化工灾害应急操作仿真系统设计与开发

发布时间：2021-04-01 21:26

　　石油化工行业发展迅速,安全生产问题日益凸显,国内外重大化工厂事故频繁发生。因我国产业集中规划,厂区内装置密集度高,一旦发生事故,极有可能引起多米诺效应,产生严重后果。因此加强石化企业员工安全操作意识,提升操作水平具有重要意义。本文针对业界需求,开发了化工灾害应急操作仿真系统,可对石化企业员工进行应急处置安全培训,主要研究内容如下:1、针对应急演练系统对事故多米诺场景难以仿真的问题,基于灾害的发生、发展及演变机理,提出了“工艺仿真建模+灾害仿真建模”的风险模型建模方式,将工艺模型与灾害模型有机结合,实现了对多米诺效应的仿真。在仿真中加入灾害场模型来描述多个相同类型的灾害,对灾害事故叠加及灾害后果进行了研究。2、针对应急操作评价指标难以量化的问题,提出了基于AHP的应急演练操作评价方法。其借鉴控制回路评价,基于仿真结果和理想数据的偏差来进行操作评价。使用AHP方法建立了设备运行稳定性评价模型,确定了各类设备的重要程度系数,减少了确定权值的主观性。3、基于以上理论开发了基于B/S架构的化工灾害应急操作仿真系统,使用三维建模技术对装置、灾害和人物建模,通过虚拟现实与流程动态模拟数据相结合,实现... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１泄漏模型计算流程图??Ｆｉｇ．２－１?Ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ?ｏｆ?ｌｅａｋａｇｅ?ｍｏｄｅｌ?ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ??２．３气体扩散模型建模??

?第二章化工过程灾害模型建模???Ｃ＾Ｄ??乾入气体扩散ｍｊ??也这：ｅｓｓ?气体；??ｒ?？％体龙两?■?麻ｔｔ费友?１??籌入气機洲撤ｋ?ＳｉｘＳ＾ＢＢＭ??ｓ＾ｓｓｐ?风ａｕ??６？？口形状??ｎ???Ｈ?口丽ＨＡ??Ｖ?????＿｜?被入内压力ｐ?｜?辘入鄉桃?—ｉ??ｎ?气张脑ｔ?????ｆ??ｍ?计ｅｎ？ｊ■因子ｙ?????；５?？出。?否??Ｖ??一？计ｓ泄ａｇ速率ｑ??★??＊ｉＵＱ????，＊??Ｖ??（“）??图２－２毒气团扩散模型计算流程图??Ｆｉｇ．２－２?Ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ?ｏｆ?ｇａｓ?ｍａｓｓ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｍｏｄｅｌ?ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ??２．４火灾模型建模??２．４．１池火模型??发生泄漏后，液体流到地面会形成液池，若液体可燃，被点燃或达到燃点会??形成池火。经查阅文献，Ｈｅｓｋｅｓｔａｄ、刘昉和刘志勇［３６，Ｗ等人经过广泛的实验数据??进行数学处理，得到了一系列池火以及伤害的相关的计算公式，其公式均基于电??热源评价模型，包括燃烧速度，火焰高度，热辐射通量，目标入射热辐射强度等。??（１）当液池中可燃液体的沸点比环境温度高时，液池表面单位面积燃烧速率??为：??１５??

?第二章化工过程灾害模型建模???（幵始）??ｉ????查询燃烧速吗ｉｍ／ｄｔ??Ｖ??辘入液池半径ｒ??＊??ｉ＋？火焰离度Ｈ??Ｉ??计＆池火??输出Ｑ?，?ｍ??￣否一??ｋ??Ｔ??（）??图２－３池火模型计算流程图??Ｆｉｇ．２－３?Ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ?ｏｆ?ｐｏｏｌ?ｆｉｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ??２．４．２喷射火模型??压力容器或管道破裂发生的泄漏可能会形成射流，若泄漏物质被点燃或达到??燃点就会形成喷射火。现阶段研究成果一般用多个热辐射通量相等且散布在火炬??中轴线的点热源来模拟火炬，其热辐射通量［３４Ｈ十算：??ｑ?＝?式（２＿１６）??式中：９为热辐射通量，Ｗ；?／／ｃ为液体燃烧热，Ｊ／ｋｇ?；?ｖ为效率因子；为??泄漏速度，ｋｇ／ｓ。??距火炬中轴线的点热源某处一点所受的热辐射强度可用式２－２８来计算，其??热传导系数一般取０．２。所以喷射火炬轴线上全部点热源对某一点的热辐射强度??之和就是此点处的入射热辐射强度：??／?＝?Ｋ?式（２－１７）??式中：ｎ为选取的点热源数量，可根据等效泄漏口面积以及仿真精度灵活选??择，可取３－１０。??１７??

【参考文献】：
期刊论文
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[3]储罐火灾泡沫用量实战系数影响因素分析[J]. 黄东方.  消防科学与技术. 2018(04)
[4]化工园区定量风险评价方法及相关理论研究综述[J]. 辛春林,张姗姗.  应用化工. 2018(05)
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博士论文
[1]化工灾害应急演练与控制关键技术研究[D]. 易涛.北京化工大学 2014
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硕士论文
[1]天然气管道泄漏的数值模拟研究[D]. 徐丹.安徽理工大学 2019
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[3]石化消防三维数字化分析与应急演练[D]. 万倩男.青岛科技大学 2018
[4]基于Unity与HTC Vive的石化沉浸式仿真培训系统的设计与实现[D]. 朱一龙.杭州电子科技大学 2018
[5]基于B/S架构的煤化工仿真培训系统的设计与实现[D]. 魏易松.杭州电子科技大学 2018
[6]石油化工生产安全建模与仿真研究[D]. 姚舰航.浙江大学 2017
[7]多变量控制系统性能评价[D]. 赵玲.东北大学 2017
[8]常减压蒸馏装置仿真培训系统开发[D]. 刘晓亭.青岛科技大学 2016
[9]某型爆炸逻辑网络的动力学建模和安全评估[D]. 谢东航.电子科技大学 2016
[10]面向化工仿真培训的智能评分系统设计[D]. 毛新宇.杭州电子科技大学 2016



本文编号：3113998