外浮顶油罐浮盘上浮高度对油气扩散的影响

外浮顶油罐的浮盘上浮高度对浮盘上方的油气扩散过程及大气环境污染研究至关重要。以1台20000 m^(3)外浮顶油罐为研究对象,基于计算流体力学理论,采用数值模拟方法,分析了在环境风场作用下外浮顶油罐浮盘上浮高度分别为低液位(5 m)、中液位(10 m)和高液位(15 m)时油罐内壁和浮盘表面的油气浓度分布及油气扩散特性,通过实验验证了模拟结果的准确性。结果表明,随着浮盘上浮高度的增加,油罐内壁油气浓度逐渐下降,浮盘表面油气浓度先降低后升高,油气浓度聚集区域在迎风面与背风面之间扩散转移。同时,随着浮盘上浮高度的增加,环境风场的径向输运对油气扩散的影响增强,导致浮盘表面压差增大并形成不同数量、不同形状的油气扩散通道。

铝制穹顶储罐火灾事故分析及防控研究

为避免铝制穹顶储罐火灾事故发生,通过对典型事故案例的事故原因进行分析,从提升安全防护技术、加强安全管理、提高应急管理水平3个方面,提出了对大型外浮顶储罐事故防控的措施,对保障大型油气储存基地安全风险防控具有指导意义。

外浮顶原油储罐挥发性有机物排放特征与减排途径研究

以外浮顶原油储罐为研究对象,采用Tanks4.0.9d模型对储罐挥发性有机物(VOCs)排放特征进行研究。结果表明,外浮顶罐VOCs排放主要来自边缘密封损失和浮盘附件损耗;罐体颜色、内壁锈蚀程度、密封形式、年周转次数、气象参数等均可影响排放量,其中内壁锈蚀程度和密封形式为主要影响因素;采用二次密封可大幅降低排放量,“液体填充+边缘刮板”密封效果最佳;温度和风速与排放量均呈正相关,大气压与排放量呈负相关;通过选择二次密封形式和浅颜色外壁漆面、内壁除锈、罐体隔热保温等措施可有效降低储罐VOCs排放量。

一种梅花形横截面的大型油罐

为了降低大型浮顶油罐的钢材耗量及制造难度,提出了一种梅花形横截面的柱形油罐结构。详细介绍了梅花形横截面各个圆弧半径的定量关系及其连接方法;讨论了这种油罐制造的可行性。计算分析表明:梅花形横截面大型浮顶油罐壁板材料可以采用Q345R,这种结构具有节省钢材、制造便利、经济性好等特点,具有一定的推广应用价值。

大型原油外浮顶储罐检修施工总结——以某化工厂5万m^(3)外浮顶储罐为例

某化工厂通过罐底板检测、劳动保护整改、罐内中央排水管及加热器更换、罐内外防腐、浮梯检修及浮盘密封更换等一系类检修手段,全面的对原油储罐进行了检修,消除了储罐运行中存在的安全隐患,保障了储罐的长周期安全平稳运行,同时为后续同类储罐检修积累了宝贵经验。

外浮顶储罐VOCs排放问题分析及防范措施

为研究外浮顶罐VOCs排放问题,降低运行损耗,根据储罐特性、气象条件和操作工况等核算了某炼油厂11台原油外浮顶储罐VOCs排放量。结果表明,在储罐正常运行过程中,挂壁损耗是主要的VOCs排放源,尤其是外浮顶罐的罐壁锈蚀相当严重的情况;当储罐罐壁为轻锈时,边缘密封损耗是主要的VOCs排放源。建议从浮盘密封技术提升等措施出发,降低储罐VOCs损耗量。该文还通过对某炼厂导向(量油)管密封装置改造实例验证,实施后外浮顶罐油气泄漏浓度明显降低,满足国家地方规范标准要求,创造了环保效益;对不断完善和提高企业外浮顶罐VOCs治理水平,保护生产操作环境,推广防范措施都具有重要的指导意义。

外浮顶储罐密封空间内填充弹性胶囊分析

大型外浮顶储罐一次密封和二次密封之间的气相空间存在油气和空气的混合物,因而存在爆炸隐患。通过向大型外浮顶储罐一、二次密封空间内填充可充气式弹性胶囊,使其内部无法被可燃气体与空气的混合气体所填充,从而达到消除密封圈爆炸隐患的目的。根据弹性胶囊的应用环境,分析弹性胶囊的结构、材料和安装。

陕北地区外浮顶原油储罐油气挥发规律实验研究

外浮顶原油储罐油气挥发安全隐患的风险管控方式不能适应企业高质量安全发展的要求,实验研究外浮顶原油储罐油气挥发规律迫在眉睫,为了解决外浮顶原油储罐油气挥发导致的能源损耗、环境污染、安全隐患等风险,通过实验法、比较法、图示法、筛选法、归纳法等方法对洛川末站G02储罐进行1年内累计52天的现场实验。实验结果得出陕北地区外浮顶原油储罐油气挥发年、季、日、时规律(日间10 h),特别是每天13:00左右是储罐油气挥发浓度最高的时间,可达到102%LEL (爆炸下限浓度),对周边环境影响和危害较大。因此指出工作人员应在每天8:00前和18:00后上罐工作比较安全,建议给大型外浮顶原油储罐应用主动安全防护系统,以便更好地实现储罐雷击爆炸、起火、燃烧等风险事先预防管控,实现人员可随时上储罐顶安全作业。此研究发现了陕北地区外浮顶原油储罐油气挥发规律,为人员上罐安全作业指明最佳时段,为降低油罐油气挥发量提出解决方法。

大型浮顶储罐灭火系统的研究

介绍了大型浮顶储罐密封圈火灾的特点,分析了罐壁式泡沫灭火系统在运行中暴露的不足和浮盘边缘式泡沫灭火系统的优势,并介绍了国外典型的灭火系统。指出在灭火性能方面浮盘边缘式泡沫灭火系统优于罐壁式泡沫灭火系统,但其系统可靠性尚需提高。建议加强国产浮盘边缘式泡沫灭火系统的研发,并尽快全面开展针对大型浮顶储罐全表面积火灾的消防技术研究。

浮盘密封圈的原油挥发及结构优化的研究

根据我国大型浮顶储罐的特点,分析浮盘密封圈内油气的形成和集聚过程,总结浮盘密封圈在运行中出现的问题;指出密封圈内的油气挥发是气液相动态平衡的过程,当前浮盘密封圈的主要缺陷是密封圈内油气空间较大和在运行中无法保证有效密封;消除密封圈内原油的气液相界面是抑制密封圈内原油挥发的根本,减少风、气温变化等外界因素对密封圈内原油挥发的影响是降低密封圈内油气浓度的关键;消除密封圈内部的油气空间、消除密封圈内可能存在的放电点、增强密封结构的稳定性是密封圈结构优化的主要途径。

大型浮顶油罐密封圈火灾泡沫灭火试验

针对大型浮顶油罐浮盘低液位运行时罐壁式泡沫灭火系统可能存在的不足,在10万m3外浮顶储罐上开展了泡沫系统冷喷试验,并采用不同泡沫在不同供给强度下开展了30m长密封圈火灾泡沫系统灭火模拟试验。试验过程测定了罐顶喷射系统的发泡倍数、25%析液时间、泡沫在堰板内的流动速度、燃烧液面的蔓延速度以及泡沫堰板外的损失量等,分析浮盘低液位条件下现有泡沫喷射系统扑救密封圈火灾的有效性,并提出改进建议。结果表明:泡沫混合液规定供给强度条件下,3%型水成膜泡沫和6%型氟蛋白泡沫均可以有效控火;泡沫混合液供给强度下降28%后在燃烧液面的蔓延速度降低60%。建议大型浮顶油罐区选取优质泡沫并保证泡沫灭火系统有效的供给强度和连续供给时间。

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。

基于气压监测的外浮顶储罐火灾报警系统研究

目前,外浮顶储罐的火灾报警系统是采用光纤光栅火灾报警系统。但是,考虑到光纤光栅火灾报警运行费用高和存在报警盲目的缺点,研制了基于气压监测的外浮顶储罐火灾报警系统。针对不同型号的感温探头,开展了火灾报警系统火灾报警响应时间和报警温度实验,分析了火焰距离、热熔管管径以及管壁厚度与对火灾报警响应时间和报警温度的影响。实验结果表明:随着火焰距离的增大,报警响应时间增长;相同火焰距离条件下,随着感温热熔管直径的增大,报警响应时间增长,报警温度升高。Φ6热熔管的火灾报警温度为116.8℃,Φ8热熔管的火灾报警温度为129.1℃,Φ10热熔管的火灾报警温度为156.7℃。

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。

固定式消防系统应对大型原油储罐全面积火灾的探讨

简述了大型储罐全面积火灾的特点,分析了固定式消防系统扑救大型储罐全面积火灾的优点和缺陷。以保护10万m3浮顶储罐为例,提出了固定式消防系统的关键设计参数和重要消防设备配置要求,与现有的固定式消防系统相比,其灭火能力大大提升,具有扑救大型储罐全面积火灾的可行性,同时对深入开展大型池火灭火专用泡沫液和罐间距等专题研究提出了建议。

关于超大型原油库消防系统建设的探讨

依据《石油化工企业设计防火规范》设计计算了油库消防水供给系统,指出至少需将现有的消防能力提高6~10倍才能满足扑灭大型浮顶储罐全面积火灾的要求。最后提出了大型原油库应对大型浮顶储罐全面积火灾的消防系统改造方案。

外浮顶油罐雷击起火概率计算

大型外浮顶储罐多次发生雷击起火事故,因此对其安全性做出客观评价,计算雷击起火概率现实意义重大。通过分析雷电对外浮顶油罐的危害方式,利用蒙特卡洛方法结合电气几何模型计算外浮顶油罐年雷击率。分析采用导静电线和可伸缩接地装置(RGA)的防护效果差别。最后计算安装可伸缩接地装置后油罐遭受雷击产生火花放电的年事故率。计算结果表明:年雷击率随着油罐直径和罐壁高度的增大而增加;采用可伸缩接地装置的防护效果明显优于传统导静电线;安装多个可伸缩接地装置可以明显降低产生火花的概率和年事故率。两个RGA就可以将油罐遭受雷击产生火花放电的年事故率降至10^(-5)以下。

火灾环境下大型浮顶罐内原油热响应行为的仿真模拟

采用FLUENT软件对设定罐壁接受辐射值为25 kW/m2情况下的原油储罐进行模拟.模拟的主要结果包括油罐受热后罐内流体的温度、流速、压力的分布情况.在火灾作用下,罐内原油由于热量传递的不均匀而发生对流,靠近罐壁的流体流速较大,最大流速为0.026 439 17 m/s;油罐内罐壁附近处油温最高,可达150℃,并随指向轴线的方向逐渐降低.罐内原油受热挥发迅速,罐内压力增大,会导致罐体浮盘掀开或罐体坍塌,形成蒸气云爆炸事故与防火堤内池火灾事故,同时还伴随着发生原油沸扬事故的危险.

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。

爆炸冲击下钢制浮顶储罐破坏的数值模拟

为获得大型钢制浮顶式储罐结构在爆炸冲击作用下的破坏机制,采用理论分析、缩比模型爆炸模拟试验与数值模拟结合的方法,研究浮顶储罐结构的破坏特征和内力变化过程。结果表明:由于爆炸冲击波的瞬间冲击作用,罐壁沿环向形成巨大的压缩内力,迎爆面罐壁顶部屈服导致罐体失稳破坏;浮顶罐的结构破坏经历了弹塑性动力响应过程,最终形成迎爆面罐壁的内凹塌陷和屈曲变形;并且,罐壁的内力以拉压力和产生弯矩的内力为主,但拉压作用更为明显,罐壁沿其环向处于受压状态,沿轴向处于受拉状态。