Диссертация (1172941), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Далеесравниваем эти новые отклики с ПДЗ, как это делалось раньше. Результатыпредставлены в таблице 1, где левая часть соответствует штатному режимуработы, с прежними значениями верхних и нижних ПДЗ. Правый столбецпредставляет те датчики, которые должны срабатывать и подавать сигнал тревогипри выходе значений потоков (давлений) за пределы ПДЗ.
Необходимо отметить,что поскольку сетевая модель «настроена» на единичную метрику, то значения189откликов в контурной подсети, потоков нефтепродуктов, и давления в каждойветви (аналог падения напряжения) здесь численно совпадают.Таблица 1 – Реакция датчиков стенда при разрыве контура 6 сетевой моделиКонтурная сеть, штатный режим работыНомераветвей123456789101112Воздействия, ВшОткликиОшПДЗ- низ-10 % ОшПДЗ+ верх+ 10 % Ош3000000150807060–50–3020225,0780,4232,9615,9220,1410,28154,9364,515,63–17,04–9,8610,28202,5672,3829,6614,3218,139,25139,4458,065,0715,348,879,25247,5888,4636,2517,5122,1511,31170,4270,966,2018,7510,8511,31Аварийная сеть, разрушен контур 6отклонения от ПДЗОткликиприаварииОа228,3976,7730,9711,9415,000,00151,6164,8411,94–19,03–15,000,00АбсолютныезначенияОа228,3976,7730,9711,9415,000,00151,6164,8411,9419,0315,000,00ОткликОа -ПДЗ-ПДЗ+ Оа25,824,391,31–2,39–3,13–9,2512,186,786,873,696,13–9,2519,1911,695,295,577,1511,3118,816,12–5,74–0,29–4,1511,31Сигналдатчика–––Д4Д5Д6––Д9+Д10+Д11+Д12Данные таблицы показывают, что в 4 ветвях, а именно, 4, 5, 6 и 12, откликиоказались ниже нижнего ПДЗ, а в трех ветвях: 9, 10 и 11 отклик превысил верхнееПДЗ.
Соответственно, следует ожидать реакцию, т.е. сигнал тревоги, датчиковдавления, расположенных в этих ветвях. Накопление излишков потоков массы,а также пропорционально растущее давление в ветви 9, где выводится ВКК,легкокипящая фракция, может привести к развитию аварии, новым разрушениям.На диаграмме представлены отклонения потоков массы от границ ПДЗ(рисунок 4), возникшие в результате аварийного изменения структуры: разрываконтура 6` (перегретый пар) при неизменных значениях воздействий. Диаграмманаглядно показывает, на каких участках произошло отклонение от ПДЗв начальный период времени, ведущее к срабатыванию датчиков тревоги.Значения ниже оси показывают отклонения от ПДЗ, здесь это ветви 9 и 11.Динамика нарастания опасности дальнейшего разрушения представленав таблице 2, где помимо штатных значений воздействий (давления) и откликов(потоков), даны значения потоков при разрушении узла Н, разность штатныхи аварийных значений, а также возрастание этой накопленной разности в течениеследующих 5, 10 и 20 единиц времени.
Данные таблицы показывают постепенное190нарастание отклонений в накоплении массы продуктов от регламентных, штатныхзначений, что указывает на возрастание опасности возникновения разрушенийв конструкции установки.30,0025,00Давление, атм20,0015,0010,005,000,001-5,0023456789101112-10,00-15,00Номер ветвиРисунок 4 – Отклонения потоков массы на участках сетевой модели (установки)от ПДЗ при разрыве контура 6`:от нижней границы ПДЗ; от верхней границы ПДЗТаблица 2 – Динамика возрастания опасности развития аварии при разрушении структурыНомераветвей123456789101112Нормальный режим работыВоздействие,Вш3000000150807060–50–3020ОткликОш225,0780,4232,9615,9220,1410,28154,9364,515,63–17,04–9,8610,28Откликприаварии Оа228,3976,7730,9711,9415,000,00151,6164,8411,94–19,03–15,000,00Накопление избытка массы (давления), Оа – Ош,в единицах времени:×1×5× 10× 203,32–3,65–1,99–3,98–5,14–10,28–3,320,336,30–1,99–5,14–10,2816,58–18,24–9,95–19,90–25,70–51,41–16,581,6631,51–9,95–25,70–51,4133,17–36,48–19,90–39,80–51,41–102,82–33,173,3263,02–19,90–51,41–102,8266,33–72,97–39,80–79,60–102,82–205,63–66,336,63126,03–39,80–102,82–205,63С помощью расчета узловой сети для данного варианта структурыс помощью соответствующей матрицы А возможно получить потоки тепла приразрыве конура 6` по участкам установки.
Введя значения ПДЗ аналогично191потокам массы, рассчитав отклонения от нормативных значений, получимраспределение превышений ПДЗ по участкам, узлам установки. Результатыпредставлены на рисунке 5. Здесь потоки тепла только превышают ПДЗна участках 4, 5, 11 и 12, т.е.
по контуру движения перегретого пара, а такжев контуре ЦО-2. Нет участков, где в результате аварии тепловой поток стал быниже предельно допустимых значений.25,0020,00Давление, атм15,0010,005,000,0012345678910-5,001112Номер ветви-10,00Рисунок 5 – Отклонения потоков тепла на участках установки от ПДЗ при разрыве контура 6`от нижней границы ПДЗ;от верхней границы ПДЗВторой пример. На рисунке 6 представлена сетевая модель с другойаварийной ситуацией: разорван контур 5` сетевой модели установки за счетотделения ветви 11 в узле E, т. е. второй контур циркулярного орошения.Также на рисунке 6 показаны результаты расчета откликов в сети с разрушениемданного контура.192-16,5681,311е10 = –50А3`В233,44е7 = 80224,2671`81,4СВКК19е1 = 3009`KЦО 2е12 = 205D12,79е9 = 6064,43115`16,8943е8 = 704`8`87`е11 = –30Циркуляционные орошения0,0010`E12`12,7912Н4,10НККе6 = 15012,7966`Рисунок 6 – Сетевая модель установки ректификации на стенде при разрушенияхконструкции.
Расчет сети, в которой разорван контур 5` (ЦО-2). Представлены значенияисточников и изменившиеся потоки нефтепродуктов в условиях аварийной ситуацииМатрица преобразования для данной структуры сетевой модели имеет вид(рисунок 7) С =:С=123456789101112110000000000020100010000003001101000000456789100001000000–1100000000–11000–11001000001110000000100000001000000010000000100000000000000Рисунок 7 – Матрица преобразования1100000000001012000001000001mmmmjmjjjjjjЖирным цветом выделен путь 5`, который определял раньше контур,а теперь определяет разомкнутый путь. Это и показано в правом столбце сбокуматрицы. Для расчета матрицы решения применяются другие пять строк, чемв предыдущем случае, соответствующие базисным контурам, а именно: 1, 2, 3, 4, 6(рисунок 8).193Матрица mС (рисунок 8) =:110000123462010013001114000115678001000–110000000–11100Рисунок 8 – Матрица mС9000101000–10011000001200001mmmmmПрименим рассмотренный выше алгоритм, получим матрицу решения.Для наглядности значения элементов представлены целыми числами; длярасчетов их надо поделить на определитель, который здесь равен 122.
Он показансправа от матрицы. Строка и столбец 11 здесь состоят из нулей, показывая, чтоэта ветвь оказались вне контуров данной сети и потоки в них протекать не могут,т.е. ЦО-2 не работает, что снижает возможности выделения соответствующейфракции. Матрица решения (рисунок 9) Yc =1234567891011121782424–10–1044201420–102245910201111–24399100113210722266–2–1216–5006442022441212–4–2432220125678910–10 –1044201421111–243991066–2–1216–501212–4–243222313110–1–196313110–1–196101078–20 –14–2–1–1–2063–23 –12–19 –19 –14 –23511666–2–121672000000313110–1–196Рисунок 9 – Матрица решения Yc1100000000000012–1011612313110–1–1960311/122В качестве штатных воздействий используем тот же вектор, что и прирасчете изменения воздействий.
Тогда отклики и ПДЗ остаются прежними,а отклики в аварийной сети получим умножением новой матрицы решения настарый вектор воздействий. Далее сравниваем аварийные отклики с ПДЗ.Результаты представлены в таблице 3. Левая часть таблицы дает штатномурежиму работы, верхние и нижние значения ПДЗ прежние. Правый столбецпредставляет датчики, которые срабатывают и подают сигнал тревоги при выходезначений потоков (давлений) за пределы ПДЗ.194Здесь в трех ветвях – 5, 9 и 11 – отклики оказались ниже нижнего ПДЗ.В двух ветвях, 6 и 12, отклики превысили верхнее ПДЗ, соответственно, датчикидавления, расположенные в этих ветвях, подают сигнал тревоги.Таблица 3 – Реакция датчиков стенда при разрыве контура 5 сетевой моделиАварийная сеть, разрушен контур 5отклонения от ПДЗОткликАбсоОткликприлютноеПДЗ+ Оа авариизначениеОаПДЗОаОа224,26224,2621,7023,3281,3181,318,937,1533,4433,443,782,8116,8916,892,560,6212,7912,79-5,349,3712,7912,793,53-1,48155,74155,7416,3014,6864,4364,436,376,534,104,10-0,972,10-16,5616,561,222,190,000,00-8,8710,8512,7912,793,53-1,48Контурная сеть, штатный режим работыНомераветвейВоздействие, ВшОткликОш3000000150807060-50-3020225,0780,4232,9615,9220,1410,28154,9364,515,63-17,04-9,8610,28123456789101112ПДЗниз-10 %Ош202,5672,3829,6614,3218,139,25139,4458,065,0715,348,879,25ПДЗ+верх+ 10% Ош247,5888,4636,2517,5122,1511,31170,4270,966,2018,7510,8511,31Сигналдатчика––––Д5Д6+––Д9–Д11Д12+На диаграмме наглядно представлены отклонения потоков массы от границПДЗ (рисунок 10), возникающие при данном виде изменения структуры связей:разрыве контура 5` (это контур циркулярного орошения ЦО-2) при неизменныхзначениях воздействий.
Диаграмма наглядно показывает, где и какое возниклоотклонение от ПДЗ в начальный момент, начальный период аварии, ведущеек срабатыванию датчиков тревоги.2520Давление, атм151050-5123456789101112-10-15Рисунок 10 – Отклонения от ПДЗ новых значений потоков массы на участках установкипри разрыве контура 5:от нижней границы ПДЗ;от верхней границы ПДЗНомер ветви195Значения ниже оси показывают отклонения от ПДЗ, отрицательныеотклонения потоков массы от верхней границы ПДЗ указывают на превышениекритических значений и возможность разрушения.
Накопление излишков потоковмассы, а также пропорционально растущее давление в ветви 6, а также в ветви 12,где выводится газовая фракция и замыкается контур перегретого пара, можетпривести к новым разрушениям.Третий пример. На рисунке 11 дана сетевая модель установки, где разорванконтур 3` за счет отделения ветви 10 от узла С, т. е. первый контур циркулярногоорошения.
Показаны как воздействия (аналоги давления насосов), так ирезультаты расчета откликов, потоков в сети после разрушения данного контура.ЦО 182,861е10 = –50А3`21,193е8 = 70е7 = 80225,4871`115`21,194С5D20,95е9 = 6061,677`1E1212`Н9,2999`е1 = 300е12 = 2011,908154,52е11 = –30ЦО 2-9,05В2Циркуляционные орошения0,011,90НККKе6 = 15066`Рисунок 11 – Сетевая модель установки ректификации на стенде при разрушенияхконструкции. Расчет сети, в которой разорван контур 3` (ЦО-1). Представлены значенияисточников и потоки в сети в условиях аварийной ситуацииНарисунке12,показывающемматрицупреобразования,жирнымначертанием шрифта выделен путь 3`, который определял раньше контур,а теперь определяет разомкнутый путь, что показано в правом столбце.196Матрица преобразования для данной структуры сетевой модели имеет вид(рисунок 11) С =:С=123456789101112110000000000020100010000003001101000000456789100001000000–110000000001000–11001000001110000000100000001000000010000000100000000000000Рисунок 12 – Матрица преобразования110000–1000001012000001000001mmm-jmmmjjjjjjДля расчета матрицы решения применяются другие пять строк, чемв предыдущих случаях, соответствующие базисным контурам: 1, 2, 4, 5, 6,т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
