圆柱形储液罐的轴对称振动特性

本文用解析方法对地上立式圆柱形储液罐的轴对称振动特性进行了研究,初步探讨了液体的可压缩性,罐的几何尺寸对储液罐轴对称固有频率的影响,并给出了计算固有基频的近似公式.对于盛不可压缩液体的储罐,本文用解析法计算出的频率值、振型与Haroun和Tayel用有限元法计算出的结果符合很好.计算表明:对于绝大多数储液罐,近似公式计算出的固有基频与解析值非常接近.     

立式圆筒形储油罐动力特性及地震响应分析

由于储油罐在地震中的破坏会导致严重的直接、间接损失和灾害,因此,有必要对储油罐进行地震响应分析。建立了立式圆筒形储油罐模型,采用ADINA有限元软件对考虑液固耦合效应的储油罐进行动力特性分析,得到了储油罐储液晃动和罐液耦联振动的周期和振型,并与规范法计算得到的周期结果进行对比,两者在数值上接近,验证了有限元模型的正确性和可靠性。输入地震动时程曲线进行储罐地震响应分析,研究了储液晃动波高和液动压力的分布特征,同时分析储油罐在地震作用下的有效应力分布情况。结果表明:液面晃动波高与地震动峰值加速度基本成正比,规范法在计算储油罐液面晃动波高时是保守的;由液体晃动产生的液动压力不可忽视,距罐底1m左右位置处液动压力最大;地震作用下储罐最大有效应力在靠近罐底的下部罐壁处。在储罐抗震设计时,应加强和提高底部罐壁的抗震性能。     

输气站凝液罐防腐保温层对罐体腐蚀的影响

介绍了输气站凝液罐防腐保温的管理现状,通过表象观察与仪器测试,认为罐体腐蚀主要集中在罐体纵向1/4与3/4处,而这两处刚好是凝液罐呼吸阀与安全阀安装位置。由于呼吸阀与安全阀根部管线的影响,凝液罐防腐保温层镀锌铁皮外层不可避免在这两处形成了防护缺口,造成雨水渗入油毛毡保温层。在此特定环境下,腐蚀首先从湿润的油毛毡与罐体接触部位开始发生,以小孔腐蚀的形式向周围慢慢扩展,通过分析认为不完善的防腐保温层是造成凝液罐罐体发生腐蚀的主要原因。取消凝液管的保温层,同时凝液罐上涂刷防腐蚀性能较好的防腐漆是解决凝液罐腐蚀的有效方法。     

卧式储液罐储液量计算方法设计与研究

根据数学理论,推出计算石油化工中常用卧式储液罐液体积的计算方法,并利用电脑技术,研制出相应的电脑程序,方便了苏里格气田卧式储液罐储液量的准确计算。     

全容式LNG储罐罐体温度场计算及分析

全容式LNG储罐是目前国内LNG接收站普遍采用的罐型,LNG储罐储存低温液体,内外温差大,罐体结构复杂,温度场分布对储罐的结构设计影响大。以国内某LNG接收站的全容式储罐为例,通过对储罐底部、罐壁和顶部结构及传热过程的分析,建立了罐体各部位温度场计算模型,利用ANSYS软件计算得到了LNG储罐罐顶、罐壁、罐底的温度场分布,并分析了计算结果。储罐结构设计时应考虑储罐绝热层与内罐体接触部位热应力影响;同时应优化储罐底部的结构,有效降低罐底漏热量。     

用于页岩气压裂液的可折叠软体储液罐研制

页岩气藏开发需进行大规模分段压裂改造,动用的液罐数目庞大,传统钢制储液罐只能“一车一罐”运输,井场占地面积大、施工成本高。为了降低液罐综合使用费用、减少液罐占地面积,自主研制了一种可折叠软体储液罐。基于有限元模拟,首先进行了结构优化设计、结构参数的优化和材料及加工工艺优选等,使其具有优异的力学性能和便于作业的技术参数。试制及评价试验结果表明,该储液罐有限元模拟结果和罐体可靠性试验数据一致性好,软体内罐、吊网的强度设计能满足实际使用需要,可靠性、安全性高;加入防旋流设计、快速排液和排空等设计理念,使其进一步具备应用于页岩气压裂液的技术优势。目前该储液罐已成功用于JS10、XY1-HF、XY2-HF 等井的现场施工,先导性试验结果表明其完全满足页岩气压裂改造的大液量储液需要,大幅度降低了运输成本和施工费用,减小了井场占地面积,为保障页岩气藏安全高效开发、降低施工成本提供了技术支持。     

压裂用可折叠软体储液罐的研制及应用

页岩气开采压裂作业规模大,对储液罐的需求量大,由于传统的钢制储液罐不可折叠,只能一车一罐运输,且在井场占地面积大,因此为减少储液罐占地面积,降低成本,研制了一种压裂作业用可折叠软体储液罐。文章介绍了可折叠软体储液罐的工作原理及结构、ANSYS模拟设计计算、先导试验及经济性分析等。现场应用表明,该罐可满足压裂作业的储液需要,可大幅度减少占地面积,降低运输及施工费用,且可在油气田废液临时储存、应急抢险、环保治理、安全生产方面发挥作用。     

立式储罐地震易损性研究

针对立式储罐的震害特点,考虑地基土作用,建立了储罐三质点体系简化力学模型.对储罐进行了地震响应分析,根据储罐的地震响应的随机性以及造成储罐失效的其它随机变量的概率模型,进行地震易损性分析,并研究储液高度对地震易损性的影响.5×104m3储罐数值仿真的地震易损性分析结果表明,随着地面加速度峰值的增大,储罐的地震易损性逐渐增大,且和储液高度有关;储罐储液半罐时的抗震性能都好于满罐时的抗震性能,在储存液体时应根据所处的场地适当地调整液体的高度.     

立式锚固储液罐与地基相互作用地震反应分析

采用双自由度的集总参数模型来模拟地基阻抗,建立立式锚固储液罐的地基-储罐-储液动力相互作用分析模型。对4种规格储液罐在不同基地土条件下进行地震反应分析,结果表明,土-结构动力相互作用对储液罐的基底剪力及倾覆力矩有较大的影响。地基土越硬,储液罐的基底剪力及倾覆力矩也越大;当储液体积增大时,储液罐的基底剪力及倾覆力矩也随之增大,而储液晃动位移反而减小。     

LNG储罐混凝土外罐稳定工况载荷及应力分析

LNG储罐结构复杂,构件种类多,受力复杂,分析极限工况下储罐各部位的应力分布,对于研究全容式混凝土LNG储罐失效具有重要的意义。为此,通过对储罐的罐顶结构简化,在考虑储罐受到的可变载荷的基础上,对罐体受力荷载系统进行了分类计算和等效处理,建立罐体承载能力极限状态下的罐顶结构载荷、预应力载荷及其他各类可变载荷的组合工况,并采用ANSYS软件建立简化后预应力混凝土外罐的1/4部分的有限元模型,通过结构化网格处理和易发生应力集中处网格加密处理,对罐体各类荷载进行了等效处理,分析了储罐在承载能力极限状态下的罐体温度和应力分布。结果表明:(1)空罐工况下罐顶处最大受压受拉应力发生在储罐承压环处,最大应变位于最大拉应力-2.81 MPa处;(2)空罐工况下承台最大压应力、最大拉应力均位于罐底部与承台连接处外缘,应变最大值也位于承台与罐底接触外缘,此部位易开裂;(3)空罐工况条件下只有罐顶部与承压环应力达到混凝土破坏极限,而储罐其余部位应力均在材料安全极限范围内;(4)满罐风载/雪载工况下,罐体混凝土墙在各部位均达到混凝土材料强度极限;(5)满罐风载/雪载工况下承台与罐底连接部位处于混凝土材料受拉应力状态,且拉应力强度远远超过强度极限,该部位小裂纹在一定条件下易发生裂纹扩展;(6)罐体在热角保护部位的压应力达到混凝土抗压强度极限。结论认为,该研究成果为全容式混凝土LNG储罐失效分析提供了理论参考。     

海上浮式生产储卸油装置大型液化石油气储罐设计与校核

海上浮式生产储卸油装置(FPSO)上的大型液化石油气储罐具有储存的介质易燃、易挥发,储存量大,晃动幅度大等特点,其设计与校核目前没有专用的标准和方法。针对南海某FPSO上的大型液化石油气储罐进行机械设计研究,解决液化石油气储罐的壁厚、多鞍座和破波浪板等设计难点问题。建立有限元模型对各个工况下液化石油气储罐及其结构进行强度校核,同时建立计算流体力学模型对液化石油气储罐的晃动情况进行模拟。强度校核和数值模拟结果表明,液化石油气储罐本体、内部加强圈以及鞍座等结构的设计满足各种工况条件的要求,在储罐罐内增加破波浪板后能够有效抑制罐体内液体的晃动,降低液体对罐体的冲击与压强,确保液化石油气储罐在FPSO上的使用安全。     

池火环境下液化石油气储罐响应规律及影响因素

有关液化石油气(LPG)储罐火灾爆炸的研究,国内外研究者对池火环境下LPG储罐的热响应规律开展了大量的实验研究和数值模拟工作,但研究结果尚难以给出通用规律。为此,利用FLUENT软件建立了池火灾环境下LPG储罐热响应模型,以英国HSE管理局现场实验的卧式LPG储罐为例进行了三维数值模拟,计算结果与实验实测结果吻合较好。数值模拟结果表明:①池火环境下储罐内介质温度分布总体上呈现上部高下部低的趋势,气相及液相区的温度分层明显;②储罐内介质压力上升速率随着充装率的增大而增大;③LPG储罐失效是由介质温度升高导致的储罐内介质压力升高和气相区壁温升高导致的材料强度下降共同引起的。     

混凝土储油罐低温荷载模型试验

为了解混凝土储油罐在温差作用下的温度传播规律,进行了低温荷载模型试验。试验结果表明:加载初期储罐内外表面温差较大且分布很不均匀,是罐壁产生较大温度应力的危险时间段。采用过渡层模拟加载液体与模型内表面的温差,进行有限元计算,计算结果与试验结果相符。采用有限元法,计算原型混凝土储油罐低温储油时的温度场,进而对储油罐的设计和施工提供参考依据。     

石化企业储油浮顶罐挂壁损失影响因素分析

针对石油化工企业储罐无组织排放挥发性有机物（VOCs）带来严重的环境问题和油品损耗问题,以浮顶罐的挂壁损耗为研究对象,在概述浮顶罐挂壁损失机理的基础上,采用有机液体罐壁沾湿试验装置模拟储罐发油过程,以正辛烷、汽油、柴油和原油为存储对象,考察了罐壁锈蚀程度、边缘密封类型、液体种类和罐壁材质对挂壁损失的影响,并提出有效的减耗措施。结果表明,挂壁损失与储存液体的黏度、密度和罐壁锈蚀程度均呈正相关;刮油效果随着边缘密封性的增加而增强;罐壁锈蚀加重,降低了边缘密封材料对罐壁的压紧程度;多因素方差分析发现,各因素的影响显著性从大到小顺序为：锈蚀程度、液体黏度、密封类型、罐壁材质。建议API浮顶油罐挂壁损耗评估公式中考虑边缘密封对蒸发损耗的影响。     

膜法分离技术在废气治理中的应用

烯烃部B罐区有10座内浮顶储罐,其中石脑油储罐6座、混合苯储罐2座、粗芳烃储罐2座,10座储罐的罐顶呼吸气直排大气环境。2017年采用“膜分离+吸附工艺”对B罐区罐顶气进行了治理,通过膜分离技术回收了其中有效组分,对于未透过膜的废气通过吸附技术满足排放标准后排放,从而减少了罐顶气对大气环境的影响。     

全容式LNG储罐绝热性能及保冷系统研究

我国大型LNG接收站中的储罐均为全容式LNG储罐,其通常处于低温微正压状态,外界热量的漏入会引起LNG的蒸发,增加能耗,也可能会使储罐产生分层及翻滚现象,对其安全造成较大威胁,因此,需要对它的绝热性能及保冷系统进行研究。为此,根据全容式LNG储罐的结构特点,分别对罐顶、罐壁和罐底进行了漏热量计算,结合实例进行了LNG储罐总漏热量及日蒸发率的计算分析,探讨了LNG储罐的绝热性能,找到了影响储罐漏热量的主要因素：保冷材料的导热系数、保冷层的厚度、储罐表面的吸收率、环境温度等,为LNG储罐保冷系统的设计提供了相关依据;并根据LNG储罐保冷系统的需要,归纳总结了保冷材料的选择原则、施工方法及其注意事项。     

炼油企业大型储罐防腐方案探讨

按存储介质不同对炼油厂储罐防腐方案进行了讨论和总结,指出存储介质不同的储罐要运用不同的防腐方案,即使单独的储罐,在不同的部位也要对应不同的方案。本文对油罐的内外壁防腐方案都进行了讨论,介绍了各类储罐的易腐蚀部位、腐蚀原因、具体防腐方案。在原油储罐罐底要采用涂层加阴极保护联合防腐,面漆必须采用绝缘漆;在成品油罐中内壁防腐要采用导静电涂料防腐,但涂料的导静电性能与防腐性能要兼顾;储罐的外壁防腐,主要考虑大气腐蚀,要求涂料具有优良的防晒、防水、耐候性能。     

对球罐的检验、缺陷处理与防腐

采用宏观检查和MT,UT,RT等无损检测的方法,对多台、多种材质的球罐进行全面检验,以此发现球罐中存在的隐患。对大多数缺陷,采用打磨清除、焊接修补的方法彻底处理干净,并给出了焊接修补的技术要点和工艺参数;对少数遗留的缺陷,依据断裂力学理论用两种不同的计算方法作出安全评定;在使用维护中,对球罐外壁涂刷适当的涂料进行防腐保护,限定介质中的H2S含量来防范内壁应力腐蚀破坏。实践证明,检验是有效的,缺陷处理所采用的方法是可行的、也是可靠的,保证了球罐的安全运行。     

分隔壁塔分离苯和乙烯烷基化产物的模拟

研究了分隔壁精馏塔在分离苯和乙烯烷基化产物中的应用。采用Aspen Plus的Petlyuk模块对分隔壁精馏塔进行了模拟计算。首先采用等效三塔简捷模型计算分隔壁精馏塔的分壁段、主塔塔板数等参数,以此为基础,采用Petlyuk模型对分隔壁精馏塔进行严格计算,再采用Aspen的模型分析工具确定塔的最佳工艺参数。结果表明,对于乙烯和苯烷基化产物体系,采用分隔壁精馏塔分离的最佳参数为主塔理论塔板数58块、预分段理论塔板数25块,上、下端互联位置分别在15板、40板,进料位置在第10块板（预分段）,侧线乙苯抽出位置在第24块板（基于主塔）,主塔回流比13,互联物流液体流量500 kmol/h,气体流量950 kmol/h。在此参数下,计算得到的侧线采出乙苯质量分数为9992％,满足乙苯产品的纯度要求。