《安全仿真技術在石化行業(yè)中的應用探究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、引言仿真技術是一門多學科的綜合性技術，它以控制論、系統(tǒng)論、相似原理和信息技術為基礎，以計算機和專用設備為工具，利用系統(tǒng)模型對實際的或設想的系統(tǒng)進行動態(tài)試驗。例如，汽車或飛機的駕駛訓練模擬器，就是應用仿真技術的成果。信息處理技術和網絡技術的發(fā)展，實際上已經完全改變?yōu)榉抡娴母拍睢ｋS著科技的進步，生產逐步向集中化、復雜化、連續(xù)化發(fā)展，生產過程中的自動化程度越來越高，隨之對生產過程中的操作人員素質的要求也越來越高，特別是對于那些高危生產過程的企業(yè)來講，高素質的操作人員對于安全生產顯得尤為重要。目前，仿真模擬技術在國外安全科學技術領域已有大量研究和應用，用以加強安全系統(tǒng)設計、安全教育培訓，進行事故

2、調查、診斷和研究、安全評價，應急預案演練等，以達到減少安全事故的目的。美國及其他發(fā)達國家通過采用計算機仿真模擬、虛擬現實技術，預測建設項目施工過程中由于操作失誤、控制系統(tǒng)故障或設備故障等非正常原因導致的危險事故，以及故障在流程中傳播的不利后果，并將施工過程和安全控制融合在一起，發(fā)揮各自的長處，從而增強了對安全隱患的預見性，大幅度減少了工程施工過程中的意外險情，同時還可以設定十擾，以確定最佳的安全控制方案和救援預案。國內仿真技術的研究與應用較早，發(fā)展迅速。隨著安全科學技術特別是安全系統(tǒng)科學的發(fā)展成熱，安全模擬與安全仿真學已成為其重要學科分支。隨著信息技術和計算機技術的發(fā)展，仿真技術在安全評

3、價、安全監(jiān)測、安全控制與安全訓練等多領域多層面，正在或即將發(fā)揮著越來越大的作用。目前，仿真技術已成功地應用于揭示工藝過程內在危險;設備結構疲勞分析;毒物泄漏、擴散、爆炸、燃燒三維可視化分析;故障識別與診斷;輔助安全訓練。仿真技術已成為系統(tǒng)安全工程中的關鍵技術之一。石油化工是危險性極高的行業(yè)之一?？萍己徒洕陌l(fā)展使得石油化工過程日益大型化、復雜化，生產中一旦發(fā)生火災、爆炸、毒氣泄漏等重大惡性事故，其損失將極為慘重。據專家統(tǒng)計，一年內僅美國而言，由于事故在石油化工領域造成的經濟損失就達200億美元。據我國不完全統(tǒng)計，石油化工企業(yè)自1983年至1988年發(fā)生重大事故達647起，死亡人數達117

4、人，造成巨大的經濟損失。為了預防事故保障人員、物資和設備安全、保障環(huán)境不受污染，自二十世紀八十年代以來許多國家開始立法。國際安全標準要求，對石油化工過程的潛在危險及危險可能造成的損失，必須進行定期全面深入的分析與評價。嚴格的與傷害、溢出和廢物生成有關的標準規(guī)范，以及越來越嚴格的違反法規(guī)的處罰，使得石油化工在設計階段就必須考慮工廠的工藝、設備及控制方案應當是木質安全的，進而必須保障裝置運行直到裝置報廢全生命周期的安全及環(huán)保。石油化工安全評價和安全監(jiān)控涉及:工藝過程中的危險識別、風險評估、失效分析、事故預案、事故分析、故障診斷、安全檢測與監(jiān)控等多項內容。仿真技術在石油化工安全評價和安全監(jiān)控中

5、的作用越來越顯重要。我國國家學科分類標準(GB/T13745-92)將安全利科學技術列為一級學科，其中安全模擬與安全仿真學是安全學的重要學科之一。仿真技術在安全學中之所以如此重要，其原因在于，大型工業(yè)過程不可能也不允許進行真實的事故實驗。此類實驗不但要耗用巨大的人力、物力和投資，而且會造成嚴重的破壞及環(huán)境污染。近十年來，仿真技術在石油化工安全領域得到廣泛應用，主要體現在如下五方面:工藝過程內在危險的仿真；設備結構的危險仿真;爆炸、燃燒、毒物擴散對環(huán)境影響的仿真；安全仿真訓練；基于仿真技術的故障診斷。1.工藝工程內在仿真一般來講，在石油企業(yè)生產工藝的過程中潛在的主要危險有來自裝置操作失誤產

6、生的危險、控制系統(tǒng)故障產生的危險、超壓超溫等產生的危險。對于生產工藝過程中潛在危險的仿真技術主要有:首先是定量模型的仿真。該仿真模型的工作原理是，用代數方程或者是微分方程來描述石油化工在反映過程中能量、動能、質量等內在的變化規(guī)律。當前對定量模型仿真采用的軟件HYSYS:一是借助于該軟件能夠對石油化工生產的運行特征進行有效分析，有助于對運行過程中產生的小穩(wěn)定狀態(tài)等狀況進行研究和模擬;二是借助于該軟件能夠對石油化工安全控制的方案進行有效研究。采用該軟件可以有效實現石油化工相關工藝與控制實現有效融介，實現對石油化工的裝置的有效研究;三是借助于該軟件能夠確定石油化工平穩(wěn)的開工方案。在石油化工企業(yè)

7、中，開工方案是否平穩(wěn)，自接關系到化工企業(yè)的安全生產狀況;確定平穩(wěn)的開工方案，可以有效解決在溫度等相關負荷小容易確定的問題。其次是定性模擬仿真。定性模擬仿真是相對于定量仿真而言的;該種模型仿真的工作原理主要是運用一些非數學方法表達信息、結果輸出等環(huán)節(jié)，在定性模型的支持下推到出系統(tǒng)定性行為。這種模型仿真相對于定量仿真模型來講，要簡單的多。當前主要借助于HAZOP安全分析法。這種方法在石油化工企業(yè)中的應用比較廣泛。定性仿真技術操作簡單、在