大型冷库液氨储罐结构强度计算分析与校核

针对大型冷库液氨储罐的安全设计问题,应用SolidWorks、ANSYS分别对液氨储罐进行了三维建模和有限元计算,考虑了储罐自重、液货自重和内外压力载荷,进行了储罐整体变形和应力分析,并采用应力线性化方法重点考核了应力集中区域的强度情况。仿真结果表明:储罐的最大应力集中在鞍座与罐体相连的附件,对应力集中区域进行线性化仿真计算后,一次局部薄膜应力和组合应力均在许用值范围内,满足《钢制压力容器——分析设计标准》(JB4732—1995)要求,为相关压力容器的设计提供了参考。

大型低温常压液氨储罐及配套冰机的设计选型

简述了当前大型低温常压液氨储罐的技术方案,比较了不同低温常压液氨储存方式的技术特点,同时对液氨储罐在不同的操作工况下配套冰机制冷能力给出了详细的计算方法,分析了影响冰机制冷量的各种因素,采用理论计算结合工程经验角度分析了影响冰机设计选型的各种要素,为大型液氨储存工艺方案选择及优化,各种氨储存系统操作工况下的冰机的配置、设计选型提供了借鉴和参考。

液氨储罐氨应力腐蚀开裂分析

某制冰企业1台液氨储罐投用3年后,首次定期检验发现其气相空间封头直边段有1处开裂,导致氨液泄漏。通过相控阵检测,发现其两侧封头直边段存在多处横向裂纹缺陷,缺陷均起源于焊缝热影响区,且与母材表面基本垂直。利用金相检验发现,裂纹有沿晶和穿晶两种微观形貌;通过硬度测定发现,越靠近热影响区的硬度值越高;此外,测厚未发现严重减薄。综合检测结果和液氨储罐的使用工况,判断该台液氨储罐封头直边段的多处缺陷为内壁在液氨腐蚀环境和残余应力共同作用下发生了氨应力腐蚀开裂并扩展至外壁所致。针对氨应力腐蚀开裂的成因,提出了一些防范措施,并对此类设备的定期检验提出了一些建议。

液氨储罐布置和管道安全设计要点分析

文章以某液氨储罐区项目为例,针对Q345R、16Mn类型的储罐,从温度、压力各方面进行参数设计,给出了液氨储罐布设方法:明确防火间距、设立防火堤、消防设计;梳理了管道安全设计方法:合理选择液氨管材,规范进行配件、阀门的选用,保冷设计等,以此有效控制液氨事故,保证企业安全运行。在液氨储罐各项设计中,应以安全生产为目标,减少组件损耗,提高配件、阀门等设计的适用性,以此保证液氨储罐应用的安全性。

尿素装置尾气氨含量控制方法探讨

探讨尿素装置放空尾气氨含量的控制方法,从工艺和设备两方面进行了分析排查,总结出针对造粒系统尾气和常压储罐气相尾气排放的优化控制措施,有效降低了尾气排放中的氨含量。

电厂超年限液氨储罐检验

介绍某电厂超设计使用年限液氨储罐的检验过程,通过制定详细的检验方案进行现场检验实施、缺陷尺寸计算和缺陷评定,并给出具体运维建议,以期为此类超设计使用年限压力容器的检验提供参考。

化工厂液氨储罐泄漏氨气扩散的影响因素研究

以某化工厂低温常压液氨储罐为研究对象,采用phast软件建立了液氨储罐泄漏模型,分析了泄漏孔径、泄漏高度、大气稳定度、地面粗糙度及环境风速对氨气泄漏扩散浓度变化的影响。结果表明:当泄漏孔径超过20 mm时,氨气泄漏扩散浓度及范围大幅增加,应定期巡检,在小泄漏孔径时及时采取补漏措施;当泄漏高度为4 m时,高度1 m处氨气浓度最大,应注意此高度罐壁的腐蚀程度,当泄漏高度达到13 m时,高度1 m处氨气浓度为0,对地面无影响;当大气稳定度升高时,氨气向下风向扩散的距离明显增大;随着地面粗糙度的增加,氨气浓度分布整体明显降低;当环境风速低于2 m/s时,氨气扩散影响范围和最大浓度均较高,应加强巡检。

液氨储罐泄漏扩散距离的数值模拟

液氨泄漏后可能会对周边人群引起中毒事故,泄漏影响距离的确定可以为应急方案提供定量参考,文中研究了不同的风速和泄漏速度对液氨泄漏距离的影响。结果表明:不同风速,同一泄漏速度下的最高氨气体积分数相同,说明泄漏过程中,最高氨气体积分数数值是由泄漏速度决定的。泄漏速度越大,最高氨气体积分数数值越大。在同一泄漏速度下,风速越大,氨气在Y轴上的扩散距离越小,在X轴上的扩散距离越大。在同一风速下,泄漏速度越大,泄漏的氨气在Y轴和X轴上的扩散距离越大。随着泄漏速度的增大,风速对氨气在X轴上扩散距离的影响降低。

基于MATLAB软件的液氨储罐泄漏扩散模拟

为有效控制和降低液氨储罐事故后果,以某液氨储罐为研究对象。基于MATLAB软件,首先运用两相流泄漏模型计算该储罐泄漏速率,再结合液氨理化特性、风速以及大气稳定度等气象条件,运用高斯烟羽扩散模型对其泄漏扩散范围进行模拟研究,确定其不同条件下泄漏扩散范围,为涉氨企业安全管理和事故应急提供了一定的参考意义。

液氨球罐区的设备布置及配管设计

为充分利用球罐优势,保证液氨的长期可靠储存,需要对液氨球罐区进行合理设备布置,科学设计管道。介绍了常温中压、低温常压和降温低压三种常用的液氨储存工艺,通过分析比较确定宜昌某项目采用常温中压储存工艺。系统研究了液氨球罐区的储罐选型及布置、防火间距及泵位置的确定、防火堤的设置、管道选材、管道设计及布置要点等问题,以望实现装置工业生产的长期稳定运行,减小维修工作量,发挥装置效能。

低温液体运输车罐体设计与分析

开展了低温移动液氧储罐结构设计与分析。按照压力容器设计规范,依据经验公式的设计方法,设计了工作温度-183~-162℃的0.52 MPa低温移动液氧储罐。按照压力容器分析设计标准,采用数值分析的方法,分析了低温液体运输单车罐体前冲工况下的应力分布规律。结果表明:封头、补强板、角钢圈、八点支撑等零件满足设计要求以及分析设计标准对于材料最大强度的极限要求,双层罐体具有良好的抗压性能以及优良的真空性。

液氨储罐的危险辨识与工艺控制

合成氨装置配套液氨储罐,液氨储罐是一种被广泛用于工业生产的、具有剧毒、可燃、爆炸等特点的高压容器。在实际生产中,事故发生率很高,并且事故发生后,会造成很大的影响。对某化工厂液氨储罐进行危险有害因素辨识,通过计算,对液氨储存罐内的事故进行了定性与定量的分析。针对其危险,提出完善工艺自动化控制措施,提高装置安全稳定性。

全接液内浮盘与弹力片补偿密封在成品油储罐上的应用

文章结合生产实际,对所属成品油常压储罐内浮盘存在的不足进行了分析。从技术、经济性等方面对不同形式成品油储罐内浮盘进行了对比,提出了将铝浮筒盘+囊式密封更换为全接液浮箱盘+弹力片补偿密封的升级方案。新方案实施后,消除了所属成品油常压储罐内浮盘及密封方面的缺陷,减少了储罐油气泄漏,解决了储罐VOCs超标问题,减少了停罐检修的次数,使储罐的安全性得到了提升,挽回了经济损失,达到了预期的效果,也验证了内浮顶常压储罐全接液浮箱盘+弹力片补偿密封升级技术路线的有效性。

基于高斯模型的液氨储罐泄漏扩散仿真分析

为分析和预测氨气泄漏的扩散距离及其影响范围,有效控制和降低事故的后果,以大连某化工园区液氨储罐泄漏为背景,对液氨泄漏的扩散规律进行数值仿真研究。首先,基于高斯烟羽模型仿真分析,绘制液氨扩散等值曲线;其次,分析风速、地表粗糙度、大气稳定度、泄漏速率等因素对液氨扩散影响,构建各因素与扩散距离之间的数值关系;第三,分析不同季节、白昼和夜间等典型环境因素对液氨扩散影响以及防范建议;最后,基于数值仿真结果分析,提出液氨储存区域实时监控建议和灾变时期应急疏散措施。研究结果表明,氨气扩散距离和范围随风速增大呈先增后减趋势;扩散距离随地表粗糙度增大而减小;大气越稳定,氨气沿地面的扩散距离和范围越大;氨气在夜晚沿地面的扩散距离和扩散范围远大于白昼。

低温液体蒸发气再液化系统内BOG动态分析研究

低温液体蒸发气再液化系统漏热引起的储罐内低温液体蒸发气(BOG)蒸发速率和压力有效控制是试验正常进行的关键,通过对储罐内低温液体的热响应分析,建立罐内低温液体和BOG计算模型,对制冷机关闭情况下储罐内压力(BOG压力)和BOG蒸发速率随储存时间的变化过程进行数值计算。结果表明:随着储存时间的增大,储罐内压力升高、压力增长速率加快、BOG蒸发速率减小;液氮和BOG温度升高对储罐内压力升高速率具有显著的影响;制冷机可以实现对罐内压力和BOG量的调节控制。为制冷机控制方案的制定和后续开展低温液体BOG再液化试验研究提供理论基础。

蒙德法在火电厂液氨储罐评价单元的应用

火电厂液氨储罐单元存在大量高纯度的液氨,一旦发生火灾、爆炸,后果极其严重。为了研究液氨储罐的火灾爆炸危险性及毒性,在对火电厂液氨储罐危险性辨识的基础上,依据液氨储罐单元的主要参数,运用蒙德法分别确定评价中需要的各种危险性系数,从而进行各项指标计算,查询危险性等级表,将各项指标进行等级划分,结论表明各项危险等级都很高。在得出结论基础上,进行安全措施补偿评价,补偿后的各种危险等级均降低,可见采取补偿措施后能够一定程度的降低火灾、爆炸、毒性的危险性,防止事故的发生。

基于质量流率离散方法的液氨储罐泄漏扩散模型的研究

针对高斯模型中忽略物质质量流率的变化导致模拟结果与实际存在偏差的问题,将物质质量流率根据泄漏持续时间进行离散化处理,获得不同时间段的物质泄漏量,以此对高斯烟团叠加模型进行修正,得到若干烟团不同时刻的浓度分布模型,并以液氨储罐泄漏事故为研究对象,获得较恒速泄漏条件具有明显差异的有毒云团危害区域。针对其后果偏差产生的原因——罐内初始压力Pn及储罐的充装水平α进行研究,分别比较在不同的Pn及α取值情况下泄漏后果的变化及差异。研究表明,增大Pn或减小α能够有效减小液氨泄漏的危害距离,并且会减小恒速泄漏条件分析后果的偏差,对液氨等罐区的管理提供依据。

全混凝土LNG储罐国产化的可行性研究

当前的全容式LNG储罐内罐材料多为9%镍钢,建造材料难以本土化,导致建造费用高、建设工期长;采用全混凝土LNG(ACLNG)储罐可降低造价、缩短工期。国外虽已建成较小尺寸的全混凝土LNG储罐,但该领域的研究存在断层,而我国尚未开展相关研究。为此,介绍了国外全混凝土LNG储罐的研究现状、发展历程、结构形式,并开展了低温环境下(试验温度最低至-170℃)混凝土与钢材的力学性能试验、混凝土冻融循环试验、低温下混凝土与钢材的黏结性能试验、钢筋与预应力混凝土梁的受弯性能试验。据此总结出了混凝土在低温环境下的工作特性,为全混凝土LNG储罐的建造设计提供了理论支持。同时,针对影响储罐结构安全性的混凝土液密性及冻融循环问题,提出了相应的解决措施。为了促进全混凝土LNG储罐的发展,还建议持续开展以下研究工作:1混凝土内罐的开裂情况分析;2地震作用下的内外罐整体性能分析;3按照ACI 376—2010要求对储罐进行承载能力极限状态与正常使用极限状态的模拟设计。

低温液体BOG再液化技术在小型LNG储罐的应用分析

对LNG储存和运输过程中产生的BOG进行有效处理,保证LNG高效、安全储存和运输是制约清洁能源LNG产业发展的主要因素之一。在对各种类型LNG站功能和BOG处理工艺介绍的基础上,重点分析小型LNG储罐内BOG产生机理,提出将低温液体BOG再液化技术应用于小型LNG储罐,并以某450L高真空多层绝热LNG储罐为例,选用美国Sunpower公司的Cryo Tel-GT型斯特林制冷机,从能量匹配关系,储存介质物理性质两方面分析其可行性。结果表明,将低温液体BOG再液化技术应用于小型LNG储罐可行,而且与各种类型LNG站BOG处理技术相比较,低温液体BOG再液化技术具有十分显著的优点。该研究为低温液体BOG再液化技术在小型LNG储罐上的应用提供理论依据与技术支持,对实现小型LNG储罐内BOG的处理以及LNG的高效安全、零蒸发储存均具有十分重要的意义。

低温液体甲烷无损储存规律研究

液体甲烷是易燃易爆的低温液体,在封闭容器中压力的上升是它安全储存所面临的关键问题。文中列出了无损储存计算用模型,并以40m^3液化天然气储罐为研究对象计算了甲烷的无损储存规律,得到了0．1518MPa和标准大气压下环境温度分别为30℃,50℃和80℃下的无损储存规律,以及液体甲烷安全无损储存天数。