【摘 要】
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生产安全是化工厂非常重视的问题。设备老化、生产工艺的复杂化、操作失误及外部环境的波动都有可能造成事故的发生。如何确保生产顺利安全的运行,是一个企业和社会需要关注和
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生产安全是化工厂非常重视的问题。设备老化、生产工艺的复杂化、操作失误及外部环境的波动都有可能造成事故的发生。如何确保生产顺利安全的运行,是一个企业和社会需要关注和解决的问题。化工动态模拟系统(ChemicalDynamic Simulation System,CDSS)能够对化工过程进行在线监测,为确保安全生产做出了很大的贡献。基于化工动态模拟的后果分析能够及时地预测事故发生的后果信息,在这些信息的基础上为企业提供事故的预防措施。数据输入系统能够帮助CDSS正常的运行。在CDSS平台上,可以设计由故障树得到的事故原因的故障模型,并为后果分析提供必要的初始参数。化工动态模拟系统适用于模拟非稳态过程。其内部模型需要大量的数据才能正常运行,同时这些数据之间有很强的关联性。友好的数据输入系统不仅能够帮助每个用户很好地理解动态模拟系统数据的意义以及数据之间的关联,而且能够有效地防止用户输入有误信息。结合故障树分析法,CDSS可以实现各种故障模型的设计。故障树分析法能够对生产工艺流程进行故障分析。结合故障树分析法的原理和实际化工生产中常见的故障,选取生产工艺中最常见的故障作为顶事件,然后往下逐级分析,最后得到导致顶事件发生的基本事件。根据故障树分析法和CDSS的故障模型,获取后果分析必须的初始参数。气体泄漏是化工生产中常见的事故之一,泄漏的气体扩散到大气中的过程会受到风速、温度、湿度以及泄露场所的空间结构等参数的影响。泄露点附近气体的浓度会随着时间不断变化。对于爆燃气体,当浓度达到气体的爆燃极限时就会发生爆燃事故。在计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值算法的基础上,借助于MATLAB软件能够计算模拟气体扩散的偏微分方程的数值解。运用MATLAB的PDETOOL工具箱对数值解可进行可视化的处理,得到气体扩散的动态情形,预测泄露气体浓度随时间的变化情况。本论文选取乙炔生产流程为研究对象,为流程设计了动态模拟仿真系统,诊断出了流程中最常见的故障原因。并选取乙炔气泄露故障为研究对象,在动态模拟系统的基础上计算出泄露乙炔气体的压强和浓度。分析研究了影响乙炔气扩散的参数,最后得到乙炔发生器厂房内不同位置上的乙炔浓度随时间的变化情况。
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