本文關(guān)鍵詞：基于動態(tài)模擬的化工故障后果分析系統(tǒng)研究

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【摘要】：生產(chǎn)安全是化工廠非常重視的問題。設(shè)備老化、生產(chǎn)工藝的復(fù)雜化、操作失誤及外部環(huán)境的波動都有可能造成事故的發(fā)生。如何確保生產(chǎn)順利安全的運(yùn)行，是一個企業(yè)和社會需要關(guān)注和解決的問題�；討B(tài)模擬系統(tǒng)（ChemicalDynamic Simulation System，CDSS）能夠?qū)み^程進(jìn)行在線監(jiān)測，為確保安全生產(chǎn)做出了很大的貢獻(xiàn)�；诨討B(tài)模擬的后果分析能夠及時地預(yù)測事故發(fā)生的后果信息，在這些信息的基礎(chǔ)上為企業(yè)提供事故的預(yù)防措施。 數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)能夠幫助CDSS正常的運(yùn)行。在CDSS平臺上，可以設(shè)計由故障樹得到的事故原因的故障模型，并為后果分析提供必要的初始參數(shù)。化工動態(tài)模擬系統(tǒng)適用于模擬非穩(wěn)態(tài)過程。其內(nèi)部模型需要大量的數(shù)據(jù)才能正常運(yùn)行，同時這些數(shù)據(jù)之間有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。友好的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)不僅能夠幫助每個用戶很好地理解動態(tài)模擬系統(tǒng)數(shù)據(jù)的意義以及數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)，而且能夠有效地防止用戶輸入有誤信息。結(jié)合故障樹分析法，CDSS可以實現(xiàn)各種故障模型的設(shè)計。故障樹分析法能夠?qū)ιa(chǎn)工藝流程進(jìn)行故障分析。結(jié)合故障樹分析法的原理和實際化工生產(chǎn)中常見的故障，選取生產(chǎn)工藝中最常見的故障作為頂事件，然后往下逐級分析，最后得到導(dǎo)致頂事件發(fā)生的基本事件。根據(jù)故障樹分析法和CDSS的故障模型，獲取后果分析必須的初始參數(shù)。氣體泄漏是化工生產(chǎn)中常見的事故之一，泄漏的氣體擴(kuò)散到大氣中的過程會受到風(fēng)速、溫度、濕度以及泄露場所的空間結(jié)構(gòu)等參數(shù)的影響。泄露點附近氣體的濃度會隨著時間不斷變化。對于爆燃?xì)怏w，當(dāng)濃度達(dá)到氣體的爆燃極限時就會發(fā)生爆燃事故。在計算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）數(shù)值算法的基礎(chǔ)上，借助于MATLAB軟件能夠計算模擬氣體擴(kuò)散的偏微分方程的數(shù)值解。運(yùn)用MATLAB的PDETOOL工具箱對數(shù)值解可進(jìn)行可視化的處理，得到氣體擴(kuò)散的動態(tài)情形，預(yù)測泄露氣體濃度隨時間的變化情況。 本論文選取乙炔生產(chǎn)流程為研究對象，，為流程設(shè)計了動態(tài)模擬仿真系統(tǒng)，診斷出了流程中最常見的故障原因。并選取乙炔氣泄露故障為研究對象，在動態(tài)模擬系統(tǒng)的基礎(chǔ)上計算出泄露乙炔氣體的壓強(qiáng)和濃度。分析研究了影響乙炔氣擴(kuò)散的參數(shù)，最后得到乙炔發(fā)生器廠房內(nèi)不同位置上的乙炔濃度隨時間的變化情況。
【關(guān)鍵詞】：化工安全 用戶界面 動態(tài)模擬 氣體擴(kuò)散
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TQ086
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 符號說明10-12
• 1 緒論12-30
• 1.1 化工安全生產(chǎn)12-14
• 1.1.1 化工生產(chǎn)的發(fā)展及其特點12-13
• 1.1.2 化工安全生產(chǎn)的實現(xiàn)及其意義13-14
• 1.2 化工模擬系統(tǒng)14-17
• 1.2.1 化工模擬系統(tǒng)簡介14-15
• 1.2.2 化工動態(tài)模擬系統(tǒng)的應(yīng)用及其重要性15-17
• 1.3 故障診斷17-20
• 1.3.1 故障診斷簡介17
• 1.3.2 故障診斷研究狀況17-20
• 1.4 故障樹20-23
• 1.4.1 故障樹簡介及其研究現(xiàn)狀20-21
• 1.4.2 故障樹分析的應(yīng)用現(xiàn)狀21-23
• 1.5 后果分析23-27
• 1.5.1 后果分析簡介23-24
• 1.5.2 后果分析方法的分類和應(yīng)用24-27
• 1.6 論文研究的意義和內(nèi)容27-30
• 1.6.1 論文研究的背景和意義27-28
• 1.6.2 論文研究的內(nèi)容28-30
• 2 化工動態(tài)模擬系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入與輸出系統(tǒng)30-40
• 2.1 用戶界面總體結(jié)構(gòu)與設(shè)計思想30-31
• 2.1.1 設(shè)計思想30-31
• 2.1.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計31
• 2.2 界面結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)31-33
• 2.2.1 智能化31-32
• 2.2.2 用戶透明性32
• 2.2.3 界面的防誤操作設(shè)計32-33
• 2.3 實例應(yīng)用33-39
• 2.3.1 乙炔生產(chǎn)原理和工藝流程圖33-34
• 2.3.2 乙炔生產(chǎn)過程的設(shè)備和控制指標(biāo)34-37
• 2.3.3 乙炔生產(chǎn)模型37-38
• 2.3.4 乙炔生產(chǎn)工藝流程的數(shù)據(jù)輸入與輸出38
• 2.3.5 模擬結(jié)果38-39
• 2.4 小結(jié)39-40
• 3 基于故障樹分析法的乙炔生產(chǎn)事故的研究40-54
• 3.1 故障樹分析法的基本理論40-42
• 3.1.1 故障樹分析的原理及步驟40
• 3.1.2 故障樹分析法基本符號40-41
• 3.1.3 故障樹生成方法41-42
• 3.1.4 故障源搜尋與診斷方法42
• 3.2 乙炔生產(chǎn)事故42-47
• 3.2.1 乙炔生產(chǎn)各個工段的故障類型43-45
• 3.2.2 乙炔生產(chǎn)工藝危險有害因素分析45-47
• 3.2.3 乙炔生產(chǎn)事故機(jī)理47
• 3.3 實例應(yīng)用47-53
• 3.3.1 基于故障樹分析法的乙炔生產(chǎn)事故分析47-49
• 3.3.2 乙炔故障模型的實現(xiàn)49-53
• 3.4 小結(jié)53-54
• 4 基于計算流體力學(xué)的后果分析54-68
• 4.1 計算流體力學(xué)簡介54-55
• 4.1.1 CFD 的發(fā)展?fàn)顩r54-55
• 4.1.2 CFD 的基本方程和機(jī)理55
• 4.2 爆燃?xì)怏w的擴(kuò)散55-58
• 4.2.1 氣體擴(kuò)散的影響因素55-56
• 4.2.2 氣體擴(kuò)散模型56-58
• 4.3 基于 MATLAB 的氣擴(kuò)散模擬58-60
• 4.3.1 MATLAB 在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用和模擬計算模型58-59
• 4.3.2 MATLAB 模擬氣擴(kuò)散的實現(xiàn)59-60
• 4.4 實例應(yīng)用60-66
• 4.5 小結(jié)66-68
• 結(jié)論68-70
• 參考文獻(xiàn)70-76
• 致謝76-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄78-79

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