密封油对大型储气柜柜体抗震性能的影响分析
根据生产和节能的需求，储气柜作为冶金、化工和城市煤气存储的主要设备，目前正在向大容量、高压力、大型化方向发展。目前我国的大型高压储气柜都为稀油密封气柜。随着气柜容量和压力的增加，密封油的重量也显著增加，如30万时、储气压力12.SkPa的正多边形稀油气柜的密封油的重量已达160t，圆筒形稀油密封气柜的密封油则在200t以上。在地震时如何考虑这些油的作用，对气柜柜体的抗震性能有何影响，这些问题在对储气柜进行抗震性能研究时是必须加以考虑的。
液体晃动引起能量的耗散，可以起到减小结构动力反应的作用。利用这一减振原理设计的环形液体阻尼器(CLD)对结构的减震作用已引起多方面的探讨，并且利用结构的现有设备作为减震控制装置，具有较好的经济性和实用性。
本文根据气柜的实际结构特点，考虑环形油沟中的密封油在受水平地震作用时发生振荡，将密封油视为气柜结构的环形液体阻尼器(CLD),建立抗震设计的计算模型，与现行的计算模型进行对比，计算结果表明密封油有明显的减震效果，对气柜柜体抗震性能的影响是有利的。研究结果可以为储气柜的抗震设计、在役气柜的安全评估和相关现行规范的修编提供参考。
1稀油密封储气柜结构构成
稀油密封储气柜分为正多边形和圆筒形(即所谓的POC柜)，本文讨论的是正多边形稀油密封储气柜，密封油对这两种气柜在地震作用下的影响，其机理应该是相同的。
正多边形稀油密封储气柜可视为一悬臂的棱柱壳结构，由柜体和内部活塞两大部分组成。其中柜体由柜顶、棱柱壳和柜底组成。活塞结构由活塞析架、活塞底板和混凝土配重块组成(图1) 活塞的外周与柜体壁板之间设置了油沟，在油沟中始终保持一定数量的密封油以阻止气体泄漏(图2)。正常工作状态下，密封油与活塞一起悬浮于柜体中，随气柜中储气量的变化，沿柜体壁板上下运行。
现行气柜结构抗震设计的计算模型中，既没有考虑活塞的作用更没有考虑密封油的作用。只是简单的将两者的重量均匀分配到棱柱壳上，成为质点的一部分，将活塞与柜体结构一起简化为单自由度体系[[6]，通过柜体自身刚度来抵抗地震荷载。
结构的计算模型如图3a所示。其运动方程为: mlxl + clzl + klxl二一m}zg (1)式中:ml=mT+mp+mp+ms/2; mT为柜顶结构总重;mP为活塞结构总重;mo为密封油重量;ms为棱柱形壳重量;刚度系数ki二3EI/仔;H为基础顶面至柜顶檐口的高度;阻尼c;二2}}丫 mi ki ; }i二O. O2; XI } 7C} , X，分别为现行模型中质点m}的位移、速度和加速度;Rg为水平地震加速度。
活塞与柜体之间环形油沟中的密封稀油构成环形液体阻尼器，它的减振模型见图3b。当柜体因水平地震力作用而产生振动时，油沟中的稀油也会一起运动，从而激起油的晃动。油的晃动对油沟两侧的柜体壁板和活塞侧板产生动压力，从而对柜体的运动造成影响，减小柜体的振动反应。
CLD的减震效果与容器的尺寸、液体的质量、频率和粘滞性等因素有关。密封稀油的比重P=}kg/m3，与水接近，属于低阻尼的液体，故可以忽略运动时产生的粘滞力。因此，CLD对气柜结构的控制力主要由密封油随结构一起运动产生的惯性力所致。
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