安全工程信息化技术应用工程实例

平安工程信息化技术根底

运用实例叶迎春机械与储运工程学院实例一平安监测系统本章目录2主要内容1、多源数据采集与预处置模型2、泵机组与管道的工况耦变规律研讨3、基于耦合分析的管道走漏检测方法研讨4、基于耦合分析的机组缺点监测与准确诊断方法5、实时数据驱动的远程平安预警模型2024/1/631、多源数据采集系统构造在线数据采集系统采样频率慢〔<16Hz〕不延续继续采集数据类型多样离线数据采集系统采样频率高〔>1KHz〕间歇性采集振动数据〔受传感器种类限制〕适用于：管道走漏检测、机组缺点监测、平安预警过程适用于：机组准确缺点诊断过程2024/1/642、在线数据采集系统构建硬件：SCADA系统数据采集终端〔PLC〕软件：基于OPC的远程数据采集技术OPC是一个工业通讯规范，它建立了一组符合工业控制要求的数据接口规范，可以处理上位机和不同硬件设备间的远程通讯问题。OPC协议泵站PLC及机柜面板OPC数据通讯技术通讯速率快

可靠性高2024/1/65效力器端–客户端〔CS方式〕OPC效力器(OFS3.0)OPC.Net自动化接口2、在线数据采集系统构建2024/1/663、离线数据采集系统中国石油大学〔北京〕自主开发的EDES-4型数据采集系统振动信号测点布置图采集系统软件采集系统硬件2024/1/674、机组缺点监测SCADA系统缺点监测功能是对实时形状量的简单阈值判别，实现不了对机组隐含缺点的监测，并且存在误报警的景象。SCADA系统工艺参数截屏现场SCADA系统带有机组缺点监测功能SCADA系统报警参数表2024/1/685、HAZOP分析的平安知识库构建平安知识元创建工艺参数节点根据过程参量的

数据类型来划分2024/1/696、远程平安预警模型2024/1/6106、软件引见设计开发了“泵机组与管道缺点诊断与平安预警〞系统软件，并运用到了中石化东临复线原油管道平安消费中。软件系统数据采集与处理子系统管道泄漏检测子系统机组故障诊断子系统动态安全预警子系统2024/1/6117、数据库表构造设计2024/1/6128、系统软件实现OPC数据采集与预处置子系统2024/1/6138、系统软件实现主要功能子系统管道走漏检测页面机组缺点监测页面机组缺点准确诊断页面远程平安预警页面2024/1/614历史数据查看器8、系统软件实现辅助功能页面实时数据查看器全线设备运转形状查看器软件配置功能页面2024/1/615实例二模拟与仿真16本章目录1、平安阀在正常工况下偶尔异常开启；3、液位计振动幅度较大，使部分构件产生严重压痕；4、注油无缝钢管在高频小振幅振动下曾经引起过断裂；5、紧缩机组在850转/分工况下振动特别猛烈，目测觉得非常危险，该振动能够导致地脚螺栓崩断。缺点表现方式：2、一级排气与二级进气口衔接处振动引起衔接螺栓松动，呵斥严重的平安隐患；根底知识1—排气阀2—气缸3—活塞4—活塞杆5—十字头6—连杆7—曲柄8—吸气阀9—阀门弹簧组成机体传动机构压缩机构润滑冷却组成缺点方式诊断方法构造排气量缺乏压力异常温度异常热力缺点异常响声振动过热机械缺点参数监测温度监测介质金属法振动信号分析法油液分析-19-2024/1/6仿真诊断总体方案设计大张坨紧缩机照片紧缩机模型经过现场测绘及贵公司提供的资料，对紧缩机整机建模如下：-20-2024/1/6仿真诊断总体方案设计3号洗涤罐4号洗涤罐1号洗涤罐2号洗涤罐1级进气缓冲罐1级出气缓冲罐2级进气缓冲2级出气缓冲罐3级进气缓冲罐3级出气缓冲罐-21-2024/1/6基于固有特性分析的紧缩机减振研讨网格单元：Solid45弹性模量：2.1E11Pa泊松比：0.3密度：7800kg/m3单元数：683469节点数：204681-22-2024/1/6基于固有特性分析的紧缩机减振研讨零位移：44个地脚螺栓进出气口管道截面阶数一阶二阶三阶四阶五阶六阶七阶八阶九阶十阶频率（Hz）27.6732.0243.0648.9969.0470.6973.0179.8785.8988.35紧缩机前10阶固有频率紧缩机整机的各阶固有频率都比较低，一阶频率只需27.67Hz，这与往复式紧缩机的激振频率900/60=15Hz接近。因此曲轴的转动很容易激发紧缩机整机产生共振。并且由于前十阶频率都与激振频率相差不大，所以紧缩机整机的振动表现为各低阶振型的叠加。一阶模态位移云图七阶模态位移云图十阶模态位移云图紧缩机的振型主要表现为洗涤罐的振动，而液位计位于洗涤罐之上，所以其振动很大。大张坨储气库现场调研结果：往复式紧缩机任务时，洗涤灌振动比较猛烈，液位计目测振动很大。基于固有特性分析的紧缩机减振研讨-24-2024/1/6基于固有特性分析的紧缩机减振研讨整机振动最大位移出现在洗涤罐及缓冲罐-25-2024/1/6基于固有特性分析的紧缩机减振研讨洗涤罐支架尺寸图-26-2024/1/6阶数一阶二阶三阶四阶五阶六阶七阶八阶九阶十阶支架模型频率（Hz）28.0437.2246.2564.3769.4070.5470.5972.6980.0786.13正常模型频率（Hz）27.6732.0243.0648.9969.0470.6973.0179.8785.8988.35两种紧缩机模型的模态频率对比紧缩机的振动主要是由低价固有频率决议，添加洗涤罐支撑后其低阶固有频率明显提高〔1-4阶〕。低阶固有频率的提高意味着可以使紧缩机远离共振区，从而到达减小振动的目的。基于固有特性分析的紧缩机减振研讨-27-2024/1/6未添加支架的紧缩机一阶振型中的最大位移为2.34cm，添加支架后的紧缩机一阶振型中的最大位移为2.27cm，最大位移均出如今3级进气洗涤罐上，洗涤罐添加支架后的一阶最大位移降低了2.9%；三阶振型最大位移由4.1cm降低到3.6cm，降低了10.9%。因此紧缩机洗涤罐添加支架后能有效的降低洗涤罐的振动。支架模型一阶振型支架模型三阶振型正常模型一阶振型正常模型三阶振型基于固有特性分析的紧缩机减振研讨-28-2024/1/6紧缩机整机瞬态动力学分析紧缩机瞬态动力学的载荷施加曲轴的支反力地脚螺栓约束气缸内的交变压力-29-2024/1/6关键部件易发生缺点部位静力分析曲轴构造复杂，任务受力情况复杂，曲轴接受着周期性变化的气膂力，往复运动质量惯性力，旋转运动离心力的共同作用，对曲轴进展静力学分析，分析曲柄轴在受压下曲轴对位移、应力、应变情况，分析缺点部位和缘由。分析模型采用体单元SOLID95进展网格划分，曲轴单元数20028，节点数30693。资料属性参数为E=2.1×1011Pa，μ=0.3，ρ=7800kg/m3，有限元模型如以下图所示。

-30-2024/1/6经过以上分析可知在曲柄轴受压工况下，曲柄轴与曲柄的衔接处应力、应变集中，是曲轴承载力最明显的位置，这个位置即为曲轴最容易出现裂纹的地方。根据以往紧缩机曲轴裂纹缺点发生位置可证明此分析与实践情况相符。关键部件易发生缺点部位静力分析实例三天然气管道走漏监测系统31本章目录长输天然气管道走漏检测系统数据获取方法研讨多源信息融合技术研讨多线程分析模型建立数据库技术研讨系统封装及发布前期仿真在线测试SCADA系统形状参数主线程分析线程存储格式存储内容可执行文件音波数据音波波速修正管道形状分析信息查询数据维护计算时间差走漏定位公式走漏工况正常工况报警定位主界面提示天然气管道走漏监测系统2.3.4平安管理信息系统的运用2024/1/632音波数据采集器公共参数2.3.4平安管理信息系统的运用2024/1/6332024/1/634多源信息综合分析界面2.3.4平安管理信息系统的运用2024/1/635字段含义字段含义InP进站压力InT进站温度OutP出站压力OutT出站温度InF进站流量进站密度OutF出站流量OutD