原油储罐温降规律的实验研究

油库是原油储运中心，原油在储油罐中必然有一定的存储时间，其温度将不断下降。然而，储油罐中原油温度决不能低于某一数值(一般为29℃)，否则将造成凝罐等恶性事故。为防止此类事件的发生，除在储油罐上采取各种保温措施外，主要采取不定期倒罐的方式，来防止原油的凝固。但是在什么时间进行倒罐，即采取何种倒罐方案没有确切依据，全凭经验，具有很大的盲目性。倒罐太频繁，必然造成能源及人力和物力的大量浪费；倒罐周期太长，又可能发生凝罐等事故。     

储油罐温度分布规律初探

为保持罐中油品储存温度，现场主要采取了倒罐方式，但缺少必要的测温装置，对罐内原油的温度状况不清楚。近年研制了一套温度实时监测和报警系统，对各监测点的温度进行实时监测、记录和超温预警及报警；同时监测并记录了储油罐的进出口温度、环境温度、地温以及储油罐液位等参数，并对储油罐有关温度分布规律进行了初探。     

外浮顶储油罐密封圈油气扩散大涡模拟研究

采用大涡模拟高精度流场计算方法对外浮顶罐密封圈泄漏油气的扩散规律进行研究。建立油气扩散的大涡模拟计算模型,给出控制方程和求解方法,基于实验数据验证了数值解法的准确性。通过数值模拟,研究不同液位储罐瞬态绕流风场的旋涡分布和演变过程,分析泄漏位置、液位对10×10~4m~3外浮顶储油罐罐顶油气分布和可燃区的影响规律。研究结果表明,当液位较低时,在旋涡的输运作用下,上风侧油气浓度高于下风侧,且可燃区范围较大;随着液位升高,输运作用降低,油气聚集在泄漏口附近,可燃区范围逐渐减小。当油气沿整个环向密封圈均匀泄漏时,油气浓度最高值位于迎风面左右两侧45°附近。当油气分别从上风侧、侧风向和下风侧泄漏时,低液位储罐的可燃区范围由大到小依次为下风侧、侧风向、上风侧;满液位储罐的可燃区范围由大到小依次为侧风向、上风侧、下风侧,低液位储罐的可燃区范围比高液位储罐高1.3～1.7倍。该研究结果可对大型外浮顶油罐起火事故预防提供理论支持。     

原油储罐机械清洗技术

原油中含有少量的泥砂、水分等杂质，这些杂质沉积在储油罐的底部和附件上，使储油罐的有效容积减少，同时会对罐底板和罐壁板产生腐蚀，造成原油泄漏，存在重大安全隐患。为了保护罐体、减少能源浪费、防止安全事故的发生，根据规定必须定期对储油罐进行清洗。目前我国绝大部分石化企业采用人工方式清洗储油罐，而用储油罐机械清洗技术对储油罐进行清洗，可以减少清洗的周期，能保证清洗的质量，还能够节约成本、保护环境、减少事故的发生，储油罐机械清洗较人工清洗具有显著的优势。     

应用积分法实现两种油罐容量的动态计量

油田常使用"平头卧式椭圆罐"、"碟式封头卧式圆罐"计算储油量,现场多是依据罐内液面高度凭经验估算判断,存在一定的误差。该文提出了两种典型油罐储油量的计算方法,并编制了相应的计算机程序,能够根据不同罐型及不同含水率算出不同液面高度下的储油量。经现场实际应用,表明计量结果准确可靠,较好地解决了储油罐计量问题,提高了单井罐计量的精度及罐车运输原油的计量精度。     

原油储罐机械清洗技术

原油中含有少量的泥砂、水分等杂质，这些杂质沉积在储油罐的底部和附件上，使储油罐的有效容积减少，同时会对罐底板和罐壁板产生腐蚀，造成原油泄漏，存在重大的安全隐患。为了保护罐体、减少能源浪费、防止安全事故的发生，根据规定必须定期对储油罐进行清洗。目前我国绝大部分石化企业采用人工方式清洗储油罐，只有少数几家石化企业应用了储油罐机械清洗技术，储油罐机械清洗技术在我国尚处于应用起步阶段。     

储油罐防硫化氢溢出装置

克浅原油处理站现有的一段沉降罐与二段沉降罐量油口量油管只有0.5 m,只能在量油取样时起到引导取样器下降的作用,不能达到罐内液位以下(储油罐空高2 m),导致大量硫化氢气体从罐顶的量油口处溢出。为降低储油罐罐顶硫化氢气体浓度,分别对一段沉降罐与二段沉降罐罐顶量油管进行改造,安装了研制的防硫化氢溢出装置,终致沉降罐罐顶硫化氢气体的释放量趋近于无。     

原油储罐温降规律研究

凝点高于环境温度的原油储罐由于油温低于原油凝点会凝结,原油不能正常流动,严重威胁储罐的安全运行管理,需要定期对其维温加热以保证安全运行,消耗的热能巨大。基于热传导及能量守恒定律,使用Matlab编程语言,建立了一个符合油罐温降规律的温降计算模型,利用储罐在距离罐壁1m量油孔竖向位置的10个温度探头验证该温降模型的可靠性。研究了不同液位现场值与理论值的对比,原油储罐温度分布规律,得出了不同季节、不同液位工况下油罐温降规律。     

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。     

物联网变送器及AI调度系统在输油管网中的应用

针对原油管道运输过程中,长期依赖人工观察油罐液位、开启输油泵的缺陷,阐述了一种基于物联网技术的变送器及人工智能(AI)调动系统在输油管网的应用方法。该物联网变送器具有内置身份识别系统及数据采集、控制、存储功能。AI调动系统根据管网压力、储油罐液位、油泵状态数据,采用分级、分时控制的方式,智能开启油泵,以保证输油管网的压力稳定及储油罐的液位控制,兼具超限报警等功能。该方法减少了人工成本、降低了储油罐溢罐风险,有效避免了由于压力超限造成的输油管线爆管,实际应用良好。     

内浮顶储罐环向通气孔设置方式的经济性与安全性

内浮顶储罐无密封要求时,应设置环向通气孔。环向通气孔应设置在最高设计液位以上的罐壁或固定顶上。通气孔设置在罐顶时,当液位控制系统失灵时,为了保证此时罐壁的安全,设计人员将计算液位取为罐壁总高度,增加了罐壁的整体重量。环向通气孔设置在罐顶,液位报警装置的可靠性是防止发生内浮船冲顶事故的关键。环向通气孔设置在罐壁,即在罐壁开设长型溢流孔,既可起到通风作用,又可防止液位报警装置失灵发生内浮船冲顶事故。     

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。     

甲烷、二氧化碳和氮气在油相中溶解度的预测模型

以甲烷、二氧化碳、氮气在原油中的溶解度实验为基础,观察3种气体在原油中的溶解特征和规律,并从理论上探讨了气体在原油中的溶解机理,提出以下观点:1)原油中的烃类物质在气体溶解过程中起主要作用,而胶质、沥青质等大分子对气体溶解度的贡献很小;2)气体分子可与烃类物质分子形成加合物分子,这个过程可看成是一个表观化学反应,其反应程度可以用一个平衡常数K来描述;3)先期形成的气体-烃加合物分子对后续的气体还具有一定的溶解能力,这种再溶解能力可以用一个二次作用系数α来描述;4)原油的性质用地面原油的密度、原油中烃的质量分数和烃的平均分子量来表征。在此基础上,综合考虑影响气体溶解的其他因素,推导出气体在原油中的摩尔溶解度理论方程和气油比的理论方程。经与实验数据对比,理论计算值与实验结果有很好的一致性。     

地中式混凝土储油罐注油过程罐壁温度应力仿真分析

对地中式混凝土储油罐注油过程进行了有限元仿真计算,分析了地中式混凝土储油罐在注油过程中的罐壁温度应力的响应规律,得到了储油过程中油罐最大应力以及出现时刻,并与瞬时注油的简化计算方法进行了对比分析,为预应力加载和有限元计算提供了参考.     

卧式筒形罐容积表的编制

本文提供了卧式筒形罐理论容积表的编制方法，即通过建立物理模型，得出容积的数学表达式，再编写计算机程序，计算出卧式罐在任何液位下的介质储存量。     

立式圆柱形储油罐地震敏度分析

以罐 -液系统耦联振动规律为理论基础 ,对立式圆柱形储油罐的地震敏度进行了定量分析。储油罐地震敏度反应包括地震载荷引起的动水压力、基底剪力、倾覆力矩以及储液表面的晃动 ,地震敏度定量分析就是对这些参数做定量计算 ,从而对储油罐进行抗震设计。通过与《API 650》附录E和我国采用的《工业设备抗震鉴定标准》附录九的比较表明 ,新的地震敏度定量计算方法可对不同高径比的储油罐做地震敏度计算 ,物理概念清楚 ,计算过程简单明了 ,适用于工程中储油罐的地震敏度分析。     

原油混输模型及应用

讨论了利用混合整数规划和多周期模型技术建立炼油厂原油从码头储油罐到厂区罐以及从厂区罐到装置的混输和日调度数学模型 ,以确保进装置原油质量。此外 ,还给出了应用实例 ,并对结果进行了讨论。     

混凝土水下油罐的传热分析与数模计算

本文研究混凝土水下油罐采用油水置换工艺贮存高凝原油的传热规律,它是工艺设计与结构设计的重要依据.这种传热过程比较复杂,本文基于对贮油罐进行模拟试验和温度场变化规律的大量实测数据,通过分析研究,建立油罐的分区传热模型,用有限差分法对不稳定传热的温度分布和散热量进行数模计算,求得高凝原油在贮存条件下的表观导热系数.为0.325T_i^1/2;相应原油的“临界导热温度”T_x为41℃,应用数模计算贮油罐内温度分布和随时间的变化规律,得到各节点的实测温度与计算值的平均偏差<±1℃,表明分区传热模型较清晰、合理地反映了贮罐内原油、海水、油水界面、罐壁砂套以及环境温度相互间的传热特征;数模还提供了热油通过罐顶、罐壁和油水界面分别的散热量随贮存时间的变化曲线,计算表明,原油通过油水界面的散热量仅占原油总散热量的2.1～3.1%,由此结果进一步论证了油水置换工艺贮存高凝原油的可行性.     

外磁场对原油粘度的影响

介绍处磁场原油性质影响的机理，提出了计算外磁场对原油粘度影响的模型，计算结果表明：外磁场对原油粘度的影响是各异性好的，当外磁场方向与原油流动方向垂直时，原油的粘度是下降，的且其降粘率随温度的升高而降低，在场强较小时，且温度高于原油凝固点的温区，理论与实验结果相答，当外磁场方向原油流动方向平行时，原油的粘度是增高的。     

原油储罐静态容量计算方法

原油储罐静态计量需要查阅罐容表,结合测量结果和化验数据,进行多步内插法计算方可得到储罐存油的体积、质量、毛桶等数据,涉及的数据参数多、计算量大。以往采用人工计算容易出错,商业化的软件往往不能满足用户的更多计算需求。为提高工作效率,节约人工成本,制作出相对应的Excel原油储罐静态自动计量表,并将罐容表值插入计算表中实现自动计算表格,只要输入液位高度、温度、密度(20℃)、水分,便可得到相对应的数据。该计算方法方便计量人员使用,计算数据准确可靠。