安全工程信息化技術(shù)應(yīng)用工程實(shí)例

平安工程信息化技術(shù)根底

運(yùn)用實(shí)例葉迎春機(jī)械與儲(chǔ)運(yùn)工程學(xué)院實(shí)例一平安監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本章目錄2主要內(nèi)容1、多源數(shù)據(jù)采集與預(yù)處置模型2、泵機(jī)組與管道的工況耦變規(guī)律研討3、基于耦合分析的管道走漏檢測(cè)方法研討4、基于耦合分析的機(jī)組缺點(diǎn)監(jiān)測(cè)與準(zhǔn)確診斷方法5、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的遠(yuǎn)程平安預(yù)警模型2024/1/631、多源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)造在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采樣頻率慢〔<16Hz〕不延續(xù)繼續(xù)采集數(shù)據(jù)類型多樣離線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采樣頻率高〔>1KHz〕間歇性采集振動(dòng)數(shù)據(jù)〔受傳感器種類限制〕適用于：管道走漏檢測(cè)、機(jī)組缺點(diǎn)監(jiān)測(cè)、平安預(yù)警過(guò)程適用于：機(jī)組準(zhǔn)確缺點(diǎn)診斷過(guò)程2024/1/642、在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)建硬件：SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集終端〔PLC〕軟件：基于OPC的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集技術(shù)OPC是一個(gè)工業(yè)通訊規(guī)范，它建立了一組符合工業(yè)控制要求的數(shù)據(jù)接口規(guī)范，可以處理上位機(jī)和不同硬件設(shè)備間的遠(yuǎn)程通訊問(wèn)題。OPC協(xié)議泵站PLC及機(jī)柜面板OPC數(shù)據(jù)通訊技術(shù)通訊速率快

可靠性高2024/1/65效力器端–客戶端〔CS方式〕OPC效力器(OFS3.0)OPC.Net自動(dòng)化接口2、在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)建2024/1/663、離線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中國(guó)石油大學(xué)〔北京〕自主開(kāi)發(fā)的EDES-4型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)振動(dòng)信號(hào)測(cè)點(diǎn)布置圖采集系統(tǒng)軟件采集系統(tǒng)硬件2024/1/674、機(jī)組缺點(diǎn)監(jiān)測(cè)SCADA系統(tǒng)缺點(diǎn)監(jiān)測(cè)功能是對(duì)實(shí)時(shí)形狀量的簡(jiǎn)單閾值判別，實(shí)現(xiàn)不了對(duì)機(jī)組隱含缺點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，并且存在誤報(bào)警的景象。SCADA系統(tǒng)工藝參數(shù)截屏現(xiàn)場(chǎng)SCADA系統(tǒng)帶有機(jī)組缺點(diǎn)監(jiān)測(cè)功能SCADA系統(tǒng)報(bào)警參數(shù)表2024/1/685、HAZOP分析的平安知識(shí)庫(kù)構(gòu)建平安知識(shí)元?jiǎng)?chuàng)建工藝參數(shù)節(jié)點(diǎn)根據(jù)過(guò)程參量的

數(shù)據(jù)類型來(lái)劃分2024/1/696、遠(yuǎn)程平安預(yù)警模型2024/1/6106、軟件引見(jiàn)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了“泵機(jī)組與管道缺點(diǎn)診斷與平安預(yù)警〞系統(tǒng)軟件，并運(yùn)用到了中石化東臨復(fù)線原油管道平安消費(fèi)中。軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)管道泄漏檢測(cè)子系統(tǒng)機(jī)組故障診斷子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)安全預(yù)警子系統(tǒng)2024/1/6117、數(shù)據(jù)庫(kù)表構(gòu)造設(shè)計(jì)2024/1/6128、系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)OPC數(shù)據(jù)采集與預(yù)處置子系統(tǒng)2024/1/6138、系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)主要功能子系統(tǒng)管道走漏檢測(cè)頁(yè)面機(jī)組缺點(diǎn)監(jiān)測(cè)頁(yè)面機(jī)組缺點(diǎn)準(zhǔn)確診斷頁(yè)面遠(yuǎn)程平安預(yù)警頁(yè)面2024/1/614歷史數(shù)據(jù)查看器8、系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)輔助功能頁(yè)面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查看器全線設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)形狀查看器軟件配置功能頁(yè)面2024/1/615實(shí)例二模擬與仿真16本章目錄1、平安閥在正常工況下偶爾異常開(kāi)啟；3、液位計(jì)振動(dòng)幅度較大，使部分構(gòu)件產(chǎn)生嚴(yán)重壓痕；4、注油無(wú)縫鋼管在高頻小振幅振動(dòng)下曾經(jīng)引起過(guò)斷裂；5、緊縮機(jī)組在850轉(zhuǎn)/分工況下振動(dòng)特別猛烈，目測(cè)覺(jué)得非常危險(xiǎn)，該振動(dòng)能夠?qū)е碌啬_螺栓崩斷。缺點(diǎn)表現(xiàn)方式：2、一級(jí)排氣與二級(jí)進(jìn)氣口銜接處振動(dòng)引起銜接螺栓松動(dòng)，呵斥嚴(yán)重的平安隱患；根底知識(shí)1—排氣閥2—?dú)飧?—活塞4—活塞桿5—十字頭6—連桿7—曲柄8—吸氣閥9—閥門彈簧組成機(jī)體傳動(dòng)機(jī)構(gòu)壓縮機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑冷卻組成缺點(diǎn)方式診斷方法構(gòu)造排氣量缺乏壓力異常溫度異常熱力缺點(diǎn)異常響聲振動(dòng)過(guò)熱機(jī)械缺點(diǎn)參數(shù)監(jiān)測(cè)溫度監(jiān)測(cè)介質(zhì)金屬法振動(dòng)信號(hào)分析法油液分析-19-2024/1/6仿真診斷總體方案設(shè)計(jì)大張坨緊縮機(jī)照片緊縮機(jī)模型經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪及貴公司提供的資料，對(duì)緊縮機(jī)整機(jī)建模如下：-20-2024/1/6仿真診斷總體方案設(shè)計(jì)3號(hào)洗滌罐4號(hào)洗滌罐1號(hào)洗滌罐2號(hào)洗滌罐1級(jí)進(jìn)氣緩沖罐1級(jí)出氣緩沖罐2級(jí)進(jìn)氣緩沖2級(jí)出氣緩沖罐3級(jí)進(jìn)氣緩沖罐3級(jí)出氣緩沖罐-21-2024/1/6基于固有特性分析的緊縮機(jī)減振研討網(wǎng)格單元：Solid45彈性模量：2.1E11Pa泊松比：0.3密度：7800kg/m3單元數(shù)：683469節(jié)點(diǎn)數(shù)：204681-22-2024/1/6基于固有特性分析的緊縮機(jī)減振研討零位移：44個(gè)地腳螺栓進(jìn)出氣口管道截面階數(shù)一階二階三階四階五階六階七階八階九階十階頻率（Hz）27.6732.0243.0648.9969.0470.6973.0179.8785.8988.35緊縮機(jī)前10階固有頻率緊縮機(jī)整機(jī)的各階固有頻率都比較低，一階頻率只需27.67Hz，這與往復(fù)式緊縮機(jī)的激振頻率900/60=15Hz接近。因此曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)很容易激發(fā)緊縮機(jī)整機(jī)產(chǎn)生共振。并且由于前十階頻率都與激振頻率相差不大，所以緊縮機(jī)整機(jī)的振動(dòng)表現(xiàn)為各低階振型的疊加。一階模態(tài)位移云圖七階模態(tài)位移云圖十階模態(tài)位移云圖緊縮機(jī)的振型主要表現(xiàn)為洗滌罐的振動(dòng)，而液位計(jì)位于洗滌罐之上，所以其振動(dòng)很大。大張坨儲(chǔ)氣庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研結(jié)果：往復(fù)式緊縮機(jī)任務(wù)時(shí)，洗滌灌振動(dòng)比較猛烈，液位計(jì)目測(cè)振動(dòng)很大?；诠逃刑匦苑治龅木o縮機(jī)減振研討-24-2024/1/6基于固有特性分析的緊縮機(jī)減振研討整機(jī)振動(dòng)最大位移出現(xiàn)在洗滌罐及緩沖罐-25-2024/1/6基于固有特性分析的緊縮機(jī)減振研討洗滌罐支架尺寸圖-26-2024/1/6階數(shù)一階二階三階四階五階六階七階八階九階十階支架模型頻率（Hz）28.0437.2246.2564.3769.4070.5470.5972.6980.0786.13正常模型頻率（Hz）27.6732.0243.0648.9969.0470.6973.0179.8785.8988.35兩種緊縮機(jī)模型的模態(tài)頻率對(duì)比緊縮機(jī)的振動(dòng)主要是由低價(jià)固有頻率決議，添加洗滌罐支撐后其低階固有頻率明顯提高〔1-4階〕。低階固有頻率的提高意味著可以使緊縮機(jī)遠(yuǎn)離共振區(qū)，從而到達(dá)減小振動(dòng)的目的?；诠逃刑匦苑治龅木o縮機(jī)減振研討-27-2024/1/6未添加支架的緊縮機(jī)一階振型中的最大位移為2.34cm，添加支架后的緊縮機(jī)一階振型中的最大位移為2.27cm，最大位移均出如今3級(jí)進(jìn)氣洗滌罐上，洗滌罐添加支架后的一階最大位移降低了2.9%；三階振型最大位移由4.1cm降低到3.6cm，降低了10.9%。因此緊縮機(jī)洗滌罐添加支架后能有效的降低洗滌罐的振動(dòng)。支架模型一階振型支架模型三階振型正常模型一階振型正常模型三階振型基于固有特性分析的緊縮機(jī)減振研討-28-2024/1/6緊縮機(jī)整機(jī)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析緊縮機(jī)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)的載荷施加曲軸的支反力地腳螺栓約束氣缸內(nèi)的交變壓力-29-2024/1/6關(guān)鍵部件易發(fā)生缺點(diǎn)部位靜力分析曲軸構(gòu)造復(fù)雜，任務(wù)受力情況復(fù)雜，曲軸接受著周期性變化的氣膂力，往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量慣性力，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)離心力的共同作用，對(duì)曲軸進(jìn)展靜力學(xué)分析，分析曲柄軸在受壓下曲軸對(duì)位移、應(yīng)力、應(yīng)變情況，分析缺點(diǎn)部位和緣由。分析模型采用體單元SOLID95進(jìn)展網(wǎng)格劃分，曲軸單元數(shù)20028，節(jié)點(diǎn)數(shù)30693。資料屬性參數(shù)為E=2.1×1011Pa，μ=0.3，ρ=7800kg/m3，有限元模型如以下圖所示。

-30-2024/1/6經(jīng)過(guò)以上分析可知在曲柄軸受壓工況下，曲柄軸與曲柄的銜接處應(yīng)力、應(yīng)變集中，是曲軸承載力最明顯的位置，這個(gè)位置即為曲軸最容易出現(xiàn)裂紋的地方。根據(jù)以往緊縮機(jī)曲軸裂紋缺點(diǎn)發(fā)生位置可證明此分析與實(shí)踐情況相符。關(guān)鍵部件易發(fā)生缺點(diǎn)部位靜力分析實(shí)例三天然氣管道走漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)31本章目錄長(zhǎng)輸天然氣管道走漏檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取方法研討多源信息融合技術(shù)研討多線程分析模型建立數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研討系統(tǒng)封裝及發(fā)布前期仿真在線測(cè)試SCADA系統(tǒng)形狀參數(shù)主線程分析線程存儲(chǔ)格式存儲(chǔ)內(nèi)容可執(zhí)行文件音波數(shù)據(jù)音波波速修正管道形狀分析信息查詢數(shù)據(jù)維護(hù)計(jì)算時(shí)間差走漏定位公式走漏工況正常工況報(bào)警定位主界面提示天然氣管道走漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2.3.4平安管理信息系統(tǒng)的運(yùn)用2024/1/632音波數(shù)據(jù)采集器公共參數(shù)2.3.4平安管理信息系統(tǒng)的運(yùn)用2024/1/6332024/1/634多源信息綜合分析界面2.3.4平安管理信息系統(tǒng)的運(yùn)用2024/1/635字段含義字段含義InP進(jìn)站壓力InT進(jìn)站溫度OutP出站壓力OutT出站溫度InF進(jìn)站流量進(jìn)站密度OutF出站流量OutD