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
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。
（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）
① 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。