雨雪载荷下20000 m^(3)复合材料浮顶安全评价

雨雪载荷过大往往导致复合材料浮顶产生大变形,影响外浮顶罐的安全运行。为研究复合材料浮顶在雨雪载荷下的力学响应与安全性,综合考虑几何、材料、边界条件的影响,建立复合材料浮顶有限元模型,通过数值分析得到不同雨雪载荷下复合材料浮顶的下沉位移、剪切强度、屈服强度、最大应变等参数,并据此评价浮顶的安全性。结果表明:在雨雪载荷作用下,浮顶呈现“下凹”形状,且浮顶边界发生滑动后,随载荷增加浮顶发生整体下沉;非均匀载荷对浮顶的变形与受力影响较大,当雪载值为0.9 kN/m 2且在浮顶一侧均匀分布时,浮顶存在“卡盘”风险;浮顶结构的Mises应力与应变安全系数在合理范围内,在雨雪载荷下复合材料浮顶不发生强度与刚度破坏。

成品油内浮顶储罐浮盘选型的分析与探讨

对目前部分成品油内浮顶储罐为符合国家环保要求而进行的浮盘改造问题进行了分析和探讨。对单盘式钢制内浮盘、双盘式钢制内浮顶、整体加强模块式不锈钢内浮顶、不锈钢蜂巢内浮顶、玻璃钢内浮顶的结构形式进行了简要介绍,就《GB 50074-2014石油库设计规范》和规范修订送审稿、《GB 50160-2018石油化工企业设计防火标准》以及内浮顶储罐挥发性有机物(VOC_(s))治理环保技术要求中有关浮盘的规定内容进行了解读,从施工风险、工期、投资造价、运行维修以及建设手续方面对钢制浮盘和不锈钢浮盘进行了对比,提出了选型建议,为相关企业浮盘改造提供了参考。

外浮顶储油罐静储过程VOCs排放影响因素研究

为解决原油罐储过程中VOCs排放问题,从理论计算油田现场储罐进VOCs损耗量出发,定性分析大气温度、太阳辐射以及风速对储罐排放VOCs的影响,并基于不同影响因素对VOCs排放的影响方式给出解决办法。在原油外浮顶储罐静储过程VOCs排放的主要影响因素定性分析过程中,发现随着太阳辐射强度的增大、大气温度的升高和风速的增快,储罐VOCs损耗量也随之增加。考虑到太阳辐射、大气温度对储罐VOCs排放的影响,建议采用隔热涂层和加装反光条措施进行减排;在应对风速影响方面,采取消除液面上的气体空间和设置呼吸阀挡板进行减排。

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。

内浮顶罐油气回收系统控制方案设计

某石化企业内浮顶罐油气回收装置产生的废气采用“内浮顶罐内置气袋废气减排”技术进行治理,介绍了“内浮顶罐内置气袋废气减排”技术流程,重点阐述了该技术控制方案,通过设置程序对内浮顶罐大呼吸排气过程、大呼吸吸气过程、小呼吸排气过程以及小呼吸吸气过程进行自动化控制,并从安全角度对装置进行了配套设计,确保装置运行过程中的安全性和稳定性。

汽油内浮顶储罐量油导向管油气挥发分析

对内浮顶罐量油导向管开孔所产生的油气挥发问题进行了分析,通过构建三维模型并利用流体力学相似原理进行数值模拟,研究内浮顶罐在冬夏季不同温度下的油气挥发状况。进油孔会导致油品的挥发,在油品储存工作中需对其进行考虑。

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。

大型浮顶罐储油温降特点

针对我国所产原油多为易凝高粘原油 ,低温流动性差的特点 ,在秦皇岛泵站 2号罐上安装了温度监测系统 ,对储油温降过程进行了研究 ,同时分析了罐内原油的形态、原油凝结积蜡过程、原油的温降过程以及凝油对温降的影响 。

大型浮顶油罐直击雷防护实验分析

为了完善大型浮顶油罐的防雷技术，对浮顶油罐遭雷击过程进行了分析，并对目前标准规定的浮顶油罐防雷措施进行了实验。实验表明导电片的主要作用是快速释放雷电流，但导电片的存在也有其反效应，即当浮顶油罐遭受雷击时，导电片与罐壁之间会产生电火花。因此，提出了取消浮顶边缘二次密封上方的导电片，采用了增加可伸缩的接地装置（SGD）弥补导电片取消后雷电流释放通道的不足，并以10^5m^3实际油罐为例，均匀布置安装不同个数的SGD，利用经验公式对其遭受直击雷时的暂态电压降进行计算。计算结果表明，对200kA雷电流，采用不同截面宽度的SGD时，均匀分布的连接浮顶与罐壁的14～20个SGD能够保证浮顶油罐安全泄放雷电流。

浮顶储罐二次密封油气空间放电分析

为避免浮顶储罐在遭受雷击时由于导电片设施在二次密封油气空间中放电引起密封圈火灾,在实验室建立了2 m直径油罐模型,开展导电片火花放电起始电流试验、导电片与罐壁形成空气间隙击穿放电初始电压试验,系统研究导电片在二次密封油气空间中的放电危险性。试验结果表明：导电片靠自身弹性与罐壁贴合时,雷电流大约在400 A时导电片开始产生点燃性火花放电;如导电片与罐壁贴合不良形成空气间隙,雷击情况下雷电流泄放瞬时浮顶与罐壁之间的电位差足以使一定大小的间隙击穿放电,当间隙大小为20~30 mm时,放电电压为26~40 kV。因此,储罐在遭受雷击时,导电片火花放电现象不可避免。结合储罐的实际运行情况,提出取消二次密封导电片、液下刮蜡器与浮顶进行可靠电气连接的改进措施,避免导电片在二次密封油气空间中放电发生,大大降低浮顶储罐雷击火灾事故。

固定顶油罐与油气回收集成工艺研究

针对内浮顶油罐在使用过程中存在蒸发损耗、计量误差和有效利用系数低等问题,在油库装油区安装了油气回收装置的基础上,对固定顶油罐与油气回收集成工艺的技术、经济可行性进行了研究。研究结果表明,此集成工艺在最终油气排放量的控制上优于内浮顶油罐储油工艺,且整体效益也较高,固定顶油罐与油气回收集成工艺是一种较为先进的轻质油品储存工艺。

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。

扁平圆环局限空间蒸气云爆炸数值模拟及其在事故调查中的应用

传统方法不能深入描述扁平圆环局限空间蒸气云爆炸过程,笔者利用AutoReaGas软件对这一特殊形状和边界条件的蒸气云爆炸过程进行了数值模拟。其结果表明:对于单一点火源,扁平圆环局限空间蒸气云爆炸冲击波传播方向有2个,相向传播的2个冲击波最后会发生叠加效应而使冲击波超压增大;数值模拟结果和事故现场结果对照相吻合,能为事故调查确定最初起爆点位置等提供依据。

大型双盘浮顶原油储罐密封泄漏损耗分析

针对国产化大型原油储罐双盘浮顶密封结构,研究了一、二次密封的泄漏机理,对静止储存、原油收、发的损耗进行了定量计算。分析了原油泄漏对环境的危害,提出了具体措施以减少原油储运过程中的泄漏量。

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。

内浮顶罐组油气泄漏扩散叠加效应的数值模拟与风洞实验研究

内浮顶罐的油气泄漏会给油罐区的安全和环境带来潜在的危害。基于CFD及其Realizable k-ε湍流模型,建立了内浮顶罐的风场和油气浓度场数值模拟方法,并通过风洞实验验证其可行性。之后,重点讨论单罐、双罐、四罐情况下的流场与浓度场分布。结果显示:紧贴浮盘边圈缝隙泄漏上方的油气浓度最高,容易产生火灾等危险;罐组之间存在相互影响作用,由于前方罐的阻挡作用,后方的罐内风速较小,容易产生油气叠加,导致油气浓度高于前方罐,更容易达到爆炸极限。无论从安全、环保还是人员健康方面,都应采取相应措施及时监控。

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℃。

浮顶油罐降温储存高凝油品

介绍了改进后的浮顶式储罐加热装置的设计原理及结构,对其应用于间歇供热条件下储存高凝油品的安全性与可靠性进行了分析,并用模型罐进行了模拟试验。结果表明,新设计的加热装置可以使因间歇供热而凝结的浮顶式储油罐安全解凝,快速恢复作业。降温储存高凝油品是可行的。