马明新

(中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院,山东东营257017)

撬装加油站的核心是撬装式加油装置,撬装式加油装置是集地面防火防爆储油罐、加油机、自动灭火器于一体的地面加油系统,具有防火防爆、安全环保、占地面积小、安装灵活方便等特点[1-2]。传统的储油罐包括一个单层罐体,在罐体的下方竖向设置卸油管、加油管和油气回收管,这些管道的上端穿过罐体底部的通孔后,伸到罐体内[3]。由于泄油管、加油管和油气回收管都设在罐体下方,这样就导致储油罐的整体高度较高、体积较大,且安装要求较高,在狭小的空间无法安装使用。同时,传统的汽油汽化炉内装有汽油,向内充气加压后,空气与汽油的蒸发气体混合成可燃气体,当遇明火或静电时,罐内的混合气体就会燃烧,容易引起油罐爆炸。

1 普通油罐传热分析

利用ANSYS软件建立储油罐的有限元模型,进行热分析[4-5]。ANSYS几何模型并划分网格如图1所示。

罐内流体温度为505.36 K,与罐壁的对流换热系数为1 419.57 W/(m2·K),接管内流体的温度为310.92 K。接管与罐为同一种材料,它的热物理性能如表1所示。

图1 储油罐几何模型

表1 油管材料的热物理性能

如图2所示为普通油罐热分析结果,从图中可以看出,温度升高速度快,罐内油温基本和外界温度相同,当外部遇到明火时,容易发生爆炸。

图2 ANSYS热分析结果

2 防爆油罐的设计与有限元分析

2.1 防爆油罐的设计

防爆油罐包括罐体,安装在罐体上的充气嘴、压力表、注油口和出油阀。……