拱顶储罐气相层惰化过程数值模拟及工艺参数研究

发布时间：2021-01-10 01:23

　　针对油罐在检测、维修前须先将气相层可燃气体用氮气惰化到安全浓度,现场凭经验操作效率低且难以掌握氮气合理用量,容易造成氮气浪费或达不到安全浓度引发事故的问题,为确保惰化过程的安全经济,以常见拱顶储罐为例,首先利用改进后的公式法得出多组分可燃气体惰化效果评价指标;然后根据所得指标采用仿真对储罐气相层惰化过程进行数值模拟,并验证了仿真结果的正确性;最后采用仿真计算方法开展储罐气相层氮气惰化工艺参数的影响研究。研究结果表明:惰化效率与进口压力无关,只随进口流速变化,且大于1 m/s流速后,惰化效率已显著变化,此时可以增加进口管道数量,进一步提高惰化效率。理论研究结果可为现场实施提供参考和指导。 

【文章来源】：中国安全生产科学技术. 2020,16(01)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

拱顶储罐气相层置换过程

混合可燃气体极限氧浓度(LOC)常用三元组分作图法求得[9-10],所得结果并不精确,因此本文对传统作图法改进,提出数值法计算,首先建立坐标系,如图2所示。由于三元组分图为等边三角形,且每边边长为100(代表可燃气体、氧气、氮气百分比),图2中,F点、O点、N点,其坐标分别为 (50,50 3 ),(0,0),(100,0) ;E点代表氮气在空气中的含量,其坐标为(79,0)。图2中OA,OB长度分别为可燃气体在纯氧中的爆炸上限a、爆炸下限b,其中A,B 2点坐标通过直线OF得 A( a 2 , 3 a 2 ),B( b 2 , 3 b 2 ),Ο C ′ ,Ο D ′ 长度分别为可燃气体在空气中的爆炸上限c、爆炸下限d,C′,D′ 2点坐标的y值等于C,D 2点坐标的y值,且C,D 2点坐标过直线EF,则得 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拱顶储罐为对象对气相层进行物理结构建模,建立了如图3所示的气相层流域简化模型。该流域可视为由1个圆柱体和1个球缺组成,根据行业标准HG21502.1—1992[12],100 m3拱顶储罐直径D通常为5.2 m,球缺高度h为0.544 m。设油液面到拱顶的高度H为1.054 m,进口管径d1为0.05m,进口管道距油液面高度h1为0.3 m,出口管径d2为0.36 m。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：2967782