关于外浮顶罐新型无油气密封的探讨

外浮顶储罐国内外石油行业重要的基础储运设施,随着国家经济建设快速发展和石油战略储罐政策的贯彻设施,外浮顶储罐的安全性越来越受到重视。其中,雷电因素对外浮顶罐的安全构成重要威胁,积极改进原有外浮顶罐一二次密封结构和性能,是提升外浮顶罐抗雷电能力的重要手段。

外浮顶罐不同孔隙油气泄漏扩散数值模拟

开展外浮顶罐油气泄漏扩散机理及规律的研究对于保障罐区安全、降低环境污染具有重要的意义。针对大、小外浮顶罐不同浮盘孔隙的油气泄漏扩散及其受风场的影响进行了数值模拟及实验验证。研究结果如下。①当风吹向外浮顶罐时,会在浮盘上方形成大尺度涡流,并在紧贴浮盘处形成从下风侧到上风侧的对称分布的气流运移。②泄漏位置在浮盘上时,油气均紧贴浮盘从下风侧向上风侧运移;泄漏位置位于浮盘中间及下风侧时,油气较容易扩散出去,而位于浮盘上风侧及两侧时,油气容易发生积聚,存在很大的安全隐患;风速增大有利于油气扩散,但会使污染范围扩大。③泄漏位置在浮盘与罐壁之间的边圈缝隙时,油气沿着罐壁向浮盘上方空间扩散,且扩散的程度为:浮盘两侧>上风侧>下风侧。④泄漏位置在浮盘中心、泄漏孔径为20mm时,正庚烷体积分数为0.1%～1.7%,处在对应的爆炸极限范围之内;而孔径为6mm时,正庚烷体积分数在0.02%～0.26%,汽油蒸气的体积分数在0.05%～0.65%,均未达到爆炸极限范围。因此,当泄漏孔隙较大时,出现爆炸危险的可能性增大。研究成果进一步揭示浮盘上方气流运移规律及油气扩散传质机理,可为生产实践和油罐管理提供理论指导,并进一步完善外浮顶罐蒸发损耗评价理论体系。

10万m^3外浮顶罐低液位时罐内油气爆炸研究

以计算流体力学软件FLACS为工具,研究了10万m3外浮顶储油罐在处于低液位发生沉顶事故后,油面挥发生成的油气爆炸后在罐区产生的超压、高温及火焰发展状况。研究证明,罐内油气首次爆炸产生的高温并不能对其他罐体造成显著的破坏,但是对罐周平台温度影响较大;由于大型储罐特殊的高径比,爆炸产生的超压较小,不足以形成破坏;首次爆炸产生的火球广度基本在事故罐体直径范围以内,不能对罐外其他罐体形成直接接触。罐区火灾爆炸破坏的主要原因应为多米诺效应产生的池火、泄漏所产生的流淌火、浓烟等次生灾害。

外浮顶油罐沉盘事故分析

从外浮顶油罐的施工质量和运行管理两个方面,分析了沉盘的6种原因,提出了4项预防措施:禁止将扫线风吹入罐内,定期启动油罐搅拌器;定期检测浮顶单盘板及密封装置,确定其渗漏及破损情况;经常检查油罐排水管(尤其是当积水量达到一定程度时),防止油品泄漏;浮顶设外浮标,便于操作人员随时掌握浮盘运行情况和液位高度。

大型外浮顶储罐密封结构对比和安全性探讨

阐述了储罐密封装置的结构和机理。对大型浮顶储罐的密封结构进行了详述,对比了各种密封结构的特点。就增加密封结构的可靠性提出了确保储罐安全操作的建议。

大型外浮顶罐充氮保护联动控制系统设计

为预防大型外浮顶罐密封圈火灾,在分析外浮顶罐结构特点和火灾危险性的基础上,设计了在一、二次密封圈采用充氮保护系统。在介绍系统的组成和工作原理的基础上,合理确定了动作阈值,设计了充氮保护联动控制系统设计程序,一旦气体浓度预警、火灾报警和雷电预警信号发出,充氮保护系统按照设计的程序和参数启动,从而实现大型外浮顶罐的火灾风险控制。

外浮顶罐油气泄漏的数值模拟

外浮项罐油气泄漏扩散规律的研究对其油品蒸发损耗的评估及潜在危险的控制都具有重要意义。外浮顶罐油品蒸发损耗的一个主要途径是油气从浮盘边圈密封处泄漏。为此，对单浮盘环形密封圈的油气泄漏规律进行了数值模拟与实验对比，同时考察了罐直径、浮盘位置和风速大小对浮盘上风压分布的影响。研究结果表明：（1）油气泄漏的模拟结果与实验相吻合。（2）浮盘距罐顶的距离h与罐直径D的比值大于1／4时，垂直风向的浮盘两侧和上风侧最易泄漏。（3）浮盘上的风压分布规律受罐直径影响不大，但浮盘上方空间的高径比h／D和风速大小对其有较大影响。h／D较大时，浮盘中部的风压较低；h／D较小时，浮盘上风侧的风压较低；h／D在1／20-1／2范围内时，浮盘上下风侧风压均为负压；浮盘上的压差随着h／D比值的减小而增大。最后建议API外浮顶罐油气蒸发损耗评估公式中考虑h／D比值的影响。

外浮顶油罐密封系统隐患治理

外浮顶油罐密封系统普遍采用一次密封(常用弹性密封)加二次密封的结构形式,在一、二次密封之间存在可燃气体,雷击时极有可能发生火灾爆炸。为了防治外浮顶油罐在雷击或雷电感应情况下罐顶起火事故的发生,通过改造现有密封结构形式,取消导静电片并增加等电位连接线、利用惰性气体囊填充密封间气体空间或替换一次密封来达到目的。优化外浮顶油罐密封系统结构形式对外浮顶油罐密封系统隐患治理意义重大。

30000m^3外浮顶罐底板穿孔原因分析及修复

#分析了外浮顶罐罐底板发生泄漏的原因,介绍了修复方案及实施过程。指出浮盘支撑与罐底板间的撞击化学腐蚀的共同作用对罐底板的损伤最严重。在日常操作过程中,应尽量使浮盘不落底,同时要做好灌底板的防刺保护。

外浮顶罐单盘支柱的密封

国内早期设计的浮顶单盘上的支柱结构不能真正减少油品的蒸发。研究结果表明,油品的蒸发损耗是由于浮顶单盘的支柱与套管之间存在着间隙。为了满足外浮顶罐能够储存汽油等易挥发油品及减少在储存中产生的损耗,对外浮顶罐储存损耗的原因进行了分析,提出了对油罐的支柱结构进行改造的方案,并根据运行周期的长短采取了不同的密封方法。

浅谈外浮顶罐的二次密封

介绍了外浮顶罐二次密封的结构特点,通过经济比较,说明二次密封的经济效益。

外浮顶罐改内浮顶罐的实践

对外浮顶罐改造成内浮顶罐的两种方案的技术性和经济性做了对比,并指出改造中应注意储罐本体核算、基础核算、储罐附件修改及施工方案等问题。

外浮顶储油罐密封圈油气扩散大涡模拟研究

采用大涡模拟高精度流场计算方法对外浮顶罐密封圈泄漏油气的扩散规律进行研究。建立油气扩散的大涡模拟计算模型,给出控制方程和求解方法,基于实验数据验证了数值解法的准确性。通过数值模拟,研究不同液位储罐瞬态绕流风场的旋涡分布和演变过程,分析泄漏位置、液位对10×10^(4)m^(3)外浮顶储油罐罐顶油气分布和可燃区的影响规律。研究结果表明,当液位较低时,在旋涡的输运作用下,上风侧油气浓度高于下风侧,且可燃区范围较大;随着液位升高,输运作用降低,油气聚集在泄漏口附近,可燃区范围逐渐减小。当油气沿整个环向密封圈均匀泄漏时,油气浓度最高值位于迎风面左右两侧45°附近。当油气分别从上风侧、侧风向和下风侧泄漏时,低液位储罐的可燃区范围由大到小依次为下风侧、侧风向、上风侧;满液位储罐的可燃区范围由大到小依次为侧风向、上风侧、下风侧,低液位储罐的可燃区范围比高液位储罐高1.3~1.7倍。该研究结果可对大型外浮顶油罐起火事故预防提供理论支持。

1×10^4m^3外浮顶罐的施工方法

介绍的1×10^4m^3外浮顶罐的罐壁上方附件较多，如按常规用正装法施工，高空作业量大，且罐壁顶板一般较薄，组装较困难。采用的电动葫芦倒装法克服了以上难点，大大降低了工人劳动强度，增大了安全系数，保证了工程质量。

外浮顶罐油气混合区域风险分析

针对外浮顶罐油面下降到支撑柱以下工况时油气混合区域的火灾爆炸风险,构建爆炸三角形并结合数值模拟结果分析油气混合区域的爆炸危险性。结果表明:储罐横截面的油蒸气质量分数整体上在增加,罐壁附近质量分数较高,氧气质量分数变化不明显,中间区域分布稳定但不均匀;油气混合空间的爆炸危险区分布在油蒸气质量分数相对较低的区域,多集中于罐壁附近,分布位置随油气扩散未发生明显变化。区域风险分布特征可辅助预警探测器布点优化方案的设计。

外浮顶罐充氮管网设计及有效性试验验证

为了预防外浮顶罐密封圈雷击火灾,提出在密封圈内充入氮气的保护方法。将安全含氧量作为充氮的惰化目标,对外浮顶罐充氮管网进行设计,并通过试验来验证充氮管网的有效性。试验得到了充氮流量、进出气孔数量及管径与有效充氮时间的关系。若以142 m3/h的流量对容量为10×104m3的外浮顶罐密封圈内充氮,则46.5 min内可以达到充氮惰化目标。雷电预警时间为60~90 min的条件下,充氮时间小于预警时间,表明所设计的管网是有效的。

浅谈外浮顶罐二次密封的意义

分析了外浮顶罐边缘密封损耗机理,介绍了二次密封的结构特点,通过二次密封与挡雨板对比,说明二次密封的经济效益和安全效益。

减少大型外浮顶罐蒸发损耗的方法

根据目前我国大型外浮顶罐的结构和使用状况,提出了一种利用循环水在浮盘表面形成低温水流层,从而控制浮盘表面温度保持在一定范围内的方法。该方法可以避免夏季时浮盘因阳光辐射和气温升高而导致油品温度变化过大的状况,降低油气压力的变化幅度,达到减少油品蒸发损耗的目的。同时,对使用该方法进行油罐改造和设计提供了可行的实施方案和参考数据,并对该方法的实际应用效果进行了评估。该方法具有结构简单、投资少、耗水量少和经济效益明显的特点,适合在中南部地区外浮顶储罐上,尤其是储存易挥发油品的储罐上使用。

隔热涂料在外浮顶储罐的节能应用研究

受承载力和保温技术的限制,以往外浮顶罐顶一般都不保温,罐顶直接暴露在大气中且面积大,造成很大的散热损失。尤其在冬天更是散热损失非常明显,涂上薄薄2毫米的隔热涂料保温涂料,基本上不增加罐顶负载,就能取得很好的保温效果。达到节能的效果。