全容式LNG储罐内罐泄漏源模型

基于实际工程设计工作的需要,研究了全容式LNG储罐内罐泄漏动态过程的特点,建立了描述内罐泄漏动态过程的泄漏源模型,推导了基于泄漏孔位置的泄漏液体液位高度与泄漏持续时间关系的方程。以某16×104m3的LNG储罐为例,进行了不同泄漏工况的计算与分析,结果表明:全容式LNG储罐内罐泄漏最不利的情况是内罐底部出现破裂,此时,液体泄漏到环形空间的时间最短。     

大型LNG储罐泄漏扩散研究进展

大型LNG 储罐一旦发生泄漏,将会对周边人员和财产构成重大威胁。基于充分调研,分别从理论、试验及数值模拟3 个方面论述了国内外关于LNG 泄漏扩散的研究进展,尤其是近年来国内外在数值模拟方面的突破性研究成果。大型LNG 储罐泄漏后的气体扩散理论模型主要有高斯模型、唯象模型、箱及相似模型、浅层模型;通过LNG 泄漏试验获取了大量基础数据,主要包括气象条件参数、气云、液池燃烧的相关数据;在数值模拟方面,对LNG 泄漏气云扩散开展了大量研究,尤其是针对不同影响因素耦合作用下LNG 的泄漏扩散演变过程、气云变化形态、影响区域、爆炸范围等进行了模拟分析。通过对比分析发现,数值模拟方法具有成本低、精度高、可操性强等优点,既能有效拓展理论和试验研究成果,又能开展复杂工况下LNG 泄漏扩散的研究。对3 种方法的研究趋势进行了预测,提出大型LNG 储罐泄漏扩散的研究还需与接收站实际情况相结合,指出在今后的研究中应以数值模拟研究为主、试验与理论研究为辅。     

双层罐底板结构立式储罐泄漏试验

为了克服现有立式储罐检测方法的不足,提出一种可实现泄漏在线监控的新型双层罐底板结构方案,并搭建了一套基于PLC和相应传感器的试验系统.以93#汽油、柴油、水为泄漏介质,开展泄漏试验研究,验证了系统的可靠性和灵敏性.以93#汽油为例,研究了泄漏位置及泄漏量对泄漏扩散的影响规律.结果表明:对于相同的泄漏量,罐底中心处的泄漏扩散最快,可被检测到的时间最短,而边缘处可被检测到的时间相对更长;发生在同一位置的泄漏,其被测管路中泄漏介质体积分数值随泄漏量的增大而增大.试验结果表明:该系统具有足够的可靠性及灵敏性,可直接应用于双层罐底板结构立式储罐的现场监测.     

国内外储罐泄漏检测技术现状北大核心

我国普遍存在储罐超期服役问题,储罐泄漏风险大。应用先进的储罐泄漏检测技术,在储罐泄漏初期采取处置措施,有助于提高储罐设施的安全性和可靠性。分析了目前国内广泛应用的储罐泄漏检测方法的优缺点,包括常规的人工检尺方法、新发展的储罐基础钻孔检测方法和双层罐底板泄漏检测方法,以及适用于停运储罐的开罐检测方法。介绍了美国储罐泄漏检测的技术标准、先进经验和推荐做法,包括漏油感应电缆、电阻探漏法、储罐泄漏初期处置措施以及储罐泄漏定量风险评价等。最后,提出了选择适宜储罐泄漏检测技术的建议,以及借鉴美国标准完善国内储罐泄漏检测技术的建议。     

碟封头卧式储罐的动态特性及优化北大核心

为了分析碟封头卧式储罐的动态特性,并得到夹套支座对储罐固有频率和振型的影响,结合振动力学模态分析理论与有限元方法,建立了碟封头卧式储罐的有限元模型。针对该模型,分析了夹套支座间距与个数对储罐动态性能的影响,得到了最优的夹套支座间距和个数。分析结果表明:对于两支座卧式储罐,随着支座间距的增大,卧式储罐的固有频率增大,但当支座间距达到储罐长度的1/2后,固有频率不再明显增大,因此储罐长度的1/2为最优支座间距;增加支座个数可以有效增大结构的固有频率并降低变形量,但当支座个数从三支座增加到四支座时,结构的振动特性改变不大,考虑材料与安装成本,认为三支座是多支座卧式储罐的最优选择。研究结果为卧式储罐的支座设计和工程安装提供了理论依据。     

储罐与工艺管道的完整性管理

针对储罐和工艺管道开展以风险评价为核心的完整性管理,是提高油气站场安全管理水平的必然趋势。基于干线管道完整性管理方法,提出了储罐和工艺管道完整性管理的基本方法。以API Publ 353标准中的定量风险评价方法为基础,阐述了储罐和工艺管道的风险计算基本模型,包括储罐和工艺管道泄漏场景的确定,腐蚀速率、泄漏频率和后果的计算等。在完整性评估和风险减缓措施方面,总结了储罐和工艺管道的检测和评价方法,明确了风险评价与缺陷检测的先后次序与相互关系,提出了风险减缓措施的分类和影响因素,以期为我国开展储罐和工艺管道的完整性管理提供必要的参考。     

LNG储罐温度场计算及影响因素分析

为了准确计算LNG储罐在不同工况下的温度场,基于ANSYS软件建立了全容式LNG储罐温度场数值计算模型,计算了稳态工况下储罐罐体的温度场分布,进而根据计算结果,对不同环境温度、液位高度、对流换热系数对储罐温度场分布的影响规律进行分析。模拟结果表明:环境温度对罐壁漏热量影响较大,环境风速对罐顶漏热量影响较大,液位高度对罐壁和罐底的漏热量有一定影响,环境风速对储罐整体漏热量影响不大,该模拟结果对全容式LNG储罐的结构设计与优化具有参考意义。     

立式储罐液体泄漏过程的模拟实验

以液体储罐的孔洞泄漏模式为研究对象,设定泄漏时压力保持不变,建立液体泄漏模型。通过实验模拟圆柱形立式储罐液体的泄漏过程,分析泄漏量、质量泄漏速率和液面高度与泄漏时间的关系。结果表明:单孔泄漏时,随着泄漏时间的延长,液面高度降低,泄漏量增加,质量泄漏速率降低,且液体泄漏量、液面高度和质量泄漏速率的变化速率随泄漏时间的延长逐渐减小;泄漏量和质量泄漏速率的实验值与理论计算值相近;当量泄漏面积相等时,两个小孔同时泄漏的泄漏量近似等于单孔泄漏量。研究结果可为危险性液体储罐泄漏事故的应急救援和事故后果的定量分析提供依据。     

大型储罐罐底及边缘板应力分析方法的对比

储罐的大型化为石油储备建设节约了投资,但对储罐设计提出了更高要求,其中储罐罐底大脚缝处的应力最大,是整个储罐的薄弱环节.研究大型储罐罐底及边缘板应力分布规律,对确保储罐的设计安全有重要意义.对比分析了3种大型储罐罐底及边缘板应力的理论计算方法,认为弹性-刚性地基梁耦合法的计算结果更合理.将理论计算结果和ANSYS有限元数值模拟结果与实际测量结果进行比较,结果表明:两种方法的计算结果均合理可靠,而有限元数值模拟结果可为设计人员全面了解储罐的结构安全性提供参考.     

大型LNG储罐预应力混凝土外墙应力分析与结构优化

大型LNG储罐的外墙一般由预应力混凝土建造,其应力分布和变形比较复杂,目前国内对这方面的研究较少。提出了储罐外墙纵向预应力筋向外最大偏移量的控制方程,以及环形压力容器最大环向应力位置的计算方法,推导出纵向预应力筋偏移后距罐内侧最大距离的控制方程和最大环向应力位置的计算方程,并根据边界条件,给出计算方程参数的方程组,在此基础上提出纵向预应力筋向外偏移、局部增设环向预应力筋的结构优化方法,并应用ADINA有限元软件,进行数值模拟。通过理论计算与数值模拟结果的对比分析,验证了理论公式推导的正确性以及结构优化方法的合理性,可为以后国内LNG储罐的自主设计与建造提供理论依据。