針對油罐在檢測、維修前須先將氣相層可燃?xì)怏w用氮氣惰化到安全濃度,現(xiàn)場憑經(jīng)驗操作效率低且難以掌握氮氣合理用量,容易造成氮氣浪費(fèi)或達(dá)不到安全濃度引發(fā)事故的問題,為確保惰化過程的安全經(jīng)濟(jì),以常見拱頂儲罐為例,首先利用改進(jìn)后的公式法得出多組分可燃?xì)怏w惰化效果評價指標(biāo);然后根據(jù)所得指標(biāo)采用仿真對儲罐氣相層惰化過程進(jìn)行數(shù)值模擬,并驗證了仿真結(jié)果的正確性;最后采用仿真計算方法開展儲罐氣相層氮氣惰化工藝參數(shù)的影響研究。研究結(jié)果表明:惰化效率與進(jìn)口壓力無關(guān),只隨進(jìn)口流速變化,且大于1 m/s流速后,惰化效率已顯著變化,此時可以增加進(jìn)口管道數(shù)量,進(jìn)一步提高惰化效率。理論研究結(jié)果可為現(xiàn)場實施提供參考和指導(dǎo)。 

【文章來源】：中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2020,16(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

拱頂儲罐氣相層置換過程

混合可燃?xì)怏w極限氧濃度(LOC)常用三元組分作圖法求得[9-10],所得結(jié)果并不精確,因此本文對傳統(tǒng)作圖法改進(jìn),提出數(shù)值法計算,首先建立坐標(biāo)系,如圖2所示。由于三元組分圖為等邊三角形,且每邊邊長為100(代表可燃?xì)怏w、氧氣、氮氣百分比),圖2中,F點、O點、N點,其坐標(biāo)分別為 (50,50 3 ),(0,0),(100,0) ;E點代表氮氣在空氣中的含量,其坐標(biāo)為(79,0)。圖2中OA,OB長度分別為可燃?xì)怏w在純氧中的爆炸上限a、爆炸下限b,其中A,B 2點坐標(biāo)通過直線OF得 A( a 2 , 3 a 2 ),B( b 2 , 3 b 2 ),Ο C ′ ,Ο D ′ 長度分別為可燃?xì)怏w在空氣中的爆炸上限c、爆炸下限d,C′,D′ 2點坐標(biāo)的y值等于C,D 2點坐標(biāo)的y值,且C,D 2點坐標(biāo)過直線EF,則得 C( 79- 3 c 2tanθ , 3 2 c ),D( 79- 3 d 2tanθ , 3 2 d ) ,其中θ由式(1)得出:

本文以100 m3拱頂儲罐為對象對氣相層進(jìn)行物理結(jié)構(gòu)建模,建立了如圖3所示的氣相層流域簡化模型。該流域可視為由1個圓柱體和1個球缺組成,根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG21502.1—1992[12],100 m3拱頂儲罐直徑D通常為5.2 m,球缺高度h為0.544 m。設(shè)油液面到拱頂?shù)母叨菻為1.054 m,進(jìn)口管徑d1為0.05m,進(jìn)口管道距油液面高度h1為0.3 m,出口管徑d2為0.36 m。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]臥式成品油儲罐油蒸汽置換規(guī)律數(shù)值研究[J]. 張康鑫,劉婉瑩,王鵬,孫東亮,韓東旭,宇波.  北京石油化工學(xué)院學(xué)報. 2018(01)
[2]惰化系統(tǒng)極限氧濃度變化規(guī)律及監(jiān)測預(yù)警研究[J]. 周寧,王宇飛,趙會軍,紀(jì)虹,袁雄軍,劉晅亞.  中國安全科學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[3]浮頂油罐油氣惰化防火防爆實驗研究[J]. 李恩田,謝磊,王樹立.  中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2011(11)
[4]不同溫度下原油蒸氣的爆炸極限和臨界氧含量[J]. 劉振翼,李浩,邢冀,黃平,周軼.  化工學(xué)報. 2011(07)
[5]油罐惰化置換時間的數(shù)學(xué)計算與模擬實驗[J]. 張培理,杜揚(yáng),張培,程順國.  后勤工程學(xué)院學(xué)報. 2010(06)
[6]三元組分圖在儲罐退役惰性化過程設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 董文庚,蘇昭桂.  中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2007(04)
[7]油輪惰性氣體系統(tǒng)中的氣體置換分析[J]. 余曉琴,傅鳳嵐.  湖北工學(xué)院學(xué)報. 1999(03)
[8]惰性氣體置換時用氣量的計算[J]. 沈維美.  油氣儲運(yùn). 1996(01)

碩士論文
[1]燃油箱惰化系統(tǒng)的數(shù)值研究[D]. 黃光容.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[2]可燃性混合氣體（蒸氣）安全含氧量研究[D]. 傅志遠(yuǎn).中北大學(xué) 2005



本文編號：2967782