卧式埋地储罐稳定性研究

埋地卧式储罐受力条件复杂,其应力和变形较难计算。根据储罐实际受力特点,建立储罐稳定性的有限元计算模型。采用非线性径向力和切向力描述给定埋深储罐的覆土压力,利用ANSYS软件对储罐模型进行屈曲分析。将屈曲特征值作为储罐埋深迭代系数,计算新的储罐埋深,重新进行屈曲分析。结果表明:新储罐失稳临界埋深计算方法可用于对储罐模型进行屈曲分析,多次迭代后屈曲特征值接近1,此时对应的埋深即储罐失稳临界埋深。在储罐结构上设置加强圈可大幅提升埋地储罐的稳定性,为储罐埋深设计提供充足的安全裕量。     

海洋平台原油储罐多缺陷影响安全分析

对含多个缺陷的海洋方形一体化原油储罐进行应力强度因子随参数变化的分析,考虑平台复杂载荷的影响,裂纹不同尺寸的变化和多裂纹间不同的结合规划方法.采用ANSYS有限元软件的热力耦合模块,对裂纹受力情况进行模拟.参考GB/T 19624《在用含缺陷压力容器》中相关计算方法,基于评价结果得出裂纹缺陷扩展规律,提出在安全评价中多裂纹结合方法的建议.结果生产实际相符,证明利用有限元软件对含多缺陷的海洋平台方形一体化原油储罐进行分析是可行的.     

大型储罐液固耦合模态数值的模拟

以ANSYS软件为分析平台对1 000 m3储罐液固耦合系统的动力特性开展有限元数值模拟,研究刚性基础上储罐系统自振特性并对比本文中模型的计算精度,在此基础上讨论了储罐几何参数、材料参数和地基刚度参数等对储罐系统自振频率的影响。计算结果表明:该储罐的一阶模态的模拟值为0.294,文献值为0.275,相对误差最大为6.9%,验证了有限元模型的正确性。     

生产储油平台储罐液体晃动分析

旅大PSP平台为储罐、工艺设备、火炬、电站等一体化平台,为国内最大的生产储油平台,储罐液体内液体的晃动不仅会对储罐造成损坏,还可能会影响到生产储油平台的整体结构安全。因此需要对储罐晃动开展全面的结构影响分析与校核计算。ANSYS软件能够考虑储液和储罐外壁的动液耦合,模拟储罐内液体晃动对储罐结构的影响。储罐内液体的晃动分析可以广泛地应用于储罐安全评估工作中。     

基于FDS环氧乙烷储罐火灾安全间距模拟研究

以LK公司化工厂区为工程应用背景,通过对环氧乙烷储罐区计算模型的建立,应用FDS火灾模拟软件对不同工况下着火储罐对临近储罐的影响进行研究,结果确认了对于小型储罐,不适合按规定的距离布置,当两储罐相距4.72 m时可以使临近储罐保持安全状态,或者在喷淋系统的强度为50 L/min时可以缩短两罐之间距离至2.72 m。从环氧乙烷罐区的整体安全性出发,提出了具体布置措施和建议,为企业的安全管理工作提供了参考依据。     

储罐及U形管式换热器有限元分析

本文应用ANSYS软件对储满水时的大型储罐及U形管式换热器进行有限元强度分析计算,得到储罐及换热器的应力和位移等分布情况.为储罐及换热器的整体强度的强度分析提供了较为准确的有限元分析方法和相关数据,并根据有限元分析结果采取相应的补强措施.计算结果表明,有限元法的分析结果是准确可靠的.从而为优化结构设计和减少反复设计提供了参考依据,具有较为重要的工程实用价值.     

直击雷作用下浮顶储罐的电压分布

制作了大型浮顶储罐的等比例模型,研究了储罐模型浮顶在直击雷作用下,使用1根和6根铜编织带时储罐浮顶中心、浮顶边缘、罐壁及罐底各点对地电压分布情况,还使用有限元电场分析软件对储罐罐体以及浮顶上的电压分布进行了计算.结果表明,增加铜带数量可以有效降低浮盘和罐壁间的电位差,从而在一定程度上减少电火花的产生.     

软土场地桩-土-LNG储罐地震响应及场地放大效应分析

目的研究中软场地上大型LNG储罐的地震响应,分析桩土相互作用对上部结构的影响.方法利用有限元软件ADINA建立了1. 6×105m3刚性基础储罐与80 m桩土储罐模型;计算刚性基础储罐和桩土储罐的地震响应、桩土储罐和纯土体情况下沿地基深度分布的最大加速度值并进行对比分析.结果考虑桩-土-储罐的相互作用后除晃动波高外,其他地震响应均有不同程度的减小;长周期地震动的场地放大效应小于短周期地震动,而频谱特性复杂且具有多峰性的地震动场地放大效应最大;纯土体的场地放大效应小于有上部结构的场地放大效应.结论地震动沿土体传播具有放大效应,上部结构的存在会增大放大效果,且按照刚性地基标准设计LNG储罐可以保证其安全性.     

基于电阻应变测试的大型原油储罐弯曲应力检测

石油化工行业的迅猛发展,使得人们越来越重视能源的安全问题,在大量建造大型原油储罐的同时,产生的安全隐患问题也逐渐增加。针对这一问题,提出了一种基于电阻应变的大型原油储罐弯曲应力检测方法,并对应力计算模型以及应变片布置进行设计。实验对比表明,该文方法准确性更高,更适应于在石油化工行业对储罐应力的检测。     

立式储罐地震可靠性研究

采用数值分析方法对库区两种大型立式钢制圆柱形储罐进行地震动响应分析,基于易损性理论通过验算点法(JC)计算分析储罐在不同地震烈度下的失效概率.结果表明,随着地震烈度的增大,储罐的失效概率逐渐增大,5×104 m3储罐的抗震性能要好于2×104 m3储罐;对2×104 m3、5×104 m3储罐的易损性起主要作用的失效模式分别是抗失稳和抗提离.采用多个失效模式对储罐进行地震可靠性研究更有科学性.     

环氧乙烷储罐区火灾爆炸事故树分析

采用事故树分析方法,对环氧乙烷储罐区火灾爆炸事故进行分析,构建了环氧乙烷储罐火灾爆炸事故树.利用事故树分析软件得到影响顶事件的最小割集和最小径集,计算了基本事件的结构重要度系数并排序,确定了影响事故发生的主要因素,并提出相应的预防措施.     

基于数值模拟的大型外浮顶储罐区定量风险评估

大型外浮顶储罐储存大量易燃物质,发生事故后极易导致灾难性后果。该文通过对88起事故案例总结分析,确定了大型外浮顶储罐常见的事故场景。采用火灾动力学模拟(FDS)软件对大型外浮顶储罐火灾进行数值模拟,计算了密封圈火灾、全液面火灾和防火堤火灾条件下罐区的热辐射通量时空动态分布。引入人员脆弱性模型,建立了基于FDS模拟的储罐区定量动态风险评估方法。分析了风速对储罐区风险分布的影响,确定了不同风速条件下消防员灭火的安全距离,为储罐区消防应急提供了实用的参考依据。     

基于MATLAB的大型储罐完整性评价系统的开发

为提高对大型储罐重大事故预测、预防水平,根据实测储罐的腐蚀数据建立相应的储罐腐蚀数据库,利用储罐底板可靠度模型,对储罐底板的可靠度和可靠寿命等进行预测.根据上述理论,用MATLAB开发了大型储罐完整性评价系统1.0应用软件,利用此软件可以方便地对储罐的完整性进行全方位的分析、预测,为储罐的完整性评价提供科学依据.     

15万m3原油储罐方案优化设计

针对设计提出的3种储罐设计方案和已经实施的一套储罐方案,利用有限元程序进行了分析,这3种方案的总容积相同,但各段环板的高度和厚度有变化;采用大型非线性有限元软件ABAQUS,对4种方案的15万m3双盘式浮顶罐原油储罐的应力进行了分析,计算得出了储罐的应力分布;通过应力分析比较,确定比较合理的设计方案。对于确定的设计方案,使用相关规范进行了应力评价,罐环板能够满足要求。储罐底板应力比较小,边缘底板与侧壁焊接部位的内侧应力很高,应力值超过材料的许用应力,但将应力分类后,应力能够满足相关法规要求。     

爆炸碎片撞击圆柱薄壁储罐的有限元模拟分析

爆炸所产生的碎片会对周围设施及装置安全造成极大的威胁,为定量研究撞击对结构稳定性及结构强度的影响,采用LSDYNA软件,对爆炸碎片撞击下的圆柱薄壁储罐动力学响应进行了数值模拟研究.结果表明,随着碎片撞击速度、横截面积的增加及撞击角度的减少,储罐变得越来越不稳定.随着碎片撞击速度、横截面积的增加及碎片密度的减小,储罐结构强度逐渐失效.碎片撞击速度相同时,立方体碎片的撞击对储罐稳定性和结构强度的影响大于圆柱形碎片.碎片撞击角度为10°时,合成加速度最大,为115 m/s2,此时储罐强度损失最大,导致储罐失效.碎片密度对储罐结构稳定性的影响可忽略不计.     

LNG储罐球形混凝土穹顶的热应力及裂缝分布

对于大型LNG储罐,其穹顶因水泥水化热产生较大的热应力,引起混凝土开裂,严重影响储罐的耐久性。以某大型LNG储罐穹顶为研究对象,采用ADINA有限元软件建立精细化的有限元模型,模拟LNG储罐穹顶分段浇筑过程中的早期温度场分布,并将数值计算结果与现场测试结果进行对比;数值分析时考虑了混凝土徐变及龄期效应,对混凝土穹顶的温度场和应力场进行耦合计算,得到穹顶的热应力分布及裂缝开展情况,对穹顶混凝土开裂风险进行评估,进而对参数的敏感性进行分析。结果表明:穹顶内外在混凝土浇筑过程中产生温差较大,导致巨大热应力;第一浇筑带的热应力明显比其他浇筑带大,环向热应力大于经络向热应力,将使穹顶边缘产生沿环向分布的经络向温度裂缝;水泥种类对穹顶热力分析结果有很大的影响。     

晃动分量对储罐地震响应的影响研究

基于Haroun模型,考虑罐壁液固耦联及罐体的平动和转动,将储罐体系简化为三质点体系力学模型,罐内液体质量等效为对流质量、脉冲质量和刚性质量,通过时程分析法计算储罐的地震响应,并与不考虑液体晃动分量影响的两质点体系的地震响应进行对比,分析晃动质量对储罐抗震的影响。以系列储罐为例,分析两种体系不同场地储罐的地震响应。结果表明：通过两质点体系模型计算的基底剪力和基底弯矩与三质点体系的计算结果相差不大,实际工程中,可以按照两质点进行计算分析;按照三质点体系模型进行计算能够得出液体的晃动波高,利于分析液体晃动对浮顶产生的影响,因此在进行储罐抗震计算时,将储罐简化为考虑液体晃动分量的三质点体系力学模型便于分析晃动效应。     

大型储罐计算过程优化

储罐大型化之后,设计难度大,计算量大,导致计算周期很长.采用编写计算程序的方法,可简化计算过程,缩短设计周期.同时提高设计精度,提供多方案对比,也为15万m’及20万m3原油储罐的设计提供技术储备.     

基于数值模拟的大型原油储罐热辐射响应研究

为了得到一定热辐射条件下储罐的失效时间,对大型原油储罐在热辐射作用下的热响应进行研究,提出基于数值模拟的分析方法。利用FDS软件构建10万m~3原油储罐燃烧模型,模拟得出邻罐所受到的热辐射强度分布;利用ANSYS软件构建10万m~3原油储罐受热模型,分析储罐受到热辐射时的温度场分布;考虑储罐钢材的热物理性质,分析储罐在考虑热应力和不考虑热应力这2种条件下各自的失效时间。研究结果表明:考虑热应力时储罐经过245 s便发生失效,不考虑热应力时储罐理论失效时间超过3 600 s,可见大型原油储罐区火灾事故中热应力是储罐受热失效的关键因素。     

大型浮放储罐三维地震动响应分析

以15×104 m3浮放储罐为例,应用ADINA有限元软件,采用弹簧单元模拟地基,在三维地震激励下分析储罐的地震动响应.结果表明,沿着罐壁的高度方向加速度具有放大效应,且场地越软储罐罐壁加速度放大响应越小;液体晃动波高越大,基底剪力越大.按照水平地震激励计算的液体晃动波高和基底剪力较三维地震动计算结果偏小,因此建议储罐设计时要考虑多维地震动的影响.