浮顶储罐二次密封油气空间放电分析

为避免浮顶储罐在遭受雷击时由于导电片设施在二次密封油气空间中放电引起密封圈火灾,在实验室建立了2 m直径油罐模型,开展导电片火花放电起始电流试验、导电片与罐壁形成空气间隙击穿放电初始电压试验,系统研究导电片在二次密封油气空间中的放电危险性。试验结果表明:导电片靠自身弹性与罐壁贴合时,雷电流大约在400 A时导电片开始产生点燃性火花放电;如导电片与罐壁贴合不良形成空气间隙,雷击情况下雷电流泄放瞬时浮顶与罐壁之间的电位差足以使一定大小的间隙击穿放电,当间隙大小为20~30 mm时,放电电压为26~40 kV。因此,储罐在遭受雷击时,导电片火花放电现象不可避免。结合储罐的实际运行情况,提出取消二次密封导电片、液下刮蜡器与浮顶进行可靠电气连接的改进措施,避免导电片在二次密封油气空间中放电发生,大大降低浮顶储罐雷击火灾事故。     

输电线路山火跳闸机理的模拟实验研究

山火发生时植被燃烧产生的高温火焰及烟羽流使架空输电线路的空气绝缘性能大幅降低,可能引发导线之间或导线对地面间的击穿放电现象,导致输电线路发生跳闸事故。选取正庚烷与木垛为代表性火源,模拟研究直流高压电在火焰中的击穿放电现象,测量了火焰温度和电阻参数,获得了不同火源条件下放电间隙的击穿电压,分析了火焰参数对间隙击穿场强的影响。实验结果表明,正庚烷和木垛火焰放电实验中,火焰高温和电导率是导致击穿场强下降的主要因素。此外,烟颗粒也会导致击穿场强下降。     

爆炸冲击下钢制浮顶储罐破坏的数值模拟

为获得大型钢制浮顶式储罐结构在爆炸冲击作用下的破坏机制,采用理论分析、缩比模型爆炸模拟试验与数值模拟结合的方法,研究浮顶储罐结构的破坏特征和内力变化过程。结果表明:由于爆炸冲击波的瞬间冲击作用,罐壁沿环向形成巨大的压缩内力,迎爆面罐壁顶部屈服导致罐体失稳破坏;浮顶罐的结构破坏经历了弹塑性动力响应过程,最终形成迎爆面罐壁的内凹塌陷和屈曲变形;并且,罐壁的内力以拉压力和产生弯矩的内力为主,但拉压作用更为明显,罐壁沿其环向处于受压状态,沿轴向处于受拉状态。     

如何识别储罐爆炸因素——美国防止储罐发生灾难性爆炸的预防措施

地上常压储罐内的易燃蒸汽爆炸后.会使罐壁与罐底间的焊缝或侧缝开裂,严重时可导致罐体撕裂.有时爆炸产生的冲击波甚至会将储罐炸飞。如果储罐设计良好且维护适当.当罐内易燃蒸汽发生爆炸时.会使储罐顺着罐壁到灌顶间的焊缝开裂.在这种情况下.可能只会在受损的罐内发生着火.罐内物质一般也不会泄漏。为了防止储罐发生爆炸事故.首先要了解易发事故的储罐类型.并且在日常工作中加强对这些储罐的维护。     

地基沉降对石油储罐象足屈曲的影响

为优化大型石油储罐的抗震设计,针对大型非锚固外浮顶储罐,综合考虑地基、非锚固罐底、变壁厚、抗风圈等几何结构和材料特性等因素,采用有限元分析(FEA)法构建储罐全模型,分析地基沉降对罐壁象足屈曲临界载荷的影响;基于Fourier变换,通过若干阶谐波组合的形式模拟储罐地基沉降,分析地基谐波沉降前后储罐的径向变形、屈曲模态与屈曲强度,探明储罐地基单次谐波沉降的谐波次数、谐波幅值、谐波的波峰与波谷对象足屈曲临界载荷的影响。结果表明:地基谐波沉降在不同程度上降低了油罐的象足屈曲临界载荷。储罐象足屈曲临界压应力随地基谐波沉降幅值的增大而减小;相同沉降量下,随着谐波次数的增大,储罐抗屈曲的能力越来越弱。     

石化企业储罐高液位运行风险分析与防护系统建设探讨

针对炼化企业低负荷运行导致的储罐高液位储存问题,全面分析了近些年国内外储罐火灾爆炸事故,指出高液位运行储罐应重点防范储存汽油、原油等易燃轻质油品的固定顶储罐和浮顶储罐全面积火灾、群罐火灾;储罐因高液位运行造成的风险增加主要体现在上游轻组分因生产波动容易进罐、雷击、冒罐溢油、浮盘沉没或卡盘、因地震罐体坍塌、硫化物自燃、因罐底高应力造成罐壁坍塌、灭火难度大等方面;基于系统化理念,从工艺技术、安全管理和应急防护三方面提出了14项措施加强高液位储罐的安全防护。     

外浮顶罐油气混合区域风险分析

针对外浮顶罐油面下降到支撑柱以下工况时油气混合区域的火灾爆炸风险,构建爆炸三角形并结合数值模拟结果分析油气混合区域的爆炸危险性。结果表明:储罐横截面的油蒸气质量分数整体上在增加,罐壁附近质量分数较高,氧气质量分数变化不明显,中间区域分布稳定但不均匀;油气混合空间的爆炸危险区分布在油蒸气质量分数相对较低的区域,多集中于罐壁附近,分布位置随油气扩散未发生明显变化。区域风险分布特征可辅助预警探测器布点优化方案的设计。     

地基沉降下油罐罐壁的变形分析

储罐地基沉降常引起罐壁的几何变形,严重危害储罐的运行安全。基于地基沉降的实测数据,采用有限元方法研究地基沉降下大型浮顶石油储罐的结构变形响应。有限元模型中,综合考虑了环墙式地基、加强圈及肋板、抗风圈及支撑、包边角钢等实际结构,以及材料特性对罐壁变形的影响。采用Fourier级数将储罐地基沉降的实测离散数据拟合为若干阶谐波组合的形式,模拟地基单次谐波沉降对罐壁变形的影响,在此基础上,提出地基组合谐波沉降在最高液位下引起的罐壁径向变形公式,并与有限元仿真计算结果进行对比,结果表明,两者吻合较好,此拟合公式可普遍用于工程实践中10×10~4m~3大型储罐地基沉降引起的罐壁变形计算,评估在役储罐的运行安全。     

外浮顶油罐雷击路径打火与防护技术研究

近年来,大型外浮顶油罐屡遭雷击,发生油罐着火事故。从发生着火油罐看,这些油罐均按标准规范采取了油罐接地、浮盘安装接地连线、二次密封板安装了导电片等防雷措施,但仍出现了雷击油罐着火事故。从2009年开始建立大型外浮顶油罐雷电实验装置,并开展了实验研究。根据研究成果,论述了两个方面内容,一是阐述了大型外浮顶油罐遭雷击时的电流路线,电流在运动路径中产生的放电打火现象;二是阐述外浮顶油罐分路与分流技术,消除外浮顶油罐浮盘一二次密封闪络打火现象,避免一二次密封空腔闪爆着火。     

可燃气体储罐区泄漏危险性定量分析

对位于某城市中心附近的可燃气体储罐区的气体泄漏危险性进行了分析,求出了下风向最大可燃范围和中毒范围.进行灵敏度分析以便识别风速、泄漏面积对泄漏危险性的影响.分析结果显示,风速、泄漏面积对泄漏危险性有显著影响.随着泄漏面积增大,下风向最大可燃范围增大;随着风速的增大,下风向最大可燃范围则减小.最后提出了若干安全措施的建议.     

长距离输煤管道储浆罐与石油储罐对比研究

对比研究长距离输煤管道储浆罐与石油储罐搅拌设计特点、罐顶设计特点、消防安全设施特点。经分析可知,长距离输煤管道储浆罐宜选用推进式搅拌器,罐壁上设置导流结构,宜采用固定顶、锥顶,设置简单消防安全设施,宜选用难燃保温材料;石油储罐优先选用旋转喷射式搅拌器,罐内油品进行定期搅拌,采用浮顶,大型的一般选用外浮顶,需设置完善消防安全设施。     

外浮顶油罐雷击起火概率计

大型外浮顶储罐多次发生雷击起火事故,因此对其安全性做出客观评价,计算雷击起火概率现实意义重大。通过分析雷电对外浮顶油罐的危害方式,利用蒙特卡洛方法结合电气几何模型计算外浮顶油罐年雷击率。分析采用导静电线和可伸缩接地装置（RGA）的防护效果差别。最后计算安装可伸缩接地装置后油罐遭受雷击产生火花放电的年事故率。计算结果表明:年雷击率随着油罐直径和罐壁高度的增大而增加;采用可伸缩接地装置的防护效果明显优于传统导静电线;安装多个可伸缩接地装置可以明显降低产生火花的概率和年事故率。两个RGA就可以将油罐遭受雷击产生火花放电的年事故率降至10-5以下。     

大型浮顶油罐的危险性分析及安全对策

随着我国经济的飞速发展,国内储油罐趋向大型化发展。大型储罐具有节约钢材、占地少、投资低、便于操作管理等优点。油罐内储存的各种油品一般都具有易挥发、易流失、易燃烧、易爆炸等性质,一旦发生火灾,就会造成重大的经济损失。而且油罐火灾损失巨大,难以扑救,所以说油罐的安全已成为石油化工行业的焦点。针对大型浮顶油罐的危险性,对大量的事故案例进行了分析。在此基础上,提出了强调使用二次密封技术,设计、施工和管理上加强浮船与罐壁之间的密封,安装火灾报警和自动泡沫灭火系统,重视中央排水叠管的密封性及油罐基础的稳定性等安全对策措施。     

压缩空气泡沫灭火系统扑救浮顶储罐密封圈火灾的应用研究

分析了密封圈火灾过程及特点,建立了压缩空气泡沫灭火试验装置,参照10×10~4m~3浮顶储罐建立了20 m长的密封圈试验装置,以汽油为介质开展了多次泡沫灭火试验。试验结果表明:该压缩空气泡沫灭火试验装置可在30 s内完成灭火,泡沫混合液供给强度约14~19 L/(min·m~2),具有在大型浮顶储罐上应用的可能性。针对单台10×10~4m~3浮顶储罐浮盘密封圈灭火提出了工程应用方案,该储罐共需泡沫液量1200 L,分为4套压缩空气泡沫灭火装置均匀分布在浮盘边缘,浮盘密封圈火灾报警系统与该泡沫灭火装置联锁启动自动灭火,各套灭火装置的持续喷射时间约1 min。     

Initiation of dust explosions by electric spark discharges triggered by the explosive dust cloud itself

An investigation of ignition of dust clouds by the use of electric spark discharges triggered by the explosive dust cloud itself has been conducted. This method of triggering capacitive sparks probably represents a realistic mechanism for initiating accidental dust explosions in industrial practice. Unlike the conventional method for determining the minimum ignition energy (MIE) in the laboratory, the delay between dust dispersion and spark discharge is not a degree of freedom. In stead, the transient dust cloud itself is used to initiate spark breakdown between electrodes set at a high voltage lower than breakdown in pure air. In the present study, different kinds of dusts were tested as ‘spark triggers’, and they exhibited quite different abilities to trigger breakdown. Large particles were found to initiate breakdown at lower voltages than smaller ones. In general, conductive particles were not found to initiate breakdown at lower voltages than dielectric ones when using the same dust concentration.Minimum ignition energies (MIE) of three dusts (Lycopodium clavatum, sulphur and maize starch) were determined using the authors' method of study. The MIEs were somewhat higher than those obtained using conventional methods, but relatively close to the values obtained through conventional methods.     

基于气压监测的外浮顶储罐火灾报警系统研究

目前,外浮顶储罐的火灾报警系统是采用光纤光栅火灾报警系统。但是,考虑到光纤光栅火灾报警运行费用高和存在报警盲目的缺点,研制了基于气压监测的外浮顶储罐火灾报警系统。针对不同型号的感温探头,开展了火灾报警系统火灾报警响应时间和报警温度实验,分析了火焰距离、热熔管管径以及管壁厚度与对火灾报警响应时间和报警温度的影响。实验结果表明:随着火焰距离的增大,报警响应时间增长;相同火焰距离条件下,随着感温热熔管直径的增大,报警响应时间增长,报警温度升高。Φ6热熔管的火灾报警温度为116.8℃,Φ8热熔管的火灾报警温度为129.1℃,Φ10热熔管的火灾报警温度为156.7℃。     

浮顶储罐弹簧式机械密封装置雷击危险性分析

针对大型浮顶储罐经常采用的弹性机械密封装置进行雷击危险性的理论分析和实验验证,明确此类弹性机械密封在雷击发生时存在的安全隐患,提出了建议措施,为大型浮顶储罐防雷击安全运行提供指导意义。     

放电降解苯酚的能量计算及火花放电的控制

实验观察了脉冲电晕放电等离子体降解水中有机污染物苯酚过程中的电压波形图及参数,并对其进行了分析研究,讨论了降解过程中的能量计算问题,分析了放电过程中产生火花放电的原因,并提出了控制火花放电的方法。在其它放电参数相同的情况下。比较了有无泄放电路对苯酚降解率的影响。