金属油罐加强圈的合理确定

金属油罐加强圈的合理确定，对防止油罐罐壁失稳，保证油罐安全生产具有重要作用。分析了目前油罐加强圈的设置现状，针对目前我国油罐罐壁加强圈设计中普遍存在的不足，结合油库油罐使用过程中发生罐壁失稳事故实例，指出设计同罐罐壁加强圈时必须扣除腐蚀裕量值，这样才能保证当腐蚀裕量耗尽时，油罐仍具备足够的罐壁稳定性，同时对加强圈的位置及数量提出了设置意见，考虑到油罐强度要求，扣除值应以罐壁各圈板中腐蚀裕量为最小的     

火灾环境下邻近罐壁热辐射分布实验

油罐火灾蔓延的主要因素是油罐热辐射,在着火罐火焰热辐射作用下,邻近罐极易被引燃,造成整个罐区大面积起火。为了研究邻近罐罐壁热辐射分布规律,建立了油罐燃烧对邻近罐热辐射影响的小尺寸实验装置,开展了火灾环境下邻近罐壁热辐射分布的实验研究。结果表明:在火灾环境下,邻近罐正对着火罐方向的罐壁受辐射作用最大,热辐射从罐顶到罐底逐渐降低、从中心向两边呈轴对称降低;随着L/D(L为相邻两个油罐的距离,D为油罐的直径)增大,邻近罐热辐射下降。实验数据为火灾环境下邻近罐的热辐射研究提供了参考,对防止邻近罐被引燃,做好油罐区火灾爆炸事故的预防具有重大意义。(图5,表1,参24)     

火灾环境下邻近油罐的热辐射分布规律模拟

油罐火热辐射是导致油罐火灾蔓延的主要因素,为此开展了邻近油罐受热辐射后罐壁热辐射通量分布特点的研究。基于油罐火焰特性和大直径池火灾模型相关研究成果,采用FDS软件建立大直径油罐火灾几何模型,分别模拟3 000 m3、5 000 m3、10 000 m3拱顶汽油罐的燃烧和传热过程,分析油罐燃烧参数的变化,得出L/D(L为油罐间距,D为油罐直径)分别为0.6、1.0、1.5时邻近油罐的热辐射通量分布规律。结果表明:火灾环境下邻近油罐正对着火罐方向罐壁受辐射作用最大,热辐射通量从罐顶至罐底逐渐降低,从中心向两边呈轴对称降低。当L/D相同时,3 000 m3油罐的热辐射通量最大,其次是5 000 m3、10 000 m3的油罐;而当油罐容积相同时,L/D越大,邻近油罐罐壁的热辐射通量越小。将FDS模拟计算得到的热辐射通量与理论计算值进行对比,发现模拟值与理论值相差较小且变化趋势一致。研究结果有助于油罐火灾的预防、控制及扑救,消防规范编制,以及储油罐区的设计。     

大型油罐抽瘪修复技术

1994年5月1日晚11时,河南油田炼油厂发生了一起1000m~3柴油罐抽瘪事故。经调查分析,事故的直接原因是机械呼吸阀失灵,致使在抽油过程中罐内形成了一定的真空度,该真空度超过了油罐所能承受的负压而将其抽瘪。观测发现,油罐主体有三处大面积凹陷,最大凹陷深度为500mm;罐顶有一处凹陷,深度为400mm,面积达罐顶面积的三分之一。     

罐顶对罐壁应力的影响

在大型油罐设计中采用线性理论的方法,分析论述了罐顶对罐壁是否产生影响这一问题。通过对拱顶油罐、浮顶油罐的罐壁边界条件、罐顶边界条件的分析计算,求出各层壁板挠度方程中的待定系数,便可得出其应力。从线性方程中,可看出影响罐壁应力的主要因素是挠度方程中的待定系数。待定系数除受储罐尺寸、液位高度的影响外,还受罐顶重量、罐顶剪力和弯矩的影响。以10万m~3浮顶油罐和拱顶油罐为例,进一步证明,液位是罐壁应力的控制因素,而罐顶重量、罐顶剪力和弯矩对罐壁应力的影响可以忽略不计。     

材料特性对大型油罐象足屈曲临界应力的影响

象足屈曲是大型油罐在地震载荷作用下的典型破坏方式。在国内外规范中,油罐抗震设计公式均基于薄壳的弹性稳定理论,而象足屈曲属于弹塑性屈曲,因此,有必要研究储罐材料特性对象足屈曲临界应力的影响。基于Ramberg-Osgood材料模型,提出大型油罐象足屈曲的临界应力计算公式,分析材料参数的屈强比、屈服强度以及罐壁环向应力对罐壁屈曲临界应力的影响。研究结果表明:大型油罐发生象足屈曲时,材料幂硬化指数与罐壁屈曲临界应力的关系受罐壁环向应力的影响,环向应力的增大能够有效降低储罐的屈曲临界应力,且屈曲临界应力随着屈强比的增大而降低。当环向应力与屈服强度之比一定时,材料屈服强度的增大能够适当提高罐壁屈曲临界压应力,但效果并不显著。     

罐项对罐壁应力的影响

在大型油罐设计中采用线性理论的方法，分析论述了罐顶对罐壁是否产生影响这一问题。通过对拱顶油罐，浮顶油罐的罐壁边界条件，罐顶边界条件的分析计算，求出各层壁板挠度方程中的待定系数，便可得出其应力。从线性方程，可看出影响罐壁应力的主要因素是挠度方程中的系数。待定除受储罐尺寸，液高度的影响外，还受罐顶重量，罐顶剪力和弯矩的影响。以１０万ｍ＾３浮顶油罐和拱顶油罐为例，进一步证明，液位是罐壁应力的控制因素，而     

20 000 m3浮顶油罐举升应力监测与分析

在某油库20000m^3浮顶油罐举升的过程中，利用专门研制的举升安全监测系统，对举升过程中作用于罐壁的垂直提升力和水平作用力以及罐壁重要受力部位的应力进行了同步监测。经过数据分析，揭示了罐壁应力变化、分布与传递的内在规律，为确保今后油罐举升方案的制定和安全实施提供了科学依据。     

饱和黄土地基修建15×10~4 m~3超大型油罐现场充水试验

为检验工程设计的合理性和保证运行的安全性,针对饱和黄土地区首次修建的15×104 m3超大型非锚固油罐进行现场充水试验,通过在油罐罐壁和环墙基础钢筋表面粘贴应变计在油罐地基埋设沉降计,测试充水过程中的罐壁应力、环墙应力和基础沉降,分析罐壁应力、环墙应力,在基础沉降变形的发展规律。研究表明:充水到最高水位22.2 m时,距离罐底以上3.34 m处罐壁环向应力达到284.9 MPa,罐壁的环向应力随充水水位的增加基本呈线性关系。环墙内侧上部受到油罐传递的压应力,内壁整体受到环墙内垫层传递的压应力,环墙内侧1.0 m处环墙应力最大值为1 091 k Pa。油罐基础的沉降变形大部分为塑性变形,在充水试验结束后能较快趋于稳定,整个底板的沉降呈现碟形分布。研究结果可为超大型储罐在黄土地基的设计和建造中提供技术依据和设计参数验证。     

魏岗输油站浮顶油罐浮顶卡阻整治

利用魏荆输油管道魏岗输油站油罐大修的机会,消除油罐卡阻隐患,达到油罐安全运行、提高罐容利用率的目的。基于对浮顶偏移量现场测试结果的分析,制定了释放中央排水管内应力、调整导轨位移、上水试验时整治罐壁变形的浮顶卡阻整治方案:将两组中央排水管固定结构由硬连接转变为软连接;调整浮梯与导轨中心的偏移;缩小一次密封压板与托板水平尺寸;罐壁变形部位的冷校正。油罐的卡阻浮顶经过综合整治后,中央排水系统内应力消除,排水管水平位移可达30mm;浮梯中心水平投影线与导轨中心线重合,浮梯滚轮与导轨无摩擦;油罐上水试验到极限罐位时,浮顶升降无卡阻;提高了罐容利用率,消除了浮顶倾斜、卡阻甚至沉船的隐患。     

基于风洞平台实验的内浮顶罐油气泄漏扩散数值模拟

研究内浮顶罐油气泄漏扩散规律,对于加强环境污染控制、保障罐区安全具有重要意义。建立风洞实验平台,测试小型内浮顶罐风速及浮盘位置对蒸发损耗速率的影响,并考察了风场、浓度场分布规律。基于CFD数值模拟,使用UDF导入环境风,建立了内浮顶罐油气泄漏扩散的数值模型,并通过风洞实验数据验证其模拟的可行性。重点讨论了内浮顶罐外风场及风压分布规律、风速对内浮顶罐油气流场分布及油气扩散浓度的影响。结果表明:浮盘位置越低、风速越大,蒸发速率越快;罐壁的静压力分布规律为迎风侧最大、背风侧居中、罐两侧最小;不同风速下,罐内油气分布整体呈现对称状态;风速越小,油气质量浓度越高,浮盘缝隙处的油气质量浓度最高,并存在安全和环境污染隐患。研究成果对于内浮顶罐设计及运行维护、环保安全管理具有参考价值。(图13,参27)     

油罐区防火堤及排水对消防安全的影响

具有隔油阻火作用的防火堤过高会影响灭火操作,而土质防火堤不易保持完整,且占地面积较大;当防火堤仅能承受所容纳油品的静压力时,可能会受到油品冲击力的破坏;用活动金属挡板及水封井附加控制阀门封闭油罐组排水沟的方法既不可靠又会使流淌火面积扩大。针对油罐组防火堤高度、建造材料、强度和闭合性等方面的问题,提出了改进意见和相应的措施。     

立式金属分割油罐的应用及改进建议

随着油品牌号的增加,油罐的数量也随之增加,需要占用更多的土地,在节约占地面积,进行合理平面布置的基础上,提出立式金属分割油罐的设计方案。在进行试水试验时,因部分割板和罐外壁变形、壁板加强筋和拉杆产生应力荷载等原因使该方案不理想,存在利用率低、计量不准确、内部泄漏等问题,通过采取罐中罐分割罐形式,能克服以上不足,使分割油罐设计方案能更好地推广应用。     

太阳辐射作用下浮顶油罐温度场的数值模拟

为了研究太阳辐射对浮顶油罐温度场的影响,有必要掌握受太阳辐射影响原油在浮顶油罐中的温度变化规律.通过分析浮顶油罐与环境换热过程,建立2×104 m3 浮顶油罐的三维模型,对一天内浮顶油罐油品及罐壁的温度变化进行数值模拟.结果表明:在以太阳辐射为主的环境变化影响下,浮顶油罐的近壁面和浮盘处会产生温度梯度较大的高温油层,深...     

外浮顶油罐密封装置问题探讨

针对外浮顶油罐密封装置在生产运行中出现的密封不严或密封压缩过紧的现象进行了现场调查,分析了产生这一问题的原因,提出油罐基础沉降,罐壁的垂直度和椭圆度超差等是造成密封不严或密封压缩过紧的主要原因,提出了施工控制方法,特别是要加强油罐壁板预制质量控制,提高底圈壁板的安装质量,对第二圈以上壁板垂直度逐圈控制,把总体垂直度的控制误差分解到各圈壁板中,建议在大型储罐施工中,除提高技术水平外,还应加强人员质量     

大型拱顶钢油罐抽瘪后的修复

以石家庄炼油厂T－202罐的修复为例，探讨了大型拱顶油罐抽瘪后的修复问题，介绍了修复中采用的注水加压法，分析了T－202罐承压环在内压作用下的受力情况，对不举内压力，罐顶承压环的强度进行了校核，通过对T－202罐的修复，说明大型拱顶油罐抽瘪后的采用注水加压法进行修复是完全可行的。     

液气举升油罐的强度计算

针对液气举升的方法,给出了不均匀沉降曲线油罐举升和基础再处理中的力学计算模型,并采用力法及板壳理论对其举升后油罐的罐壁,角焊缝及罐底板进行了强度计算,给出了其位移及内力的计算公式,并举例进行了计算。     

埋地储罐设计与 FLAC3D 数值模拟

总结了目前国内常用的埋地储罐强度和稳定性设计方法,针对具体埋地储罐案例,进行了壁厚计算、稳定性校核和加强圈设置及尺寸确定。为验证理论设计的可靠性并准确掌握埋地储罐的变形及应力分布规律,借助ANSYS软件建立储罐及周围填土模型并导入FLAC3D,利用FLAC3D进行数值模拟;对比分析理论设计与数值模拟结果,得出结论：储罐理论设计是安全可靠的;设计过于保守,钢材强度利用率非常低;不设置加强圈的罐壁本身可满足稳定性要求,稳定性设计方法及公式偏于保守;无加强圈储罐,其封头强度及刚度均大于圆筒,应力和变形大小从两端封头到罐体中部递增,且二者在储罐整体上分布不均匀;有加强圈储罐,其应力及变形分布均较均匀,整体受力性能较好。（图7,参16）     

金属油罐罐壁传热系数的数值解法

用常规的方法计算金属油罐罐壁传热系数需查找大量的图表并进行多次繁琐的试算,不仅浪费时间而且计算精度不高,利用最小二乘法将有关表格拟合成曲线方程,用数值分析法建立计算立式金属油罐罐壁传热系数的数学模型,并用对分法取代试算法计算罐壁传热系数,可以提高计算精度和速度。