大型液化天然气储罐的发展研究

世界能源日益紧张,天然气在世界能源结构中的比重将赶超石油成为世界第一大能源。到目前为止我国尚无大型液化天然气贮罐国家标准,也无自行设计、建造的大型液化天然气储罐,也未掌握液化天然气核心技术,因此加强对液化天然气储罐的研究对推动我国液化天然气工业的发展,解决日益恶化的环境问题和能源危机都具有十分重要的现实意义。简述了液化天然气的优点,按照不同的分类依据对液化天然气储罐进行了分类,结合国内外液化天然气储罐的建造状况对其进行了分析,并提出了液化天然气储罐大型化的发展趋势,对于液化天然气储罐的研究和工程应用具有一定的参考价值。

15×10~4m^3储罐的动特性分析

立式钢制圆柱形储罐向着大型化和浮放式发展,其动力特性参数,如结构的固有频率和固有振型,在地震工程中经常被使用,以15×104m3储罐为例,应用ADINA有限元程序,采用弹簧单元来模拟地基,考虑液固耦合效应对其进行了模态分析。结果表明:采用弹簧单元来模拟地基进行储罐的分析时,有限元与规范近似算法比较接近;15×104m3储罐液固耦合振动低频的振动形式比较丰富,以cosnθ、sinnθ型梁式振动为主,液体晃动低频的振动形式比较单一,即cosnθ、sinnθ型梁式振动;液固耦合振动频率对地基刚度最为敏感,储液高度与储罐高径比次之,受罐壁厚度的影响比较小;液体晃动频率对罐壁厚度和地基刚度不敏感,对储液高度与高径比则比较敏感。

大型储液罐在地震作用下的附加质量法研究

研究了某大型圆柱形薄壁储液罐在地震作用下的响应。采用基于Housner(1957)和Velet-sos(1973)两种理论的附加质量法计算流体的动压力。发展了附加质量法用户子程序,将其嵌入有限元软件ABAQUS进行计算。文中还将附加质量法的结果与ABAQUS耦合欧拉-拉格朗日算法(CEL)进行了比较,从而为该附加质量法的适用性提供了定性评估。

15×10~4m^3浮放储罐的模态分析

以15×104m3储罐为例,应用ADINA有限元程序及《规范》算法对其进行了模态分析。结果表明,有限元法与规范近似算法计算的模态比较接近,15×104m3储罐液固耦合振动低频的振动形式比较丰富,以cosnθ,sinnθ型梁式振动为主;液体晃动低频的振动形式较单一,为cosnθ,sinnθ型梁式振动;储罐液固耦合频率对地基刚度变化敏感,液体晃动频率对储液高度变化敏感。

大型储罐自振特性分析

为了给大型储罐地震动力响应进一步分析提供数据,建立了大型储罐有限元简化模型,考虑了罐体的固液耦合作用,对储罐系统的自振特性进行了分析,结果表明,有限元结果与规范计算结果误差很小,计算结果可靠。

20万m^3大型原油储罐的地震动响应研究

为了探究20万m^3原油储罐在三向地震激励下的动态响应和屈曲失稳问题,首次采用ADINA软件分别建立了无地基无浮顶、无地基有浮顶和有地基无浮顶3种液固耦合模型,分析了不同地震激励波下储罐的晃液波高和罐壁动压力,利用重启动有限元分析技术探讨了地震激励方式和初始扰动对罐壁屈曲失稳的影响。分析结果表明:地震激励方式和地基对储罐的晃液波高和罐壁动压力有显著影响,浮盘使液面波高幅值降低约50%;地震激励和初始扰动影响屈曲失稳的发生部位和时间,且不可忽略上下地震激励波和最大震源来源方向;较大的初始扰动将导致罐壁提前发生失稳,且失稳扩展最快的3个区域最大震源方向夹角分别为15°~30°、70°~80°和160°~170°。研究结果对于其他类似大型原油储罐的安全管理具有一定的参考作用。

大型燃机化学加氨系统及其安全技术研究与应用

[目的]通过对广东某燃机项目热力系统加液氨和加氨水两种技术方案的技术经济比较,提出凝结水、给水的水质控制指标加液氨方式优于加氨水方式。加液氨可以提高热力系统设备及管道的耐腐蚀性,更有利于整套机组的安全稳定运行;液氨耗量少、运行费用较低,技术经济效益显著。[方法]为了确保液氨贮罐的安全运行并减少事故的发生,结合现行国家、地方法规和标准,提出了对液氨系统的安全设计及技术措施。[结果]总结了液氨系统安全设计的关键技术及主要创新点。[结论]研究成果可以对今后类似工程的设计起到借鉴作用。