針對油罐在檢測、維修前須先將氣相層可燃氣體用氮氣惰化到安全濃度,現場憑經驗操作效率低且難以掌握氮氣合理用量,容易造成氮氣浪費或達不到安全濃度引發(fā)事故的問題,為確保惰化過程的安全經濟,以常見拱頂儲罐為例,首先利用改進后的公式法得出多組分可燃氣體惰化效果評價指標;然后根據所得指標采用仿真對儲罐氣相層惰化過程進行數值模擬,并驗證了仿真結果的正確性;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的影響研究。研究結果表明:惰化效率與進口壓力無關,只隨進口流速變化,且大于1 m/s流速后,惰化效率已顯著變化,此時可以增加進口管道數量,進一步提高惰化效率。理論研究結果可為現場實施提供參考和指導。 

【文章來源】：中國安全生產科學技術. 2020,16(01)北大核心

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

拱頂儲罐氣相層置換過程

混合可燃氣體極限氧濃度(LOC)常用三元組分作圖法求得[9-10],所得結果并不精確,因此本文對傳統(tǒng)作圖法改進,提出數值法計算,首先建立坐標系,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(代表可燃氣體、氧氣、氮氣百分比),圖2中,F點、O點、N點,其坐標分別為 (50,50 3 ),(0,0),(100,0) ;E點代表氮氣在空氣中的含量,其坐標為(79,0)。圖2中OA,OB長度分別為可燃氣體在純氧中的爆炸上限a、爆炸下限b,其中A,B 2點坐標通過直線OF得 A( a 2 , 3 a 2 ),B( b 2 , 3 b 2 ),Ο C ′ ,Ο D ′ 長度分別為可燃氣體在空氣中的爆炸上限c、爆炸下限d,C′,D′ 2點坐標的y值等于C,D 2點坐標的y值,且C,D 2點坐標過直線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行物理結構建模,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,根據行業(yè)標準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。設油液面到拱頂的高度H為1.054 m,進口管徑d1為0.05m,進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】：
期刊論文
[1]臥式成品油儲罐油蒸汽置換規(guī)律數值研究[J]. 張康鑫,劉婉瑩,王鵬,孫東亮,韓東旭,宇波.  北京石油化工學院學報. 2018(01)
[2]惰化系統(tǒng)極限氧濃度變化規(guī)律及監(jiān)測預警研究[J]. 周寧,王宇飛,趙會軍,紀虹,袁雄軍,劉晅亞.  中國安全科學學報. 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.  中國安全生產科學技術. 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.  化工學報. 2011(07)
[5]油罐惰化置換時間的數學計算與模擬實驗[J]. 張培理,杜揚,張培,程順國.  后勤工程學院學報. 2010(06)
[6]三元組分圖在儲罐退役惰性化過程設計中的應用[J]. 董文庚,蘇昭桂.  中國安全生產科學技術. 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.  湖北工學院學報. 1999(03)
[8]惰性氣體置換時用氣量的計算[J]. 沈維美.  油氣儲運. 1996(01)

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



本文編號：2967782