合成气压缩机系统3D安全虚拟仿真
学校:
江南大学
  所属学科:
化工与制药类
  专业门类:
化学工程与工艺
  项目负责人:
 
  资源年份:
2018
课时数:
3
  资源唯一编号:
jndxhg01
  资源分类:
实验
  对接资源链接地址:
http://obrsim.com:88?id=jndxhg,http://obrsim.com:88?id=jndxhg
 
项目简介

通过对合成气压缩机系统3D安全虚拟仿真实验课程的学习,使学生进一步熟悉安全基础知识、了解实际化工生产中安全环境、增强安全防范意识,提高异常事故处理水平。本平台采用虚拟现实VR技术,根据“能实不虚”的原则,依据工厂实际布局搭建模型,按实际生产过程出现的事故完成交互,完整再现了生产过程中突发事故的应急处理办法,能达到如下目的:

1. 通过模拟化工生产开车过程中出现压缩机火灾事故处理的操作过程,建立化工生产安全从防范到施救处理的一个流程,进一步认识化工生产各个设备操作的相互联系和影响,理解化工生产安全的整体性。

2. 深入了解合成气压缩机系统控制系统的动态特性,提高对复杂化工工程动态运行的分析和协调控制能力

3. 提高综合能力,包括锻炼动手能力,培养团队合作意识,严谨的作风,提高工程素养和创新能力等


实验原理

知识点数量: 8 (个)

(1)工艺流程

由甲烷化送来的合格的合成气2.5MPa、14℃,进入104-F,经104-F送入压缩机低压缸加压至6.3MPa、172℃,经136-C和116-C冷却到40℃再送入129-C冷却到8℃,经105-F分离水后送入压缩机高压缸,与循环气混合经叶轮加压至13.6MPa,经134-F分离掉油水后再送往合成的冷冻系统。

(2)系统组成

序号

位号

名称

序号

位号

名称

1

104-F

水分离器

2

136-C

中间冷却器

3

116-C

中间水冷器

4

129-C

段间氨冷器

5

105-F

段间分离器

6

103-J

离心式压缩机

7

134-F

分离器

8

134-C

防喘振冷却器

9

111-DA

干燥塔A

10

111-DB

干燥塔B

11

L105A

过滤器

12

L105B

过滤器

(3)离心式压缩机的基本结构

离心式压缩机包括转子、定子和轴承等部件。转子由主轴、叶轮、联轴器、止推盘等组成。定子由机壳、隔板、级间密封和轴端密封、进气室、蜗壳等组成。隔板将机壳分成若干空间以容纳不同级的叶轮,且组成扩压器、弯道和回流器,有时叶轮进口还设有导流器。本实验离心式压缩机采用蒸汽轮机驱动。

(4)离心式压缩机的维护

①日常维护和巡检内容

序号

日常维护和巡检内容

责任单位

1

各连接螺栓、地脚螺栓是否松动

维修

2

加强工艺管线的排污,严防液体带入机组

工艺

3

检查循环水测量的分析值应符合标准

工艺

4

工艺气体、密封气体、润滑油、冷却水的管道是否振动现象

维修、工艺

5

阀门、法兰、管道是否漏液,腐蚀

维修、工艺

6

冷却水的温度、压力、流量是否满足要求,各回路管是否畅通

维修、工艺

7

主机、各轴承是否震动,设备内部是否有异常声音

维修、工艺

8

观察油箱油位是否正常,供油压力、温度是否正常,油回路是否畅通

维修、工艺

9

主轴位移、各轴承的温度、振动有无变化

维修、工艺

10

如油路总管油压差增大,油泵出口压力降低,应清洗或更换滤网或更换油泵进口过滤器

维修、工艺

11

对压力开关、温度开关、传送器、调节器的检查、核对

仪表、工艺

12

保持设备清洁、擦洗设备

工艺

②定期检查内容

序号

检查内容

检查周期

责任单位

1

检查润滑油质量、分析润滑油指标

12个月

工艺

2

仪表装置、安全连锁装置检查

12个月

维修

3

压力容器检查

按容规

设备

(5)检修周期

检修类别

小修

中修

大修

检修周期(月)

3

12

24~36

检修工期(小时)

6

72

192

(6)检修内容

①小修

检查清理油过滤器。

清除油、水、蒸汽系统的管道、阀门和接头等处的跑、冒、滴、漏。

紧固已松动的非承压部位螺丝。

重要或有问题的仪表及联锁的应急性检查、校核处理。

消除日常检查中发现的缺陷。

②中修

包括小修内容。

轴承解体检查,调整间隙及轴承压盖紧力。必要时更换轴承。

检查、修理气封、油封。

轴颈测量圆度、圆柱度误差并探伤。

检查、清理润滑油、密封油系统。

检查、清洗联轴器并探伤。

复查对中。

整定轴振动、轴位移等所有联锁及仪表。

清洗、检查主油泵及辅助油泵。

清洗、检查中冷器。

检查、修理增(减)速器。

清扫、检查电动机。

③大修

包括中修内容。

各缸全面解体检查调整,包括隔板探伤,气封、平衡盘密封等的检查修理和更换。

检查测量转子各部几何形状和位置误差并探伤,是损伤情况,更换叶轮、

轴套、主轴或整个转子。

机组滑销系统、管道系统作全面检查调整。

辅助油泵解体,油系统全面清洗、检查、更换润滑油。

关键螺栓100%磁探,必要时更换。

检查基础有无开裂,剥落、下沉、顿斜等现象,并进行修理。

(7)事故描述

4月12日上午8点巡检员王某察觉合成气压缩机(103-J)有异常声响,因存在侥幸心理认为并无大碍,未及时向有关部门报告此情况。半小时后,低压缸的主轴断裂,叶轮外缘与缸体内腔磨损产生电火花,轴端密封损坏,导致氮氢混合气外泄着火。现场润滑油及电仪系统等被烧损,有人员受伤。

(8)事故处理

需立即进行紧急停车、救治伤员、设立警戒线、扑灭明火并恢复现场环境到正常。


实验内容及步骤

(1)实验方法描述:

启动软件,出现交互界面菜单:安全知识、应急演练、选项和退出按钮。

选择安全知识按钮进行安全知识的学习。

选择应急演练进行主项应急演练各个交互步骤操作,选择任务进行5个关卡进行演练:紧急停车、设立警戒、医疗救援、消防灭火和环境监测。

选择选项按钮对图像的明暗度进行调控、对背景音乐和人物对话进行设置、人物脚步开关、风力和风向设置。

选择退出按钮软件退出。

(2)学生交互性操作步骤说明:

五个过程,32步交互性步骤(不含知识学习)

紧急停车:

1)报告班长,压缩机出口法兰处有大量气体泄露并发生着火,现场有2人受伤;

2)根据指示关闭PIC6(合成气压缩机DCS图),停压缩机;

3)报告操作完成;

4)关闭合成气进料阀V01F104(原料气入口);

5)报告操作完成;

6)关闭压缩机进料阀V02F104(104-F顶部);

7)报告操作完成;

8)打开压力控制阀PIC4(合成气压缩机DCS图),对104-F进行卸压 ;

9)报告操作完成;

10)退至安全距离,继续观察着火情况。

②设立警戒

1)到达指定地点,开始疏散人员;

2)报告操作完成;

3)按要求到A点设立警戒,摆放“禁止通行”标志牌;

4)报告操作完成

5)到达指定地点B点设立警戒,摆放“禁止通行”标志牌;

6)报告操作完成。

③医疗救援

1)指挥身后队员查看受伤人员受伤情况;

2)汇报伤员A受伤情况;

3)指挥身后跟随队员救治伤员A;

4)汇报伤员救治情况;

5)带领身后队员赶往另一受伤人员处;

6)查看伤员B受伤情况;

7)汇报伤员B受伤情况;

8)指挥身后跟随队员救治伤员B;

9)汇报伤员B救治情况;


10)退至安全距离。

④消防灭火

1)到达指定事故现场;

2)对着火点进行灭火处理;

3)汇报火势情况。

⑤环境监测

1)到达指定测试地点;

2)监测周围空气及水质;

3)报告事故现场空气及水质指标。

(3) 软件功能介绍

1) 安全知识模块

内嵌丰富的化工厂安全常识、事故预防及危险性分析,包含六个子模块:基础知识、化工常用设备维护、化工单元操作危险性分析、消防器材、事故预防、救护知识。该模块与教学课件巧妙结合,提高学生课前预习意识,丰富学生安全常识。

2) 界面介绍

① 3D场景:利用虚拟现实技术,以3D形式模拟工厂环境和操作过程。在虚拟化工厂里学员可以根据自己的不同岗位,如内操作工、外操作工等,对事故现场进行应急处理。3D虚拟现场站与真实工厂布置一致,培训的同时能进一步提高学生对化工厂的工艺流程、设备布置、化工生产技术的理解能力,巩固所学的理论知识。

② DCS操作界面:模仿相关工艺真实DCS控制系统的主要界面:包括各流程图画面、控制组、趋势组、报警、细目、变量监控、各种操作仪表及弹出子画面,操作方式和控制方案完全相同。

③ 智能评分界面:对仿DCS和虚拟现实场景中的操作和工艺参数进行实时评定,可导出、打印成绩。


预习资源
序号 资源信息分类 资源信息名称 资源信息类型 状态
1 预习 合成气压缩机系统3D安全虚拟仿真 外部链接 有效
操作资源
序号 资源信息分类 资源信息名称 资源信息编号 资源信息类型 费用 收费有效期 状态
1 操作 合成气压缩机系统3D安全虚拟仿真 jndxhg01 外部链接 0.00 0 有效
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