10×10~4 m~3浮顶罐罐壁附近原油温度分布数值模拟

我国石油储备多采用10×104 m3浮顶罐,为了保证浮顶自由升降,必须掌握罐壁附近原油温度分布。为此,建立了双盘式浮顶罐在加热过程中的二维模型,应用计算流体力学软件Fluent,模拟18种工况下罐内原油流场及罐壁附近原油温度分布,分析储油高度和加热蒸汽量的影响,结果表明:原油在罐内的运动由尺度不同的涡旋组成,罐壁附近存在0.2 m厚度的热边界层。该研究深化了业内对储罐加热过程中传热传质的研究,对大型储罐安全经济运行具有重要的指导意义。     

立式内浮顶油罐瘪罐现象分析

针对立式内浮顶油罐遭受热带风暴侵袭后瘪罐事故屡有发生的现象,采用ANSYS软件建立有限元模型,对立式油罐进行了几何非线性分析,计算得出风压导致的变形量较小,表明风压对瘪罐事故的影响较小。同时,对呼吸阀的输送能力进行了分析,结果表明,温度骤降时机械呼吸阀换气量不足是导致事故的主要原因。根据分析结果,提出了提高储罐安全性的建议。     

浮顶罐刮蜡机构损坏的力学分析

从力学角度分析了浮顶罐刮蜡机构压筑大量断裂的原因：未按设计图安装压簧，导致其实际挠度超过设计挠度的８８％，使压簧根部的最大弯矩处正应力超出了许用应力值，应力集中使压簧折角处两边产生微裂纹；罐壁焊缝及施工中遗留的凸出焊点和残留物对刮蜡板产生卡阻和冲击荷载，压簧经长时间运行后发生疲劳断裂。针对上述原因，提出了具体维修方案。     

20×104 m3特大型浮顶原油储罐应力分析与安全评定

油罐的大型化发展导致罐壁和罐底的应力分布和变形情况复杂化,因而对油罐的设计水平提出了更高的要求.采用有限元法对20×104 m3特大型浮顶油罐进行应力分析,并采用分析设计方法对其展开强度评定.结果表明:在工况条件下,油罐第3～7圈罐壁板、大角焊缝结构突变处、边缘板翘曲开始和结束处等效应力较大,是罐体的危险点.根据强度评定结果对罐壁板及罐底边缘板提出了减小其应力幅值、提高安全系数的优化建议,为20×104 m3特大型浮顶油罐的结构设计和材料选用提供了可靠的设计依据.     

浮顶罐消防理论计算与实际效果分析

浮顶罐在设计阶段计算的火灾面积是罐壁与泡沫堰板之间的环形面积,并根据该环形面积配备相应的消防泡沫灭火系统以及冷却水系统。在真正发生火灾时,实际情况往往与设想情况完全不同,灭火面积并不一定按照这一面积,真实火灾可能导致罐壁变形,浮盘倾侧,罐壁破漏等情况。结合大量浮顶罐火灾发生实例,针对火灾发生时浮盘等附件变化对扑救着火面积产生的影响,并就几种突发情况作了介绍。     

5×10~4 m~3浮顶罐温度分布变化规律

浮顶罐是油品储存的主要设备,明确油品在罐内的温度分布变化规律,准确预测油温变化对于油库安全、低耗运行具有重要意义。以5×10~4 m~3浮顶罐为测试对象,通过现场跟踪测温的方式研究罐内原油温度场变化特性。结果表明:当外界温度低于油温时,罐内温度呈现反浴盆曲线,存在明显的核心恒温区;当外界温度高于油温时,罐内温度呈现导热分布,罐内核心恒温区消失。研究结果可为节能减排、科学制定浮顶罐加热运行方案及预防凝罐事故提供技术参考。     

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。     

5X104^m^3原油储罐改造为内浮顶柴油罐的检测

为了提高某油库储油罐的利用效率,拟将富余的2座5X104m3外浮顶原油储罐改造为内浮顶柴油罐。基于此,分析了改造过程中需要处理的储罐缺陷,针对基础沉降和不均匀沉降,管壁椭圆度、垂直度和水平度,底板腐蚀情况,以及罐体各部位的钢板厚度进行相应检测,按照相关规范要求进行校核,确定各部位改造的具体技术要求。此外,通过调研分析,提出应用双向子午线网壳技术作为改造内浮顶的网壳顶盖。相关经验为后续储罐的改造修复提供了作业依据。（图3,表4,参7）     

20×10^4m^3超大型储罐双盘式浮顶性能与设计

针对某20×10^4 m^3超大型储罐用双盘式浮顶提出整体建模的数值计算方案,建立整体ANSYS有限元模型.按照相关标准规定对浮顶正常漂浮工况、两个相邻浮舱泄漏工况、一个边缘浮舱与相邻环向浮舱整体泄漏工况、上顶板250 mm积水工况4种情况下的应力分布和下沉位移进行分析计算.结果表明：上顶板250 mm积水工况为最危险工况,此时浮顶最大应力为123.9 MPa,最大下沉位移422.4 mm.利用有限元计算模型开展以减轻浮顶总体质量为目的的结构优化计算,结果表明：桁架的数量对于浮顶整体质量影响较小,但对于增加浮顶支撑、减小应力水平的影响较大,结构优化应从减小板材厚度方面考虑.（表1,图4,参6）     

外浮顶储罐排水管的泄漏分析及选用

以外浮顶储罐排水管的实际应用为例,分析了外浮顶罐排水管产生泄漏的原因,通过比较,指出旋转接头连接钢管式浮顶排水管密封性较差,钢管与金属软管混合式浮顶排水管密封点较多,易变形、易泄漏,通过生产实践,推荐了密封点仅为两个的优质金属软管式浮顶排水管。     

10000m~3拱顶油罐顶板应力与腐蚀的分析

10 000 m~3拱顶油罐主要用于长输管道的中间泵站,其顶板为板架结构。当油罐吸油和排油时,罐内气体压力发生变化,致使顶板产生交变应力。这类油罐经十多年的使用后,发现顶板腐蚀破坏十分严重,有的已出现孔洞,其腐蚀位置主要分布在内外柱之间的环形带处。针对此问题,运用有限元法分析计算了该类油罐顶板在排油和吸油两种工况下的应力与变形规律,得出如下结论:在距中心柱10m左右(内外立柱之间)环形带处应力值最大,且两种工况时的交变应力幅值也最大,因而引起的应力腐蚀最为严重。这与顶板腐蚀破坏的实际情况相吻合,说明该类油罐顶板腐蚀破坏的主要原因是应力腐蚀,这一结论对该类油罐制定防腐措施、改进设计方案具有指导作用。     

两种典型湖南森林土壤SO_4~(2-)NO_3~-吸附及解吸的研究

采用现场采集土样及室内处理和分析方法,研究了2种典型湖南森林土壤对SO42-、NO3-的吸附及解吸规律。结果表明,红壤和黄红壤都具有相当强的SO42-和NO3-吸附能力,但其NO3-最大吸附量约为SO42-吸附量的39%～62%;表土SO42-解吸率远高于底土SO42-解吸率,且NO3-解吸率明显低于SO42-解吸率;土壤SO42-和NO3-的解吸率随着解吸液pH值的下降而下降;由于SO42-与NO3-的竞争,共同吸附试验中土壤对SO42-或NO3-的吸附量都小于单独吸附试验中的吸附量,共同解吸试验中解吸液明显增加了对SO42-的解吸率而降低了对NO3-的解吸率。