体再分布器与此特殊工况适配。【方法】提出了一种新型标准椭圆封头式液体再分布器,利用椭圆曲面实现集流,利用中心圆孔与环缝组合结构实现中心区域液体再均布。【结果】计算流体力学分析结果表明,在椭球中心沿直径向外100mm、200mm、290mm位置排布尺寸为7mm的3条环缝,液体均布效果最佳。【结论】相比现有液体再分布器完全截断壁流的结构方案,仅减小壁流的通流面积,利用椭球曲面将其导引至主流区外侧,可以解决因壁面粘性造成的近壁区域液体流量远低于中心的问题,实现液体充分均布。

反应精馏塔制备硅烷多目标优化研究

以年总操作费用(TAC)、CO_(2)排放量(GEC)和精馏塔热力学效率(η)为目标,提出了基于粒子群算法(PSO)的优化方法,并将该方法应用于三氯氢硅(SiHCl_(3),TCS)歧化制取硅烷(SiH_(4),MS)反应精馏塔的优化设计。在Aspen Plus V7中建立流程进行模拟,使用平衡级模型,对RD-2IC(带有2个中间冷凝器的反应精馏塔)和高压分离塔的双塔构型建立稳态模型,考察了塔压、塔板数、回流比、进料位置、反应段持液量和中间冷凝器气相分率等影响因素,初步确定了各参数的最优值,为进一步深度优化提供了初值和可行域。结果表明,与单因素灵敏度分析结果相比,PSO算法优化后的TAC节省了54.50%、GEC减少了38.13%、η提高了22.55%。

新建超超临界二次再热机组锅炉低温EDTA化学清洗

采用低温EDTA法对新建超超临界二次再热机组锅炉进行化学清洗,简要介绍了清洗范围及工艺流程,详细描述了小型试验及酸洗过程的要点,列举了监视指标及化验数据,给出了质量检查及效果评定,结果表明,该方法具有工艺简单、清洗效果好、废液量少等优点。

吸收氧化塔腐蚀机理分析及防腐策略

为探索吸收氧化塔内壁、内部附属管件严重腐蚀的本质原因,通过材质分析、宏观形貌观察、腐蚀产物表征分析、脱盐水和药剂检测、运行参数分析、模拟试验分析手段对腐蚀机理进行分析。结果表明:所有材质符合国标要求;塔内溶液中Cl^(-)浓度(254 mg/L)偏高,脱盐水和塔内溶液中存在较高含量的溶解氧(7.5 mg/L),同时溶液中还存在残留的H_(2)S(停产期间持续通入);腐蚀产物EDS测试结果显示,腐蚀部位发生一定的化学反应。综合分析得出造成腐蚀的主要原因为Cl^(-)吸附在金属表面缺陷处,致使氧化膜难以修复,在高含量氧条件下,氧与不锈钢基体发生反应,基体开始溶解,未完全吸收的H_(2)S导致不锈钢表面氧化膜发生硫化,致密性下降,又在停运期间FeCl_(3)溶液作用下,点蚀进一步发展成为稳态的点蚀坑,形成腐蚀。该研究结果为同类型装置腐蚀原因提供了排查方向,对装置防腐提供了具体参考措施,避免了造成装置腐蚀的严重后果。