LNG儲罐是液化天燃氣存儲的關鍵設備,其安全性對于國民經(jīng)濟發(fā)展及社會生活穩(wěn)定具有非常重要的意義。由于其內(nèi)部存儲超低溫介質(zhì),一旦發(fā)生泄露,將會外罐產(chǎn)生巨大的低溫沖擊。同時,外罐還要承受地震、風壓及雪壓等外面載荷。因此,必須對外罐的結構安全性能進行分析與研究。由于LNG具有超低溫特性,因此在LNG儲罐的設計、制造和安裝過程中必須考慮其低溫工作的特點。本文通過采用數(shù)值模擬的方法,對大型LNG儲罐的溫度場及強度性能進行了詳細的計算,并對其安全性能進行了深入研究。本文的主要工作內(nèi)容如下:1、根據(jù)某大型LNG儲罐原型,建立了 LNG儲罐溫度場分析及結構強度研究的數(shù)值模型;2、對LNG儲罐液位、液位及泄露工況下的溫度進行了分析與研究,同時也對BOG進行分析計算;3、對LNG在自重、水壓試驗、風壓及地震工況下的強度進行了分析計算,同時也對內(nèi)外罐進行了屈曲分析,綜合研究了其安全性能。珠光砂荷載以及珠光砂結冰已經(jīng)成為危害空分設備冷箱內(nèi)管道安全運行的重要因素。結合珠光砂結冰導致冷箱內(nèi)管道損壞的2個案例,說明珠光砂荷載的確定方法,分別從設計、安裝和運行3個方面提出了預防珠光砂結冰的措施。

珠光砂荷載的計算是空分冷箱應力計算中非常重要的一個環(huán)節(jié)。參考和整理了一些粉體力學與工程的理論,解釋了Janssen公式及Janssen應力常數(shù)K的來源,并運用Janssen公式對空分冷箱的珠光砂荷載計算思路進行歸納,得出適用于工程計算的簡化公式。此外,還對該計算思路的局限性和不足作出了解釋?？辗衷O備冷箱內(nèi)管道荷載大部分由塔器承受,合理設計管道支架荷載對容器選擇經(jīng)濟的壁厚及空分設備安全運行有較大影響。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算方法。

珠光砂結冰已經(jīng)成為危害大型空分設備安全運行的重要因素。文章結合實際案例介紹了珠光砂結冰對空分設備造成的冷損增加、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。同時從設計、運行、維護等方面提出了預防珠光砂結冰的有效措施,值得空分設備運行企業(yè)借鑒。 珠光砂混凝土作為空分設備冷箱基礎的隔冷層,其性能對整個冷箱基礎的正常服役有至關重要的影響。文章通過大量試驗,配置出28 d抗壓強度高、導熱系數(shù)低、工作性能優(yōu)良的珠光砂混凝土,為空分設備冷箱基礎的整體使用提供了保障。

由于6000 m3/h空分設備的低溫管道焊縫開裂,珠光砂進入低溫系統(tǒng),導致上塔精餾工況不正常,產(chǎn)品氧氣純度和產(chǎn)品氮氣量不達標。簡介故障發(fā)生時空分設備運行參數(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,后總結了從中得到的教訓。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用,分別闡述了珠光砂混凝土的配合比設計、施工方法、質(zhì)量要求及安全注意事項,為今后類似工程施工提供了經(jīng)驗和參考。在前期試驗基礎上,研究引氣劑摻量及用珠光砂替代玻化微珠對無機保溫砂漿性能的影響,結果表明,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,能有效達到砂漿低導高強的目的。