化工過(guò)程非正常工況自愈調(diào)控理論及工程應(yīng)用研究.pdf

1、為了追求更高的經(jīng)濟(jì)效益，化工企業(yè)大量采用了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的現(xiàn)代化工裝備。在高溫、高壓的操作條件下，裝備更容易發(fā)生故障?；み^(guò)程系統(tǒng)是一個(gè)由人、工藝過(guò)程、裝備、儀表控制系統(tǒng)和環(huán)境等因素組成的復(fù)雜系統(tǒng)。任何偏離設(shè)計(jì)意圖的偏差都有可能使系統(tǒng)進(jìn)入非正常工況。一旦導(dǎo)致緊急停車(chē)不僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，由此偏離引發(fā)重大事故甚至?xí)斐蓢?yán)重的社會(huì)災(zāi)難。當(dāng)前的DCS等控制系統(tǒng)依然存在著報(bào)警點(diǎn)過(guò)多、報(bào)警邏輯簡(jiǎn)單以及無(wú)法及時(shí)判斷報(bào)警重要性大小等諸多問(wèn)題。 工程實(shí)

2、踐表明，事故的發(fā)生是有一個(gè)漸進(jìn)過(guò)程的，都有一個(gè)由正常工況向非正常工況變化的趨勢(shì)。如果事先認(rèn)識(shí)并能及時(shí)遏止這種變化趨勢(shì)，事故是可以避免的。本文研究的化工過(guò)程非正常工況自愈調(diào)控系統(tǒng)，以系統(tǒng)中變量間的相互影響關(guān)系模型及能夠正確描述系統(tǒng)的機(jī)理模型等為依據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中重要變量的變化，將危險(xiǎn)與可操作性（HAZOP）分析報(bào)表等資料與實(shí)際化工生產(chǎn)結(jié)合在一起。在實(shí)際裝置中，應(yīng)用化工過(guò)程非正常工況自愈調(diào)控系統(tǒng)，可減少非計(jì)劃停車(chē)次數(shù)，保障企業(yè)本質(zhì)安全，由

3、此提高經(jīng)濟(jì)效益。 論文的主要研究?jī)?nèi)容和具有技術(shù)創(chuàng)新性的研究成果如下： 1、闡述了化工過(guò)程復(fù)雜系統(tǒng)自愈調(diào)控理論?；み^(guò)程系統(tǒng)是一個(gè)耗散結(jié)構(gòu)，也是一個(gè)由許多相互聯(lián)系且實(shí)時(shí)變化的因素構(gòu)成的開(kāi)放的復(fù)雜系統(tǒng)?；み^(guò)程非正常工況自愈調(diào)控的目的就是在化工生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析可能引發(fā)事故的條件及事故發(fā)生前的征兆，采用診斷預(yù)測(cè)、智能決策和主動(dòng)控制等方法使化工生產(chǎn)系統(tǒng)在事故早期階段就發(fā)現(xiàn)最初的原因并徹底根除它。 2、針對(duì)化

4、工過(guò)程中大多數(shù)事故是由于人工誤操作而導(dǎo)致的這一問(wèn)題，本論文總結(jié)了常見(jiàn)的誤操作形式和導(dǎo)致誤操作的原因，開(kāi)發(fā)了人工誤操作危險(xiǎn)與可操作性（MO-HAZOP）分析軟件，并提出了系統(tǒng)的誤操作分析方法，從而彌補(bǔ)了危險(xiǎn)與可操作性分析方法對(duì)分析操作步驟顛倒和遺漏操作步驟等分析不全的缺陷。計(jì)算誤操作發(fā)生概率值大小，并對(duì)所有的情況進(jìn)行排序，可以找出較容易發(fā)生的或后果較嚴(yán)重的誤操作。確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)后，采取防范措施避免由誤操作導(dǎo)致的事故發(fā)生，或采取有效措施將事故

5、發(fā)生造成的不利后果的影響控制在最小程度； 3、針對(duì)計(jì)算機(jī)輔助HAZOP分析結(jié)果過(guò)多，主次性差等問(wèn)題，本論文以層次分析法與基于符號(hào)定向圖的HAZOP（SDG-HAZOP）分析方法結(jié)合為例，介紹了基于層次分析法的計(jì)算機(jī)輔助HAZOP分析方法。建立過(guò)程中節(jié)點(diǎn)變量間的層次結(jié)構(gòu)，將危險(xiǎn)路徑按照相對(duì)重要度進(jìn)行排序，減少了人為因素對(duì)分析結(jié)果的影響。這些優(yōu)勢(shì)在一定程度上可彌補(bǔ)SDG-HAZOP分析報(bào)表結(jié)論多且主次性差等缺點(diǎn)，為定量和定性方法的結(jié)

6、合提供技術(shù)依據(jù)。這種方法可以使專(zhuān)家忽略小概率事件而關(guān)注緊急或嚴(yán)重的問(wèn)題，有針對(duì)性地對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程中存在的重要危險(xiǎn)隱患提出防范建議或措施。 4、針對(duì)化工過(guò)程中爆炸事故重復(fù)發(fā)生的問(wèn)題，本論文歸納和總結(jié)了化工過(guò)程中爆炸事故案例原因五類(lèi)46種，以及導(dǎo)致事故發(fā)生的65個(gè)影響因素。以此為建立化工過(guò)程非正常工況自愈調(diào)控系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)基礎(chǔ)依據(jù)之一，可以更有針對(duì)性地避免重大事故的重復(fù)發(fā)生。 5、以硝基苯初餾塔分離工藝為例，闡述了防范人工誤操

7、作及爆炸事故分析技術(shù)的應(yīng)用?；谇笆龇椒ǖ姆治鼋Y(jié)果，采用程序控制、聯(lián)鎖或聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)等措施可以減少和防范誤操作并且保證正常生產(chǎn)。 6、基于多功能過(guò)程與控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（MPCE）建立丙烯聚合過(guò)程非正常工況操作指導(dǎo)系統(tǒng)，可以保障MPCE的丙烯聚合過(guò)程成功開(kāi)車(chē)，實(shí)時(shí)應(yīng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。將此系統(tǒng)應(yīng)用于丙烯聚合過(guò)程，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)程中存在的故障、事故原因，盡可能地將故障或事故消除在萌芽階段，減少非計(jì)劃停車(chē)次數(shù)，拓寬復(fù)雜化工過(guò)程正常工況