池火災(zāi)中原油儲(chǔ)罐的熱和力學(xué)響應(yīng)研究.pdf

1、隨著我國(guó)石油戰(zhàn)略儲(chǔ)備量的增加，立式圓柱形原油儲(chǔ)罐正向大型化方向發(fā)展。原油屬于甲B類易燃液體，原油罐具有火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)性，火災(zāi)事故是大型原油儲(chǔ)罐最主要也是最重要的危險(xiǎn)因素，也是油罐區(qū)最大的安全隱患。
　　 火災(zāi)環(huán)境中原油儲(chǔ)罐的熱響應(yīng)問題的研究，是中國(guó)石化股份有限公司科研項(xiàng)目《大型罐區(qū)風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)體系的研究與開發(fā)》(編號(hào)：306005)的研究?jī)?nèi)容之一。本論文運(yùn)用數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究計(jì)算并校核了儲(chǔ)罐在水壓試驗(yàn)與池火災(zāi)環(huán)境下的強(qiáng)度，分析了

2、火災(zāi)環(huán)境下原油儲(chǔ)罐的熱和力學(xué)響應(yīng)。為火災(zāi)的預(yù)防和救治相關(guān)技術(shù)研究提供理論指導(dǎo)。
　　 本文對(duì)原油儲(chǔ)罐水壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力進(jìn)行了有限元分析，分析中采用沉降量法建立了計(jì)算模型，在ABAQUS平臺(tái)上，對(duì)舟山石油儲(chǔ)備基地的10萬m3原油儲(chǔ)罐水壓試驗(yàn)條件下的應(yīng)力和變形進(jìn)行了分析，得出了罐壁和底板的整體變形和應(yīng)力分布，確定了罐體壁板與底板連接處的大角焊縫是儲(chǔ)罐的關(guān)鍵部位，并對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行了強(qiáng)度校核，結(jié)果表明大型儲(chǔ)罐的強(qiáng)度滿足JB4732-95的要求

3、。
　　 本文對(duì)10萬m3儲(chǔ)罐鋼材SPV490Q的對(duì)接焊試板以及SPV490Q-16MnR對(duì)接焊試板進(jìn)行了常溫和高溫短時(shí)拉伸試驗(yàn)，得到了焊接接頭在常溫與高溫下的力學(xué)性能，為儲(chǔ)罐的常溫與高溫下的強(qiáng)度校核提供了依據(jù)。
　　 本文對(duì)原油儲(chǔ)罐罐內(nèi)池火災(zāi)環(huán)境下的熱響應(yīng)行為進(jìn)行了分析，采用非預(yù)混燃燒的數(shù)學(xué)模型和概率密度函數(shù)方法，利用Fluent軟件中的PrePDF前處理模塊模擬了燃燒的產(chǎn)物組分和溫度場(chǎng)，采用P-1輻射模型和RNG k

4、-ε湍流模型模擬了流場(chǎng)和輻射場(chǎng)。分別對(duì)5m、10m、20.2m三種不同液位下的原油儲(chǔ)罐罐內(nèi)池火災(zāi)的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行了模擬，并計(jì)算了儲(chǔ)罐罐壁的溫度場(chǎng)，得到了池火災(zāi)環(huán)境下不同液位高度儲(chǔ)罐罐壁的溫度分布曲線。
　　 在儲(chǔ)罐熱響應(yīng)分析的基礎(chǔ)上，本文采用ABAQUS軟件綜合考慮了儲(chǔ)罐受熱后溫度載荷以及機(jī)械載荷的共同作用。分別對(duì)5m、10m、20.2m三種不同液位下的原油儲(chǔ)罐進(jìn)行了火災(zāi)環(huán)境下的熱應(yīng)力分析，得到了各層罐壁與底板的應(yīng)力強(qiáng)度。研究