（安全技术及工程专业论文）基于Web的合成氨厂安全管理信息系统研究开发.pdf

摘要 s ) ，i l m e t i ca m m o i l i ap l a mi sm ei n t e m 丑lp l a mo fa n h mh u a j n a nc h 锄i c a lg r o u p i t sm a i nf l o wp r o c e s si m p l i e s g 嬲m c a t i o n ，p u r i 母i n gc o n 唧t i o n 锄ds y n t h c t i c a m m o t l i a a sh i g h - p r e s g l l r e 圭l i g h t e r n p e r a t i l r ew o r k i n ge n v i r o n i n e n ta l w a y sl e a d st 0 m u c hp o t e n t i a is e c 嘶t yd a l l g e r ，i tb e c o m e sc o r eu 出to f t h e 掣o u p t 1 l i sp a p c rt l l a td c a l s w 胁s y m h e t i c 猢o n i ap l a ma p p l i e dh y b 耐n l o d e lo f 协l d i t i o n a lc s 如dp o p l l l 盯b s 船s e t f l e m e n t w bl l s ec y sm o d e l i ns o m ep a r t s 也a ts e 饥晡t yh i g m yn c e d e d ，l a r g ed a 【协 p r o c e s s i n g ，d a t as e a r c hw h j l ew ea l s ou s eb sm o d e l i np a n st m th a s 如e 如n c t i o no f b r o w s i n ga n dd o s en o tn e e dm u c hs e 吼m t y u s 既m a yq u e r yi 划o r m a t i o ni nd i f f h e n t w a y sa sr e q u i r e d ( f o re x a m p l e ：s t a nu pa p p l i c a t i o np r 0 掣衄so rw o r k 谢t l lb r o w s e r ) t h ep 印e rf o c u so nm ei m p l 锄e n t a t i o no fs p m i s 锄di 乜s 椭ye v a l u a t i o n ， i n c l u d m gs y s t e mr e q u i 他m e n t ，h i e r a r c l l ya n a l y s i s ，s y s t e m so r g a m z a t i o n ，m o d u l c d i v i s i o n ，e x p l o r i n gs y s t e mm e t l l o d 如dm a 主l l e m a t i c a lm o d u l e ，s y s t e mi m p l e m e n 诅t i o n a 1 1 ds y s t e mt c s t s y s t e m 扭o d 试ei n c l u d e sp r o d u c t i o nm 锄a g e m t 、c q 诬p m to f m a c h i n em a n a g e m e n t 、s a f 毫t ym a l l a g e m e n t 、s a f e t ) re d u c m i o nm 锄a g e m c n t 、s y s t 锄 m a i l a g e m e n t n l ep 印c rd e s c m e st h eu s i n gt o o l s ：v i s u a lb 船i c6 0 i su s e di m oi m p l e m t a p p l i c a t i o np r o g r 锄，锄dd 吨出船ei sa c c e s s2 0 0 0 1 1 l cs u b - s y s t e mb a s e do nc ，sm o d e l i se n c o d e dp a n i c u l a r 坤，蚰dt h ei n t e r f a c ek ；c w e e nc l i e n t 瓤l d “e ri sa c t i v exd a t a o b j e c t t h e 血e s i s sl 晒tp a r th a sc o i n eu p 谢t l la 伽k a t i v ei d e ao nh o wt os e m em e d e f e c t si ni t ，a n dh 嬲曲j d i e dt h ed e v e l o p i n g 廿e n do fc o m p u t e ra p p l i c a t i o nt c c h j l o l o g y a n dh a sc o n f b 咖e d 也en e x ts e a r c hd i r e c t i o n t h es y s t e mh a sp e 墒c te x p a 璐i b i l i 够e n t e r p r i s ec 趾a d do fe x p a n dm o d u j c sk i n d 粕d 矗m c t i o na c c o r d i n gt o e sr e q u i r e m c n t ；c sa n db si l l i x e d 珊3 d l l l ec 锄b o m r e a l i z eb r o w s er e q u e s tb yd 妇b 嬲e si i i t e r a c t i v ei n t c 圩如e 锄ds e n di n e s 鼢g et ob r o w s e r 豁h 刚lp a g el a y o m w h i c h 谢1 1m e e tu s 口sr e q u i r e m e 毗a ：b o u t 删o n n 矾o n b w s i n g 缸dc o n s u l t a n t ；玎l es y g t e ma 王s oh a ss a f b t ye v a l u a t i o nf i l n c t i o n a c c o r d 抽gt o s y l l t l l e t i ca m m o n i ap i a n t sp r a c t i c 甜p r o d u c t i o n ，t l l es y s t e mu s e sm od i 丘b r e ms a f e t y e v a l u a t i o nt oe v a l u a t ea n d 州t ep r o g 咖a b o u tp r o d u c i n ga r e aa l l ds t o r a g ea r a n d t h e r ri n t e 伊a t et 1 1 e mi nt h es 锄ep r o g 舢w i n d ow w ec 强c h o o s et 1 1 ep r o p c rm e t l l o d 摘要 b a s e do nc h a r a c t e ro fa s s e s s m e mo b j e c t w h i c hw i l lr e d u c es a f 色t ye v a l u a t i o n s w o r k l o a da f l de l e v a t e 也ev e r a c i t y f i g3 5 t a b l e1 0r e 蕾巴r e n c e5 3 k e y w o r d s ：m a j o rh 删i n s t a l l a t i o n ，m 蚰a g e m t i n f b 椭砒i o ns y s t e m ，c l i e n 洮e r v e r b r o 、v s e r s e r v e r ，s 疵t ye v a l 删o n c h i n e s eb o o k sc a t a l o g ： i i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 塞熊堡王盔堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示谢意。 学位论文作者签名：同熟 签字日期：捌缉月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解童徽堡王太堂有保留、使用学位论文的规 定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于安徽理工大学。 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查 阅和借阅。本人授权塞篮堡王太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论 文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 。同时本人保证，毕业后结合学 位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为安徽理工大学。 始、圈憩 撇名：谢缈 签字日期：加缉月，日签字日期：p 以年6 月】日 第l 章绪论 1 1 选题的意义： 1 绪论 信息管理是伴随著人类社会对信息的使丽简产生和发展的。2 0 世纪5 0 年代计算 机应用从单纯的数据计算扩展到数据处理的广阔领域，为计算机在信息管理方面的 应用燹定了基础。以诗箕机技本麓基础豹各秘信息系统瘦遴瑟生，如5 0 年代出现载 电子数据处理系统( 简称e d 於) ，年代兴起的警瑷信惠系统( 醚a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m 简称m i s ) ，7 0 年代产生的决策支持系统( 简称d s s ) 和办公自 动化系统( 筒称o a s ) 。1 9 7 4 年美国j h a r r i n g t o n 博士根据计算机技术豹发展， 预灏箕瓣穰械翻造激生产方式豹影响，在c 渊跚t e r n t e g r a t e d 融n o 怨e t u r i n g 一书中首先提出计算机集成制造的概念( 即c i m s c o 叩u t e ri n t e g r a t e d m a n u f 缸c t u r i n gs y s t e m ) ，他认为企业经营、管理，产晶设计瓤制造盼垒部活动是 一夺蚕霹分蘩豹蘩搭，要紧密连接，统一考纛。逶j 童诗雾瓿技寒实瑗众效全都添动 的信息集成，强化利用使企业获得最大的效靛。c i m s 基本组成是在两个支撑分系统 ( 网络系统和数据库系统) 基础上，由管理储息系统( m i s ) ，设计制造工程设计自 动纯聚统( e 勰e 矗p 廊勰) ，截造垂动纯系统( 黻s ) 及矮爨豫证系绕( 毽聪) 缎成。 由于磷代企韭自身的特点，c i m s 的重点不是产晶设计，丽蹙如何基于鲥i s 来智能他 地协调从原料、能源供应、生产剿发货等各工序环节以选剡生产连续不断，降低生 产成零获褥最大利润“。 众掰蠲知，纯置行迓是匿瓮经济一个晶种繁多，漉程复杂，层次多榉，配套性强 的基础产业，在我网国民经济占骥要地位。化工企业生产魁一个连续的生产过程， 生产过糗中温度和鼹力都缀高，婀对化工产品又具有易燃，易爆、有繇的特点，因 梵窀蘩求有穰嵩翡安全耱蓬整，设计孛应蓄毙满是安全上鹣要求“。煤纯工行建佟 为化工行业一个重鬻组成部分，在化工行业占较大比重，然而由于发展水平落后。 我国燃化工行业信息化仍处于起步阶段。在擞产及管理方颇，大多数煤化工行业存 在下滚闯嚣； ( 1 ) 生产上疑爨攫糕辩苓裁及辩供应藏供感苓足； ( 2 ) 零郏搏生产不醚套，积篷严蘩； 3 ) 产i l 毳竭麓漤长，舅动生产率下簿； ( 4 ) 资金积压j 建薰，周转期妖； ( 5 ) 市场与客户需求多变、快速，使企业经营朔计划燕统雉以适应。 安徽理工大学硕士学位论文 香前，淮纯集团中备分厂、科室的日常生产牵夭羹数獬、资料仍是落后的手工 处淫，太蠢繁杂的数据常给企监狭策者带来极穴不便。因j 胬：，根据分厂生产状况， 利蔫臻有技零开发令多功链、安全讶靠钓安全管理稽意系统其有撮重簧鹃意义。 本交整髓诗冀瓿疆终技沭、数据簿技术、软伴工瑕藤蘧等手段嚣茇了会浚氨厂 安金管理售息系绞( 楚辣s 烈i s ) 。本系统够实骥数掇共攀t 穷馒不同用户访闷攥 求，同瓣缝会他王璧产熊险性裹豹特点，建立了集生产预测、熊险源识嬲、安全评 价簿辅助功能为一体的安全管理馈息蓉统一 1 。2 国粥、卯催患管璞系统研究校、嚣： 1 2 1 嘲外研究现状 髫羚管理壤惠系统鞯突较旱，美鬓燕戳s 势发溪蟪。在美瘩，醚；s 建竣丈 概从嚣、六+ 罐代羧已缝起步，l 尊s 哇颦，美溪避怒奄器公驾首次将诗冀枫或躁 予处理、编制工资搬表避行忑爨繁理，舞剑了计算枫攘息蒸绕用予捷蛾赞理之 先溺，标惠着管理债息麓统的诞黛”“。鼗蜃4 0 多年经愿了诲多成鹚和失败， 戮，k 卡年代，羡国m i s 建设融经黢震翮魄较藏熬的阶段。8 0 年代戳来，为逶馥 铸铁零场复杂多交瓣器臻，鬻势巍遴躬镶铁众鼗致力鼍= 建叟镑惩，难产，携淡 体他的篱理蒸统。耳零往发金爝残大锻警厂( 川崎、和歌山、潜藏鄂篪岛) 建立练合战略e i m 系统。该系统脆对错售、技术，生产及流通箨业务综合集成。 崧韩醺浦项钢铁公词的信息系统中，建立了物流一体化管理系统。 罱魏两时，日本等溺家大鳖焉优金泣也都不褥程度遣商蕊醚s 邋进。赫簿嚣 瓣竞黪石演公强、荚嚣德掰瀚e l 镐大登炼滚厂帮霜奉兴篮石涟公司( k 髓0 l l ) 等豹笨我爱装裁嚣媲实现e l 醛诗越。昊菸，霆辨磊讫野鼗痰麓窿躅l 瓣毳擘骥 予逶骞：茭謦鹈德越满漪潼淫秘、德存溪代纯系统，秘本兰菱纯戏瘩岛纯王厂 鼗黑媾化工厂鹣慧体塞瀵诧蘸绞，墨零我鼍公霹p i s 生声一髂他系统，奖爨藏 饿臻天然气生产厂，类缝裂o 则炼澳己爝联会众蝗等。瓣嚣上一擅天公裁如 o n e w e l 】公霹、s e t p o i n t 公司，磕转公褥、l ( 托公霉餐耩缝在纯王菠越豫舒鼗 掇出了先避控锻，撬纯搽终、计越调震，专骞系统及揍患管理系绞等死卡瑷秘 秘戏巢，势已在工厂中接广戏爆1 。 1 。2 2 溪肉赣究耀获 我国j i f r s 越步仪有千多苹历斑，设带穰不平衡，太舔掺企啦主黼i s 褡箭簸 2 第1 章绪论 于起步阶段，其中也有成功例子： 沈阳鼓风机厂于1 9 8 0 年建立并使用了企业管理信息系统，把厂内各车间科 室的2 l 台终端设备与主机连在一起，组成企业管理终端通讯系统。该系统可实 施1 3 9 个应用程序，组建了公用数据库，存储了二千个规格的产品，五百万个 数据，可进行产品性能、产品零部件、产品明细表、零部件用途等的查询，可 进行库存记账、库存盘点、车间零部件生产计划、生产任务等内容工作。该系 统投入使用后，可以使生产技术数据保持正确、统一，还可以提供准确及时的 决策信息，有效提高本企业的经济效益“。 长虹的年销售额从几十万元增长到2 0 0 亿元，m i s 功不可没。长虹在m i s 方面的投入大约为5 0 0 0 万元，且大都投在“设计和管理需要的，速度和工作 量是人在规定的时间里难以完成”的地方，即抢时间、争速度、降成本，增效 益相当紧迫的环境。例如财务和生产计划部门，他们的管理规模随公司成长增 加了几百倍，但其人数基本上还保持了2 0 年前的数量；物资计划、库房人均 业务量都有数量级的增长，其管理精度也有数量级提高。目前，为能使长虹集 团信息化水平再上个台阶，长虹第二代信息系统的建设需求已做了规划，现 正处于加紧招商引资洽谈中m 。 上海宝钢化工有限公司是上海宝钢集团公司的全资子公司，生产规模位居 中国煤化工之首。公司目前拥有用于生产控制的计算机系统共1 1 套，明、后 两年将继续投资上亿元对一二期的生产装置进行计算机改造，届时将实现所有 实时的生产数据全部上网。服务器采用的是目前性价比高的i n t e l 架构的双c p u 系统，操作系统为微软公司的n t 4 o 或w i n 2 0 0 0 ，客户端也全部是微软的w i n 9 5 及w i n 9 8 操作系统。从1 9 9 8 年开始，公司分别开发完成了财务系统、销售发 货系统等。电子邮件采用的是l o t u s n o t e s ，另外正在开发的有基于o r a c l e 数 据库的人事管理系统，公文流程管理系统以及物资管理系统。公司数据仓库由 下述四个数据库组成：生产实时数据库( 主要是d c s 的生产过程控制数据及其 它相关生产数据) ，统计数据库( 主要是各类报表产生的涉及生产、管理、经 营、计划、库存、检化验、计量等统计数据) ，公司基础数据库( 主要是一些 变化不大的公司基础数据) ，市场信息数据库( 主要涉及公司原材料采购、市 场销售的数据) 。针对流程型企业的特点，宝钢化工公司的计算机管理系统着 重放在数据仓库的建立和数据挖掘上，所有数据进行编码唯一化处理，形成数 据字典，任何部门要使用这些数据，只需查询数据字典，找出所需要达到并提 出格式，计算机部门就会很快生成报表、图形、实时画面连接在公司内部网上 蜜敷莲工夫学磺士学蕴论文 供用户使用，擒高管理技术人员的工作效攀。其次，幽予全方位应用i p c 管理 技零，辍班长终韭组长技寒入荧震捡人爨形藏露缀黢羹蕊燕终 系，任何入可避过测览器鸯瓣各种影响产黼质量的指标、控制圈戳及相关分析， 及时发现解决阐题，保证了产品质量一崴控制在最佳状态，同时也保证企业效 益不受影响。 巾溺石纯总公弼在挎9 l 零鹌确提出“八赢”期闻耪檄拜展计冀祝综合叁动纯 系统( 即c i m s ) 的试点，并抓紧济鲁胜利炼油厂的试点工作。1 9 9 3 2 0 0 7 年中国 石化总公司八年科技发展规划中褥次提出“遗时选点开发c i 艇s ”。1 9 9 4 2 0 0 3 年总 公司遽步呼吁“练滂、石往滚糕工整囱e l 黔迈遴”，怒e l 沩霉俸来潦否演依王 企业内涵发展的技术支柱。1 9 9 9 霉1 1 月，“生产调度信息管理系统”农巾国石化总 公司所属3 9 家企业使用，反映良好。为实现总公司生产调度信息的快速采集、发 蠢，数攥惩终毽共攀程蹇度安全，在鲎务楚毽子系统采震e l i e n t 盥e r v e r 方式，臻 d e c 的a l p h a8 2 0 0 小型机上的大型数据库o r a c l e 作为s e r v e r ，生产调度数据存储 在a 1 p h a8 2 0 0 小型机上。c l i e n t 端以0 r a c l ed e v e l o p e r2 0 0 0 作为开发平台。总 系统改摹蓐，该系绞宥菲豢灵援她逶应了重缀嚣黪各生产系筑，轰企鼗分系统霹塞 成一体，同时又是总公司生产管理系统的一部分“。 豳内流程工业中已经开始开发c i m s 的实践还有：齐鲁胜利炼油厂融部分成； 茂名乙烯霉珏辽他二期王程在建设过程麴同时实熬营控一体化系统；福建炼浊纯工有 限公司豹计算梳集成生产系统( 簿称f r i 黔) ，已于1 9 9 5 牮裙辫入国家弱3 c i 淞 推广热测应用工程；南风化工集闭股份有限公湖e r p 及磺化系统d c s 改造、天脊煤 化工集溺公司生产累统集中控制及管理系统信息化改造、山薅会成橡胶集团公司氯 丁橡胶塞产线瑟s 改造、由器焦纯集霾公司爱数穰怠系统改造、垂器三缀集霞投傍 有限公司企业生产羧制及管理信息系统改造等化工企业信息化改造项圈也将于年 内初步建成，并逐步发挥其在管理中的作用。三维、南风的企业管理信息化建设已 经骞了一定戆基穑，簧继续燕大宠凌，争取馁全害鹣镶头矮，发撵示蕊终弱，豢动 和促进化工行业以及我省的企渡倍怠化建设。 1 3 研究内容； 本文主要晷的怒通过对合成厂关予设备管壤、安全管璁、生产溥耗簿资料的分 析，结合所学的软件工程理论、管理信息系统理论及安全滋程理论等知识，设计并 野发澄他豢墨会成煞厂安全管理接惠系统，谈众业入力、物力、黠力得到充分剥羽 和发箨逡应企监“帮能降耗”静鬻要，同畦使蠲c s 与b s 稚结合的方法方便领霉 4 第1 章绪论 及各管理人员可以及时、准确查询企业运行状况，做出相应决策。在整体设计上， 它具有以下特点： ( 1 ) 本管理系统是有机的网络管理系统。它集设备、生产、安全管理安全评价为 一体，形成淮化集团合成氨厂的安全管理信息系统，同时该系统与集团实现网络 资源共享，能够实现集团分厂的信息传递与交流。 ( 2 ) 根据煤化工行业安全管理工作的要求和实际情况，利用计算机辅助分析方法 进行设备、安全、生产的管理，能够进行预测分析，安全评价等辅助功能。 ( 3 ) 本系统是一个具有多级安全性的管理信息系统，不同级别被授予不同的访问 权限，如普通职工仅被赋予查询的权利而无修改、删除内容的权利。 资徽理工大学硕士学位论文 2 合成氨厂安全管理信息系统需求分析 2 。 合成氨厂安全管理傣患璎状撅述 台成氨厂安全管理信息系统是由人和计算机组成的冀持设备、嫩产管理，能 耗j 煎测，危险源预测和评价以及对外提供备种信息的系统。利用先进的信息技术， 有效提毫安全生产警理瘩平釉决繁效果，为“苓能降裁”努下基秘。 2 1 1 合成氨厂生产工艺概i a l ： 淮纯集团“1 8 3 0 ”工程愚掰建一套年产1 8 万吨合成氨井热工成艿吨尿素 的擞产装鬟。葵审合成氨是淤煤炭和永律为主要生产蘸料，其主要黧产工艺由毹 浆、气化、净化、压缩及合成赢犬工序组成。如图1 所泳 图l 童工艺流程圈 f gl 髓em 正矗萎o wp 辩o e 端d i 鑫g 糟玳 煤从6 # 煤场送入气化界麟的贮煤仓，煤仓中的煤缀磨碎、添加助熔剂及煤浆 添加剂，配制成浓度约6 2 的z k 煤浆，送入煤浆贮槽备用。由空分来的氧气与合 楱豹澡浆送入气纯炉爱，在1 3 8 0 。c 下反纛生或淡遵、e o 及0 逸为童豹煤气，经 激冷宝、洗涤塔冷却除尘后邀巨变换工序。经中、低温变换反应后。除去绝大部 分的一氧化碳气体，变换气缀冷却后与n h d ( 聚乙二醇施二醚) 溶 礅进行物理吸 6 第2 章合成氨厂安全管理信息系统需求分析 附脱除硫化氢及二氧化碳酸性气体，再经甲烷化反应除去少量的一氧化碳、二氧 化碳，制得合格的氢气，氢气与空分来的氮气经合成气压缩机提压后送入氨合成 塔反应，生成氨冷却后分离送至液氨贮槽备用。 1 制浆生产工艺 煤经6 # 煤场由桥吊抓入往复式给料机口，经一系列运转、筛分、破碎送入煤 仓，然后经称量给料机送入磨煤机。助熔剂c a c o 。经气流送粉机石粉给料机送 入棒磨机，煤浆添加剂由柱塞泵计量送进每台磨机，煤与水在磨煤机中研磨成浓 度为6 2 的水煤浆，由低压泵送入大煤浆贮槽备用。 2 气化生产工艺 氧气从炉头氧气管与经高压煤浆泵加压的水煤浆混合进入气化炉，在1 3 8 。c 下反应，其反应方程式如下： c + 2 d = c d + 鸥d c d 2 + 奶= c d + 皿d 0 日+ 0 = c 0 + 3 致 c + c q = 2 c d c h l = c + 2 h 4 热煤气和熔渣从气化室经激冷环至激冷室，煤气冷却，灰渣固化，煤气进入 洗涤塔除尘。冷却后含c d + 风( 干基) 送至净化工序。洗涤水及气化炉的冷却 水经沉降处理后循环使用。 3 净化生产工艺 净化生产工艺主要由变换、脱硫、脱碳、甲烷化等单元组成，辅助生产单元 有硫回收等生产单元。 1 ) 变换工艺 由气化工序送来的3 7 好a ，2 1 7 l 。c 水汽比为1 4 6 的原料气经煤气分离器 除水后进入煤气加热器升温至2 5 0 5 。c 进入第一变换炉进行变换反应，经降温 进入第二变换炉继续反应，出口的c 0 1 0 1 2 ，温度为2 5 0 2 7 0 。c 。再经过降 温进入第三变换炉反应，出口合格变换气c o ( 0 3 进入热回收系统冷却后送至脱 硫工序。变换主要反应如下： c o + h p 枣c o t + h l 2 ) 脱硫生产工艺 冷却后的变换气( 3 8 。c ) ，同闪压机提压后的闪蒸汽汇合从脱硫塔下段进 入，与塔顶喷淋的n h d 贫液逆流接触，出塔的脱硫气经分离器后s 等物质被吸 安徽理工大学硕士学位论文 附，吸收了日，s 的n h d 溶液经降压后经闪蒸槽闪蒸，然后经提压后进入脱硫塔进 行氢气和氮气回收，n h d 富液送至脱硫再生塔进行热再生，再生气冷却后送至硫 回收。 3 ) 脱碳生产工艺 脱硫气经冷却后进入脱碳塔与n h d 脱碳贫液逆流接触以去除其中的二氧化 碳，从脱碳塔顶出来的净化气( c o 0 6 1 ，c 也 0 2 ，) 升温至3 4 。c 进入甲烷化 装置。脱碳后的n h d 富液经高低压闪蒸，再加压回收，闪蒸后的n h d 溶液送至气 提塔经过氦气气提再生，加压后送至脱碳循环使用 4 ) 甲烷化生产工艺 来自脱碳的净化气在混合器中与来自空分装置的常温纯氮相混合，混合气加热 至3 0 0 。c 进入氧化锌脱硫槽脱硫，然后送入甲烷化炉进行甲烷化反应。反应式为： c o + 3 h 1 _ c h 七h p 吗+ 4 皿寸c 以+ 2 o 出甲烷化炉的气体含+ o z 1 0 胛m 精制气水冷器冷却至3 8 。c 送到压缩工序 5 ) 压缩工艺 压缩工序包括合成循环气压缩机组和氨压缩机组。( 1 ) 合成气压缩工艺为： 甲烷化精制气与氢回收装置来的氢气相混合进入合成气压缩机升压至1 3 7 m p a ， 在进入合成回路前与循环气相混合，循环工段是用来补偿合成回路中的压力降。 ( 2 ) 氨制冷压缩：气体氨来自第一氨冷器，第二氨冷器及合成气低压段和高压段之 间的段间氨冷器。气氨压缩至1 7 m p a 以供冷却循环使用。 4 氨合成生产工艺 氨合成包括合成氨和辅助单元氢回收等 1 ) 合成氨生产工艺 精制气及循环气压缩后经加热升温后进入氨合成塔进行合成反应： + 3 垃：2 h l 出合成塔的合成气冷却后在氨离器进行分离，气体作为循环气从 分离器顶部离开，液氨从底部排至产品贮槽备用，循环气经冷热交换器预热到 3 2 。c ，送至合成压缩机循环系统混合部分 2 ) 氢回收工艺 氢回收装置通过半渗透膜技术分离氢气和氮气，富含氢气的气体与精制气混 合进入压缩机吸入口进入回路循环，含氮气及少量的氢气的排出气送出界区作生 活煤气使用。 s 第2 章合成氨厂安全管理信息系统需求分析 2 1 2 系统现状调查 安徽淮化集团有限公司( 原名淮南化工总厂) ，始建于1 9 5 8 年6 月，是“ 五”期间国家投资建设的全国重点氮肥企业之一。经过3 0 多年的建设发展，目 前已形成氨加工、甲醇加工、硝酸盐加工及焦化产品系列。作为生产流程的第 一步合成氨厂，其安全稳定对其他各生产系统的正常生产运行起着举足轻重的 作用。该分厂的1 8 万吨合成氨装置由2 0 世纪9 0 年代国际先进水平的法国液空 公司2 8 万m 3 h 的空分装置，美国德士古公司水煤浆加压气化装置。丹麦托普 索氨合成装置组成。先进的生产工艺对设备装箕及原料煤的要求很高，例 如气化用的烧嘴，一旦损坏将耗资几十万，这将使企业背负沉重的包袱，化工 生产设备众多。仅靠手工统计设备更换情况或等出事故再去更换，将造成很大 损失。同时，设备管理人员对于设备资料的管理仍处于手工抄写阶段，对于众 多的备品备件没有进行有效管理，记录内容冗余情况严重，从而给备件的及时 更换带来不利影响。另外，基于合成氨厂的生产特性高温、高压，有毒有 害气体( 如n 池，h ，n 。也) 众多，单纯的报表形式很难满足企业节能，高效 的发展需要。通过对合成氨二厂管理系统的现场调研，发现目前该分厂虽然在 生产控制中采用了先进的d c s 控制系统，但安全管理方面比较落后，日常报表 仍靠人工进行，工作效率低，不能及时准确反馈信息。用纸张保存资料，对于 资料的保存及维护耗人力和物力。具体言之，有以下几点问题需解决： 1 基础信息采集和整理，数据对比分析完全依赖手工，上级无法及时、全面 地了解生产的运行状况，进行综合管理。由于手工抄写受人为因素影响较大， 因此给领导及技术人员获取信息的准确性带来一定困难。 2 生产中各原料的消耗及各项生产指标的完成没有科学地预测分析。从而不 利于企业节约能源，达不到高效生产目的 3 管理中备品配件计划管理分散，因配件计划难以明确且生产与检修单位熟 悉设备程度存在差异，导致有的配件计划量大、重复，有的则无人申报。生 产时常受设备故障检修因缺少备品配件而影响，导致机组非计划停车，给生 产造成一定影响。另外，设备档案资料管理紊乱j 不全，新技术运用缓慢。 4 事故的分析缺少科学、有效的分析手段，不能对事故进行定性、定量分析。 由于合成氨厂存在以上几条问题，急需开发一套安全管理信息系统，实现 数据管理信息化，方便各企业领导及相关技术人员查询需要。同时，运用科学 的分析手段进行生产预测和安全评价，使系统具有多种辅助功能。 9 安徽理工大学硕士学位论文 2 2 安全管理信息系统系统需求 2 2 1 生产管理需求 如前一节所述可知，合成氨厂是个高能耗的产业，不同工段消耗不同，例如 气化工段需消耗新鲜水、软水、脱氧软水、中压蒸汽、低压蒸汽、中压氮气、低 压氮气、仪表空气、循环水、燃料气、氧气和煤等原料。其中一个月耗煤量达到 近万吨，氧气消耗也达到几百万标准立方米。而合成氨厂生产的主要化工产品一 氨是其他分厂( 如尿素分厂) 的主要原料，因此应该对该分厂的原材料消耗和 化工产品的产出进行统一管理并进行有效的预测分析，这样能够避免生产中不必 要的原材料浪费，另外其他分厂也能根据产量预测结果制定相应的生产计划。 生产管理是将不同时期各工段产品的产量，原材料的消耗量统一管理，通过 分析各月产量及消耗量的变化，绘出曲线图，并做出预测，既方便领导查询，又 能对未来消耗和产出做出预测。 在生产管理中，要求生产报表统计人员将分厂各种化学品的产量及原材料的 消耗量按月详尽输入计算机，同时具备查询、修改、删除的功能。 2 2 2 设备管理需求 目前合成氨厂有1 3 个工段，分别为运煤工段、磨煤工段、气化工段、渣水处 理工段、氮气压缩工段、变换工段、脱硫工段、脱碳工段、甲烷化工段、合成压 缩工段、合成工段、冷冻工段和氢回收工段。不同工段又包含不同的基础设备类 型，不同基础设备类型又包含各种名称的设备。例如磨煤工段分为搅拌机，给料 机，泵等几大类，而泵类又包括磨机出料泵、添加剂泵、氨水泵和废浆池泵四个 部分，每个设备都有位号、名称、型号、输送介质、流量、压力等指标。由于设 备种类多，设备运行过程中会随时出现设备的损坏或报废等情况，如果单纯依赖 过去的手工记录和分类汇总，势必浪费大量人力，记录的不及时将影响设备的j 下 常运转。 本系统的设备管理要求将设备按不同工段，不同类型进行划分，设备的详细 信息由管理员输入数据库，备件员或领导可以按各自要求进行查询，备件员有权 增加、删除、修改设备的具体信息。 在运行设备及维修设备中，也按照工段、类型及工作年限进行划分，输入设 备运行或维修状况的详细信息，方便备件员及时了解设备运转情况，及时联系购 1 0 第2 章合成氨厂安全管理信息系统需求分析 压力容器组，车间共同编制维修计划 检测琶兰兰三! j ， 检测组提出检测报告 合格 一般爷陷 二兰竺 ， ir 。j 1 车间 图2 设备检修流程图 f i g2f 1 a wp f o c e s so f d e v i c es e r “c e 2 2 3 安全管理需求 由合成氨厂的生产工艺过程可知合成氨厂的易燃、易爆危险品主要包括一氧化 碳、硫化氢、二氧化硫、氢气、甲烷等，在不同的生产工艺和储罐中危险物质的种类 和数量是不同的，这些化学物品混合有可能造成爆炸或因热量急剧升高而引起火灾等 安全隐患。因此应该先对其进行危险源辨识，判断哪些是重大危险源，根据生产实际 划分评价单元并对其进行安全评价哪些危险单元的危险程度较高，其造成的损失有多 少，通过采取安全补偿措施后危险指标是否降为理想程度等。 安全管理记录分厂事故信息，将生产过程中发生的事故按时间、工段划分并统一 管理。要求系统管理员详细将事故的原因、后果等信息记录在案，方便用户查询。 危险品档案是安全管理的一个环节，详细记录化工生产中的有毒有害危险品的信 安徽理工大学硕士学位论文 息，包括化学品物理、化学特性、毒性、沸点、闪点等影响化工安全生产的重要特性 及救护与防范措施，要求具有查询、删除等功能。 安全评价也是安全管理的一个环节，在此环节中，首先对分厂中储藏区和生产区 各种危险品进行危险源辨识，再通过汇总分析，判断出重大危险源并且进行评价，以 方便安全技术人员的查询，减少安全评价中的数据计算量，提高安全评价效率。( 安 全评价流程图如图3 所示) 2 2 4 安全教育需求 图3 安全评价流程图 f i g3f 1 0 宵p r o c e s so fs a f e t ye v a l u a t i o n 职工教育是合成氨厂安全管理信息系统的重要部分，分厂明确规定了企业职 工必须执证上岗，定期对在职职工开展安全竞赛等安全活动，对获奖人员给予一 定奖励，同时组织消防队人员及安全员不定期对各车间的违章行为( 如在现场吸 烟，违章操作等) 进行处罚。这些处罚或奖励结果以及总厂、分厂的安全法规等信 息可以通过互联网形式公布出来，更好地起到教育职工的效果。 将职工在安全考试或安全竞赛的得分情况，车间安全大检查中出现的违反安 1 2 甲 第2 章合成氨厂安全管理信息系统需求分析 全规章制度的信息和生产中由于及时处理安全隐患而受到奖励的事例汇总详细输 入计算机，以方便各职工浏览，并要求具有删除、修改和增加等功能，及时记录 违章或奖励事件。 2 2 5 用户管理需求 本系统面向大众用户，为更好地维护系统的安全性，防止非法删除或被用户无 意修改。应对系统用户的权限加以限制。系统权限要求输入用户具体信息，划分 用户类别，明确用户使用管理信息系统的权限。 2 3 安全管理信息系统目标 ( 1 ) 采用道化学法和蒙德法对化工生产流程和生产设备进行危险源识别和评价。 ( 2 ) 利用灰色分析方法对生产消耗和产量进行预测，达到“节能降耗”的目的。 ( 3 ) 以c s 和b s 相结合方式，既方便用户网上查询，又可以实现辅助分析。 2 4 系统实施可行性 1 技术可行性 随着计算机技术的发展，如c s 体系结构和计算机网络技术的推出和普 及，以及软件开发趋势的通用性和开放性，使得e r p 技术走向成熟，同时关 于e r p 技术方面的文章也越来越多，有利于参考 2 经济可行性 本论文研究的对象合成氨厂的生产面积不大，作为淮化集团的一个子网， 所使用的费用不高，且本系统对计算机的配置要求不高 3 运行可行性 本管理信息系统充分考虑到企业员工计算机水平，尽量使系统符合他们的 操作习惯，并努力作到界面友好。 2 5 本章小结 本章是数据库设计的第一步，首先分析了企业的生产现状，总结出管理信息 系统各方面的系统需求，根据需求制定出系统的目标，最后对系统实施的可行性进 行讨论。 安徽理工大学硕士学位论文 3 安全管理信息系统开发与数学模型 3 1安全管理信息系统开发 3 1 1 安全管理信息系统开发方法 安全管理信息系统是一种应用软件，而软件工程实际上是由硬件和系统工 程派生出来的，它是由方法、语言、工具和过程这四个关键元素组成。方法提供 如何改造软件的技术，方法包括一组广泛的任务，其中有与项目有关的计算和各 种估算，系统和软件需求分析，数据结构设计，程序体系结构，算法过程，编码， 测试和维护等。归纳起来，开发管理系统的方法可以分为生命周期法，原型法， 结构分析法，面向对象法和计算机辅助分析法( c a s e ) 等几大类”。： 1 生命周期法 生命周期法是在进行系统分析和设计时严格划分工作阶段，然后一步一步依 次进行，前一阶段是后一阶段的工作依据，由上至下一步步实现。生命周期法是 为了对付应用软件日益增长的复杂程度，漫长的开发周期以及用户对软件产品经 常不满意而发展起来的。生命周期法的优点是用户第一，严格划分工作阶段，结 果严谨：工作文件标准化、规范化：它采用自上而下的结构化，模块分析与设计 方法，工程管理容易，运行环境相对稳定。但存在以下问题，一是整个系统的开 发工作是劳动密集型的，系统开发的软件成本大大超过硬件成本。二是开发过程 复杂，三是使用的工具落后，四是研究周期长，缺乏适应环境的灵活性 2 原型法： 原型开发就是在开发的过程中，先建立一个能反映最终产品所有预定性能的 模型，其目的是便于实验和评价，以知道进一步的开发与生产。它是随着计算机 软件技术的发展，特别是在关系数据库系统( r d b s ) 、第四代程序生成语言( 4 g l ) 和各种系统开发生成环境产生的基础之上，通过产生一个实实在在的系统原型， 并与用户反复协商修改，最终形成实际系统的一种系统开发方法。 原型开发系统也有局限性： 1 ) 系统开发过程中必须经过系统分析来进行整个系统的设计。 2 ) 对于有大量运算，逻辑性强的程序模块，原型法很难构造模型来供人们 评价。 3 ) 对于原来的管理基础不够完善，信息处理混乱的一些企业，容易造成 1 4 苎! 童室全篁望焦星墨篓翌垄兰墼堂塑型 气 工作过程不清晰，这种情况用原型法有一定困难 4 ) 由于原型法不经过系统分析，因而整个系统没有一个完整的概念，各子 系统之间的接口不明确，系统开发的文档无法统一，容易给以后的维护带 来困难。 3 结构分析法 结构化系统分析法是自顶向下结构化方法，工程化方法的系统开发方法和生命 周期法的结合，是迄今开发方法中最普遍、最成熟的一种真正全面支持整个系统开 发过程的方法。 4 面向对象法 面向对象法( 0 b j e c to r i e n t e dm e t h od ，简称0 0 m ) 的形成最初是面向对象程序设 计语言开始的，随之才逐渐形成面向对象分析和设计方法。它的系统方法的基本思想 是将客观世界抽象地看成是若干相互联系的对象，然后根据对象和方法的特性研制出 一套软件工具，使之能够映射为计算机软件系统结构模型和进程，从而实现系统的开 发。面向对象法分为四个阶段：一是系统调查和需求阶段，即对系统将要面临的具体 管理以及拥护对系统开发的需求进行调查研究，弄清要干什么的问题。二是分析问题 的性质和求解问题，在繁杂的问题中抽象地识别出对象以及其行为、结构、属性、方 法等，这阶段被称之为面向对象分析( o o a ) 。三是整理问题，对分析的结果作进一步 的抽象、归纳、整理，最终以范式的形式确定下来，这一阶段称为面向对象设计( 0 0 d ) 。 四是程序实现，即用面向对象的程序设计语言将上一步整理的范式直接映射为应用程 序软件。面向对象法开发信息系统具有以下优越性：一是复杂对象的构造能力使得方 法对于客观世界模拟能力强：二是封装性，开发人员和最终用户屏蔽了复杂性和实现 细节，降低了信息系统开发和维护的难度：三是继承性使得数据库设计和编程成为可 重用。 5 c a s e 法 c a s e 法是一种除系统调查外全面支持系统开发过程的方法，同时也是一种自动 化的系统开发环节。 本管理系统是采用结构化分析与设计方法以及面向对象法来开发与设计，用系统 工程的思想和工程化方法，按用户至上的原则，结构化，模块化，自上而下按系统 开发的生命周期，分系统规划、系统分析、系统设计、系统实施和系统运行与维护 逐步完成。 安徽理工大学硕士学位论文 3 1 2 安全管理信息系统开发过程 安全管理信息系统的开发过程一般包括系统开发准备，系统调查，系统分析， 系统设计，系统实现，系统转换，系统运行与维护，系统评价等步骤。 1 ) 系统开发准备：系统开发准备主要包括提出系统开发要求，成立系统开 发小组，指定系统开发计划等。 2 ) 系统调查：新系统的系统分析与系统设计工作是建立在对现行系统调查 的基础上的，所以必须调查现行系统的运行状况，问题明确用户需求。 3 ) 系统分析：又称为逻辑设计，是管理信息系统开发的关键环节，要求在 对系统调的基础上，对新系统的功能进行细致的分析，并建立一个新系统的 逻辑模型。即将概念设计所得到的e r 图转换成d 醐s 支持的某一数据模型 ( 层次、网状、关系、对象关系等) 的逻辑结构。由于新系统是建立在对现 行系统的分析和要求基础之上的，所以系统调查工作要进行得深入，细致， 全面。用户可以对新系统的逻辑模型提出意见，双方经过讨论，修改，最后 达成共识，并完成系统分析报告，从而进入系统设计阶段。 4 ) 系统设计；系统设计又称为系统物理设计。物理设计是数据库具体实现 过程，设计的任务是为数据库选取合适的存储结构和存取方法，也就是设 计数据库的内模式。此阶段以逻辑设计的结果作为输入，结合具体的d b m s 的特点与存储设备特性进行设计，选定数据库在物理设备上的存储结构和 存取方法。具体分为两个步骤进行：一是确定数据的物理结构，即确定数 据库的存取方法和存储结构，二是对物理结构进行评价。这一阶段重点在 于设计好系统的总体框架，选择经济合理的技术手段。 5 ) 系统实旌与转换：该阶段主要包括以下方面：系统硬件的购置与安装 程序代码的编写与测试，系统操作人员的培训，系统有关数据的准备与录 入，系统调试和转换。 6 ) 系统维护和评价：系统的维护和评价是最后一个阶段，也是和用户联系 最紧密的一个阶段。一个可维护性较好的系统是一个让用户满意的系统。 3 2 前台开发工具v i s u a lb a s i c6 o 1 9 1 2 。1 v i s u a lb a s i c6 o ( 简称v b 6 0 ) 中文版是m i c r