平安工程信息化技術根底

運用實例葉迎春機械與儲運工程學院實例一平安監測系統本章目錄2主要內容1、多源數據采集與預處置模型2、泵機組與管道的工況耦變規律研討3、基于耦合分析的管道走漏檢測方法研討4、基于耦合分析的機組缺點監測與準確診斷方法5、實時數據驅動的遠程平安預警模型2024/1/631、多源數據采集系統構造在線數據采集系統采樣頻率慢〔<16Hz〕不延續繼續采集數據類型多樣離線數據采集系統采樣頻率高〔>1KHz〕間歇性采集振動數據〔受傳感器種類限制〕適用于：管道走漏檢測、機組缺點監測、平安預警過程適用于：機組準確缺點診斷過程2024/1/642、在線數據采集系統構建硬件：SCADA系統數據采集終端〔PLC〕軟件：基于OPC的遠程數據采集技術OPC是一個工業通訊規范，它建立了一組符合工業控制要求的數據接口規范，可以處理上位機和不同硬件設備間的遠程通訊問題。OPC協議泵站PLC及機柜面板OPC數據通訊技術通訊速率快

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自動化接口2、在線數據采集系統構建2024/1/663、離線數據采集系統中國石油大學〔北京〕自主開發的EDES-4型數據采集系統振動信號測點布置圖采集系統軟件采集系統硬件2024/1/674、機組缺點監測SCADA系統缺點監測功能是對實時形狀量的簡單閾值判別，實現不了對機組隱含缺點的監測，并且存在誤報警的景象。SCADA系統工藝參數截屏現場SCADA系統帶有機組缺點監測功能SCADA系統報警參數表2024/1/685、HAZOP分析的平安知識庫構建平安知識元創建工藝參數節點根據過程參量的

數據類型來劃分2024/1/696、遠程平安預警模型2024/1/6106、軟件引見設計開發了“泵機組與管道缺點診斷與平安預警〞系統軟件，并運用到了中石化東臨復線原油管道平安消費中。軟件系統數據采集與處理子系統管道泄漏檢測子系統機組故障診斷子系統動態安全預警子系統2024/1/6117、數據庫表構造設計2024/1/6128、系統軟件實現OPC數據采集與預處置子系統2024/1/6138、系統軟件實現主要功能子系統管道走漏檢測頁面機組缺點監測頁面機組缺點準確診斷頁面遠程平安預警頁面2024/1/614歷史數據查看器8、系統軟件實現輔助功能頁面實時數據查看器全線設備運轉形狀查看器軟件配置功能頁面2024/1/615實例二模擬與仿真16本章目錄1、平安閥在正常工況下偶爾異常開啟；3、液位計振動幅度較大，使部分構件產生嚴重壓痕；4、注油無縫鋼管在高頻小振幅振動下曾經引起過斷裂；5、緊縮機組在850轉/分工況下振動特別猛烈，目測覺得非常危險，該振動能夠導致地腳螺栓崩斷。缺點表現方式：2、一級排氣與二級進氣口銜接處振動引起銜接螺栓松動，呵斥嚴重的平安隱患；根底知識1—排氣閥2—氣缸3—活塞4—活塞桿5—十字頭6—連桿7—曲柄8—吸氣閥9—閥門彈簧組成機體傳動機構壓縮機構潤滑冷卻組成缺點方式診斷方法構造排氣量缺乏壓力異常溫度異常熱力缺點異常響聲振動過熱機械缺點參數監測溫度監測介質金屬法振動信號分析法油液分析-19-2024/1/6仿真診斷總體方案設計大張坨緊縮機照片緊縮機模型經過現場測繪及貴公司提供的資料，對緊縮機整機建模如下：-20-2024/1/6仿真診斷總體方案設計3號洗滌罐4號洗滌罐1號洗滌罐2號洗滌罐1級進氣緩沖罐1級出氣緩沖罐2級進氣緩沖2級出氣緩沖罐3級進氣緩沖罐3級出氣緩沖罐-21-2024/1/6基于固有特性分析的緊縮機減振研討網格單元：Solid45彈性模量：2.1E11Pa泊松比：0.3密度：7800kg/m3單元數：683469節點數：204681-22-2024/1/6基于固有特性分析的緊縮機減振研討零位移：44個地腳螺栓進出氣口管道截面階數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緊縮機前10階固有頻率緊縮機整機的各階固有頻率都比較低，一階頻率只需27.67Hz，這與往復式緊縮機的激振頻率900/60=15Hz接近。因此曲軸的轉動很容易激發緊縮機整機產生共振。并且由于前十階頻率都與激振頻率相差不大，所以緊縮機整機的振動表現為各低階振型的疊加。一階模態位移云圖七階模態位移云圖十階模態位移云圖緊縮機的振型主要表現為洗滌罐的振動，而液位計位于洗滌罐之上，所以其振動很大。大張坨儲氣庫現場調研結果：往復式緊縮機任務時，洗滌灌振動比較猛烈，液位計目測振動很大。基于固有特性分析的緊縮機減振研討-24-2024/1/6基于固有特性分析的緊縮機減振研討整機振動最大位移出現在洗滌罐及緩沖罐-25-2024/1/6基于固有特性分析的緊縮機減振研討洗滌罐支架尺寸圖-26-2024/1/6階數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模型的模態頻率對比緊縮機的振動主要是由低價固有頻率決議，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遠離共振區，從而到達減小振動的目的。基于固有特性分析的緊縮機減振研討-27-2024/1/6未添加支架的緊縮機一階振型中的最大位移為2.34cm，添加支架后的緊縮機一階振型中的最大位移為2.27cm，最大位移均出如今3級進氣洗滌罐上，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%。因此緊縮機洗滌罐添加支架后能有效的降低洗滌罐的振動。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減振研討-28-2024/1/6緊縮機整機瞬態動力學分析緊縮機瞬態動力學的載荷施加曲軸的支反力地腳螺栓約束氣缸內的交變壓力-29-2024/1/6關鍵部件易發生缺點部位靜力分析曲軸構造復雜，任務受力情況復雜，曲軸接受著周期性變化的氣膂力，往復運動質量慣性力，旋轉運動離心力的共同作用，對曲軸進展靜力學分析，分析曲柄軸在受壓下曲軸對位移、應力、應變情況，分析缺點部位和緣由。分析模型采用體單元SOLID95進展網格劃分，曲軸單元數20028，節點數30693。資料屬性參數為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經過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力、應變集中，是曲軸承載力最明顯的位置，這個位置即為曲軸最容易出現裂紋的地方。根據以往緊縮機曲軸裂紋缺點發生位置可證明此分析與實踐情況相符。關鍵部件易發生缺點部位靜力分析實例三天然氣管道走漏監測系統31本章目錄長輸天然氣管道走漏檢測系統數據獲取方法研討多源信息融合技術研討多線程分析模型建立數據庫技術研討系統封裝及發布前期仿真在線測試SCADA系統形狀參數主線程分析線程存儲格式存儲內容可執行文件音波數據音波波速修正管道形狀分析信息查詢數據維護計算時間差走漏定位公式走漏工況正常工況報警定位主界面提示天然氣管道走漏監測系統2.3.4平安管理信息系統的運用2024/1/632音波數據采集器公共參數2.3.4平安管理信息系統的運用2024/1/6332024/1/634多源信息綜合分析界面2.3.4平安管理信息系統的運用2024/1/635字段含義字段含義InP進站壓力InT進站溫度OutP出站壓力OutT出站溫度InF進站流量進站密度OutF出站流量OutD