強降雨天氣外浮頂儲罐排水情況的計算流體力學模擬分析

朱昆鵬， 仲維超， 劉子豪， 趙啟文， 劉家新， 潘一鳴

（1.大連長興島港口投資發展有限公司， 遼寧 大連 116000；2.大連港石化有限公司， 遼寧 大連 116000）

浮頂排水裝置是浮頂儲罐重要的附件之一［1-3］，可以將浮頂上積聚的雨水、雪水排放至罐外，避免雨水、 雪水過多聚積在浮頂上造成浮盤沉沒，從而確保儲罐的安全運行。 因儲罐所存油品的高度存在差異， 排水裝置的排水情況也會呈現不同的流態。 當外浮頂儲罐浮盤的積水量超過一定限值后， 積水會直接從緊急排水裝置進入儲罐內，影響油品質量。

近年來，針對外浮頂儲罐中央排水的特性［4］及基礎沉降， 內部金屬軟管材質、 規格對中央排水系統所產生影響［5-6］的相關研究日益增多。 計算流體力學（CFD）是利用計算機對流體流動和傳熱等物理現象進行數值模擬的技術，通過CFD 分析計算機內顯示的流場現象， 可較快預測出流場變化情況。與實驗相比，CFD 具有易獲得流場中的數據、成本低、耗時短和流場無干擾的特點，被廣泛用于石油、化工、機械、水處理、航空航天和船舶等領域［7-12］，特別適用于某些實驗成本較高、規模較大、工藝流程復雜的內部流體的研究。

本文利用CFD 對某10 萬m3外浮頂油品儲罐的中央排水裝置進行仿真模擬， 研究排水過程中排水管內部的水流狀態， 從而分析儲罐浮盤排水情況， 通過計算不同液位高度下中央排水管的排水流量，分析強降雨天氣時儲罐的排水能力。

1 儲罐排水裝置簡介

外浮頂儲罐浮頂呈W 型分布。……