分享到:

高压储气罐的有限元分析设计

储罐主要用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质,在化工、石油、能源、轻工、环保、制药及食品等行业广泛应用。储气罐是指专门用来储存气体的设备,同时起着稳定系统压力的作用。根据储气罐的承受压力不同可分为高压储气罐、低压储气罐、常压储气罐。储气罐根据材料不同可分为:碳素钢储气罐、低合金钢储气罐、不锈钢储气罐。储气罐(压力容器)一般由筒体、封头、法兰、接管、密封元件和支座等零件和部件组成。此外,还配有安全装置、压力表以及完成不同生产工艺作用的内件。压力容器设计主要分为常规设计和分析设计。常规设计依照GB150.1~150.4-2011《压力容器》(以下简称GB150)标准[1],设计压力适用范围为钢制容器不大于35MPa;分析设计依照JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》(以下简称JB4732)[2],设计压力适用范围为小于100MPa。随着技术的进步,市场需求量的增加,对高压储气罐的需求越来越大,对超出常规设计压力范围...  (本文共5页) 阅读全文>>

《机械设计与制造》2009年07期
机械设计与制造

高压储气罐的有限元应力分析

1引言储气罐用以储存压缩气体,保证在正常或应急情况下,提供足量的气体。储气罐具有建造结构简单、使用寿命长、对环境污染少、造价低等优点,随着工业生产的发展,储气罐在我国的应用越来越广泛。为了提高储气罐的储存效率,人们总是尽可能提高储气罐内气体的压力和容积,因此对高压储气罐的结构进行全面的计算分析,为设计提供理论依据,具有重要的理论意义和工程实用价值。首先建立了储气罐的三维模型,然后分别按照薄壳理论和有限元方法对储气罐罐体结构的应力和变形进行了静力计算,并对计算结果比较,根据比较结果对罐体的构件截面尺寸提出了适当调整方案,优化了罐体的结构。2高压储气罐三维模型储气罐是一种钢制的压力容器,有球形和圆筒形两种。圆筒形储气罐因其便于安装设置,所以被普遍采用。储气罐结构比较简单,如图1所示。包括进气口、排气口、安全阀和压力表等。随着高压高容积储气罐的出现,最高储存气体压力达到4.5MPa,最大储存容积达到600m3以上。所研究的储气罐由于是...  (本文共2页) 阅读全文>>

《北华航天工业学院学报》2012年01期
北华航天工业学院学报

高压储气罐有限元分析

1储气罐有限元分析如图1所示为罐体几何图形,主体外直径d=406mm,壁厚t=18mm,总长度10970mm的长圆柱形天然气储运罐,储运罐的主体很长,在计算中可以截出从端部算起1000mm的一部分即可,其余部分的应力分布和截开部分的应力分布相同。按照轴对称模型,建立结构的剖面区域如图1(a)所示,为了端部的局部增强,端部部位的壁厚在过渡位置处由筒体的18mm逐渐增加到了23mm。在封头端部施加约束,内部边线上施加内压载荷23Mpa,底面截断位置施加上下对称位移边界条件。通过求解可以得到剖面图中的应力分布和位移分布;在此基础上,以图1(b)所示的三维模型进行储气罐的模态分析,得到储气罐的各低阶频率及其所对应的振型。图1罐体几何模型1.1储气罐静力学分析有限元分析的前处理包括网格划分、加载方式、边界约束条件、材料参数等。有限元模型网格划分得当与否直接影响计算速度和计算精度。由于储气罐具有轴对称的特点,为了减少计算量,按轴对称方法处理...  (本文共3页) 阅读全文>>

天津大学
天津大学

柔膜密封干式储气罐的有限元理论分析

随着工业生产的发展,干式储气罐在我国的应用越来越广泛,尤其是对中、高压储气罐的需求。但是,我国目前对干式储气罐的设计没有设计规范可供依据,设计人员采用简化方法进行设计计算,使得干式储气罐的设计存在一些问题。因此对中、高压干式储气罐的结构进行全面的计算分析,为设计提供理论依据,具有重要的理论意义和工程实用价值。首先,本文分别按照薄壳理论和有限元理论对干式储气罐罐体结构的应力和变形进行了静力计算,并对计算结果进行了比较分析,根据计算结果对罐体的构件截面尺寸进行了适当调整,优化了罐体的结构设计;同时对干式储气罐的罐体结构进行了地震反应分析,结果表明罐体结构在多遇地震作用下,应力和变形都很小,不起控制作用。其次,本文对干式储气罐的活塞围栏结构进行了不同计算模型的应力与变形分析,并对计算结果进行了比较分析,结果表明设计中采用的简化模型和整体模型的计算结果相差较大。同时,对活塞围栏结构进行了特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,研究了在不同倾斜度...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

《机械设计与制造》2012年07期
机械设计与制造

高压储气罐结构拓扑优化设计

1前言CNG是压缩天然气(Compressed natural gas)的简称,专用于汽车替代燃料。其运输采用储气罐组式拖车作为CNG槽车。单车气罐组有8只圆筒形气罐组成,每只气罐水容积为2.25m3,单车运输气量为4550m3。由于CNG槽车为高压,且处于运动状态,因此安全性能要求较高。单车天然气的运输量与气罐材质、结构、组装工艺、牵引车性能、公路状况等参数有关。设计压力影响储气量,最小壁厚的设计影响气罐的质量和强度。近年来发生了多起CNG储气罐爆破事故,产生了很大的负面效应[1-3]。找出爆破原因并采取有效措施以防止事故再次发生,已成为发展CNG技术亟待解决的问题,对气罐进行结构拓扑优化分析是解决这一问题的有效方法[4-6]。2储气罐的拓扑优化2.1优化设计的数学基础优化设计有三要素,即设计变量、目标函数和约束条件。设计变量是在优化过程中发生改变从而提高性能的一组参数。目标函数就是要求最优的设计性能,是关于设计变量的函数。约...  (本文共3页) 阅读全文>>

《中国石油石化》2018年14期
中国石油石化

应急储气设施能否应急

支持重点地区LNG储气罐及配套设施建设,我国储气能力补短板迈出坚实一步。为支持重点地区到2020年至少形成不低于保障本行政区域平均3天需求量的应急储气能力,近日,国家发展改革委下达了《重点地区应急储气设施建设2018年中央预算内投资计划》(以下简称《计划》),用于北京、天津、河北等6省(市)LNG储气罐及配套设施建设。继《关于加快储气设施建设和完善储气调峰辅助服务市场机制的意见》(以下简称《意见》)的印发,我国储气能力补短板又迈出了坚实的一步。储气能力不足“同《意见》的印发一样,《计划》的下达同样针对的是我国储气能力不足的问题。未来三到五年内,这个问题都将是国家比较关注的重点问题。”隆众资讯LNG分析师王皓浩说。我国天然气消费呈现出三个主要的特点:一是季节用气一直波动较大,季节性紧张的特点明显,北方地区冬季用气量能够达到夏季的4~10倍。二是天然气资源与市场间的距离很远,气田在西部,市场在东部,管道长度超过4000千米。三是进口...  (本文共2页) 阅读全文>>

《煤气与热力》2016年04期
煤气与热力

湿式储气罐改建为橡胶膜密封储气罐的探讨

1概述低压储气罐作为燃气储存输配的重要设备,在很多领域不可或缺。低压储气罐主要分为湿式与干式两种,干式储气罐依据自身构造的不同,又主要分为橡胶膜密封储气罐与稀油密封储气罐。湿式储气罐由于具有造价相对低廉、对燃气的适应性强等优点,在20世纪60—90年代,国内建设量较大[1]。随着湿式储气罐的使用,湿式储气罐后期维护不便、维修费用高等问题也逐渐凸显出来。而橡胶膜密封储气罐由于具有施工简单、造价低、耐腐蚀、使用寿命长、美观等优点,被愈发广泛地使用。目前国内建有大量的湿式储气罐,很多建设年代较早,已经出现这样或那样的问题,需要进行大修。过去多数依据现有湿式储气罐的使用情况,采用翻新大修或拆除重建的方案。本文结合工程实例,提供了另一种大修改造的思路,将湿式储气罐改建为橡胶膜密封储气罐。2工程实例2.1问题的提出大连燃气集团燃气新厂担负着全市60%的燃气生产、储存及输送任务,2座10×104m3储气罐起着不可或缺的作用。特别是在用气高峰,...  (本文共4页) 阅读全文>>