化工過程HAZOP仿真及引導輔助研究.pdf

1、社會和經(jīng)濟的發(fā)展使人類對石化產(chǎn)品的需求量逐漸增加,石化裝置往往滿負荷運行,同時工藝也日趨復雜,這都導致了現(xiàn)今石化事故的頻發(fā)。在化工過程的設(shè)計運行中,如何深入全面地識別過程的潛在風險,并采取足夠的措施保證過程的安全成為人們關(guān)注的熱點。危險與可操作性分析(HAZOP-Hazard andOperability Analysis)方法是目前世界上流行的一種危險性分析方法,它可以應用于化工裝置的危險識別及安全儀表系統(tǒng)(SIS-Safety In

2、strumentation System)的設(shè)計中。
　　 傳統(tǒng)HAZOP分析利用不同專業(yè)的專家知識進行分析,具有系統(tǒng)化及可操作性強等優(yōu)點。但是其在應用中存在定性、耗時及嚴重依賴專家經(jīng)驗等不足,針對以上缺點,本課題主要開展了以下工作:
　　 1.為彌補傳統(tǒng)HAZOP分析中定性及分散考慮節(jié)點的不足,提出了基于動態(tài)仿真及安全狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的HAZOP分析框架。定量劃分系統(tǒng)各單元安全狀態(tài)空間,利用動態(tài)仿真探索偏差對整個系統(tǒng)的動態(tài)影

3、響,包括系統(tǒng)的安全狀態(tài)轉(zhuǎn)移。并進一步分析安全系統(tǒng)的具體性能要求。通過與傳統(tǒng)HAZOP分析比較,驗證該框架能夠有效地輔助傳統(tǒng)HAZOP分析,保證分析深度及完整性。
　　 2.針對列管式固定床反應器“高溫”偏差HAZOP分析,以苯酐反應裝置為例驗證靜態(tài)系統(tǒng)散度法能有效確定固定床反應器的溫度失控臨界參數(shù),有效輔助辨識列管式固定床反應器HAZOP中“高溫”偏差的原因及失控后果。同時通過動態(tài)仿真驗證所提出的動態(tài)散度法能夠有效對反應器失控預

4、警,增加操作人員及安全系統(tǒng)的反應時間。并進一步將分析結(jié)果應用于該反應器的安全儀表系統(tǒng)設(shè)計中,輔助完成針對高溫偏差的安全儀表系統(tǒng)的概念設(shè)計。
　　 3.針對傳統(tǒng)HAZOP低效耗時的不足,提出使用前序引導法引導分析人員進行HAZOP分析,并以Matlab編程實現(xiàn)該半自動HAZOP引導軟件SimHAZOP。使用SimHAZOP建立知識庫,在分析人員劃分完節(jié)點后引導自動生成初步HAZOP分析模板,分析人員在該模板基礎(chǔ)上進行補充修改,從而