LNG儲(chǔ)罐是液化天燃?xì)獯鎯?chǔ)的關(guān)鍵設(shè)備,其安全性對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展及社會(huì)生活穩(wěn)定具有非常重要的意義。由于其內(nèi)部存儲(chǔ)超低溫介質(zhì),一旦發(fā)生泄露,將會(huì)外罐產(chǎn)生巨大的低溫沖擊。同時(shí),外罐還要承受地震、風(fēng)壓及雪壓等外面載荷。因此,必須對(duì)外罐的結(jié)構(gòu)安全性能進(jìn)行分析與研究。由于LNG具有超低溫特性,因此在LNG儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)、制造和安裝過程中必須考慮其低溫工作的特點(diǎn)。本文通過采用數(shù)值模擬的方法,對(duì)大型LNG儲(chǔ)罐的溫度場(chǎng)及強(qiáng)度性能進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算,并對(duì)其安全性能進(jìn)行了深入研究。本文的主要工作內(nèi)容如下:1、根據(jù)某大型LNG儲(chǔ)罐原型,建立了 LNG儲(chǔ)罐溫度場(chǎng)分析及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度研究的數(shù)值模型;2、對(duì)LNG儲(chǔ)罐液位、液位及泄露工況下的溫度進(jìn)行了分析與研究,同時(shí)也對(duì)BOG進(jìn)行分析計(jì)算;3、對(duì)LNG在自重、水壓試驗(yàn)、風(fēng)壓及地震工況下的強(qiáng)度進(jìn)行了分析計(jì)算,同時(shí)也對(duì)內(nèi)外罐進(jìn)行了屈曲分析,綜合研究了其安全性能。珠光砂荷載以及珠光砂結(jié)冰已經(jīng)成為危害空分設(shè)備冷箱內(nèi)管道安全運(yùn)行的重要因素。結(jié)合珠光砂結(jié)冰導(dǎo)致冷箱內(nèi)管道損壞的2個(gè)案例,說(shuō)明珠光砂荷載的確定方法,分別從設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行3個(gè)方面提出了預(yù)防珠光砂結(jié)冰的措施。

珠光砂荷載的計(jì)算是空分冷箱應(yīng)力計(jì)算中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。參考和整理了一些粉體力學(xué)與工程的理論,解釋了Janssen公式及Janssen應(yīng)力常數(shù)K的來(lái)源,并運(yùn)用Janssen公式對(duì)空分冷箱的珠光砂荷載計(jì)算思路進(jìn)行歸納,得出適用于工程計(jì)算的簡(jiǎn)化公式。此外,還對(duì)該計(jì)算思路的局限性和不足作出了解釋?？辗衷O(shè)備冷箱內(nèi)管道荷載大部分由塔器承受,合理設(shè)計(jì)管道支架荷載對(duì)容器選擇經(jīng)濟(jì)的壁厚及空分設(shè)備安全運(yùn)行有較大影響。冷箱內(nèi)的管道除了自重外,荷載受保溫材料珠光砂的影響較大,通過力的平衡分析,介紹了冷箱中管道荷載在珠光砂影響下的計(jì)算方法。

珠光砂結(jié)冰已經(jīng)成為危害大型空分設(shè)備安全運(yùn)行的重要因素。文章結(jié)合實(shí)際案例介紹了珠光砂結(jié)冰對(duì)空分設(shè)備造成的冷損增加、閥門損壞、管道受損等多種危害,分析了珠光砂結(jié)冰的主要原因是冷箱密封氣壓力不足及閥門密封皮套損壞。同時(shí)從設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)等方面提出了預(yù)防珠光砂結(jié)冰的有效措施,值得空分設(shè)備運(yùn)行企業(yè)借鑒。 珠光砂混凝土作為空分設(shè)備冷箱基礎(chǔ)的隔冷層,其性能對(duì)整個(gè)冷箱基礎(chǔ)的正常服役有至關(guān)重要的影響。文章通過大量試驗(yàn),配置出28 d抗壓強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、工作性能優(yōu)良的珠光砂混凝土,為空分設(shè)備冷箱基礎(chǔ)的整體使用提供了保障。

由于6000 m3/h空分設(shè)備的低溫管道焊縫開裂,珠光砂進(jìn)入低溫系統(tǒng),導(dǎo)致上塔精餾工況不正常,產(chǎn)品氧氣純度和產(chǎn)品氮?dú)饬坎贿_(dá)標(biāo)。簡(jiǎn)介故障發(fā)生時(shí)空分設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的異常情況,介紹清除珠光砂的方案及調(diào)整后的吹掃方法,后總結(jié)了從中得到的教訓(xùn)。以具體工程為例,介紹了珠光砂混凝土在含氧煤層氣液化工程中的應(yīng)用,分別闡述了珠光砂混凝土的配合比設(shè)計(jì)、施工方法、質(zhì)量要求及安全注意事項(xiàng),為今后類似工程施工提供了經(jīng)驗(yàn)和參考。在前期試驗(yàn)基礎(chǔ)上,研究引氣劑摻量及用珠光砂替代?；⒅閷?duì)無(wú)機(jī)保溫砂漿性能的影響,結(jié)果表明,砂漿中引氣劑摻量以0.3~0.4%為宜,并且珠光砂等體積取代?；⒅槁蚀笥?5%時(shí),能有效達(dá)到砂漿低導(dǎo)高強(qiáng)的目的。