Диссертация (1172941), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Строка и столбец 1 здесь состоят из нулей, показывая, что эта ветвьоказались вне контуров данной сети и потоки в них протекать не могут,т.е. канал поступления нефти в установку не работает.Воздействием остается тот же вектор, что и в предыдущих примерах. ПДЗостаются прежние, а отклики в аварийной сети получим умножением новойматрицы решения на старый вектор воздействий.
Далее сравниваем аварийныеотклики с ПДЗ. Результаты представлены в таблице 6. Левая часть таблицы даетштатному режиму работы, верхние и нижние значения ПДЗ прежние. Правыйстолбец представляет датчики, которые срабатывают и подают сигнал тревогипри выходе значений давлений за пределы, т.е. ниже и выше допустимыхзначений.204Таблица 6 – Реакция датчиков стенда при разрыве контура 1` сетевой моделиАварийная сеть, разрушен контур 3отклонения от ПДЗКонтурная сеть, штатный режим работыНомераветвей123456789101112Воздействие, ВшОткликОшПДЗ- низ-10% ОшПДЗ+ верх+ 10% ОшОткликприаварииАбсолютноезначениеОткликОа -ПДЗ-ПДЗ+ -Сигналдатчика3000000150807060–50–3020225,0780,4232,9615,9220,1410,28154,9364,515,63–17,04–9,8610,28202,5672,3829,6614,3218,139,25139,4458,065,0715,348,879,25247,5888,4636,2517,5122,1511,31170,4270,966,2018,7510,8511,310,0013,0728,036,0636,5743,1430,077,01–37,08–21,976,5743,140,0013,0728,036,0636,5743,1430,077,0137,0821,976,5743,14–202,56–59,31–1,63–8,2718,4433,89–109,36–51,0532,016,63–2,3033,89247,5875,408,2211,45–14,41–31,83140,3563,95–30,88–3,224,28–31,83Д1Д2Д3Д4Д5+Д6+Д7Д8Д9+Д10+Д11Д12+ОаОаОаПоскольку здесь разрушен основной поток, т.е.
поток подачи нефти,то и последствия серьезные. Полученные отклики можно рассматриватькак остаточные потоки и оставшийся контур перегретого пара. Отклоненияот регламентных значений есть во всех ветвях. В ветвях 1, 2, 3, 4, 7, 8 и 11отклики стали ниже нижнего ПДЗ. В ветвях 5, 6, 9, 10 и 12 отклики превысиливерхнее ПДЗ.
Эти изменения в данном случае могут быть связаны с холостойработой контура перегретого пара. Расположенные в этих ветвях датчики давленияподают сигналы тревоги. Результаты расчета изменения потоков массы приизменении структуры, вызванном аварийной ситуацией, показаны на рисунке 25.300,00250,00200,00Давление, атм150,00100,0050,000,00-50,00123456789101112-100,00-150,00-200,00-250,00Номер ветвиРисунок 25 – Отклонения от ПДЗ новых значений потоков массына участках установки при разрыве контура 1`:от нижней границы ПДЗ;от верхней границы ПДЗ205Пример 6. На рисунке 26 представлена аварийная ситуация: разорванконтур 2` сетевой модели установки за счет отделения ветви 7 от узла K,т.е.
разрушен канал вывода фракции ВКК (мазут). Показаны результаты расчетаоткликов, потоков, которые начинают протекать в сети сразу после разрушенийв данном контуре, что приводит к отделению этого участка от технологическогопроцесса ректификации.ЦО 1126,79271`3`С36,35115`22,7043е8 = 704`5D8,83е9 = 60104,09199`е1 = 300е12 = 20E12K12`Н-12,3480,00е11 = -30ЦО 2-21,17Ве7 = 80139,12Циркуляционные орошения1е10 = -50А-13,6535,04-12,34НККе6 = 15066`Рисунок 26 – Сетевая модель установки ректификации на стенде при разрушенияхконструкции. Расчет сети, в которой разорван контур 2`, вывод мазута. Представленызначения источников и потоки в сети в условиях аварийной ситуацииМатрица преобразования для данной структуры сетевой модели теперьпринимает другой вид (рисунок 27), поскольку контур 1`, состоявший из ветвей 1и 7 теперь разомкнут, то надо выбрать новые ветви для того, чтобы его замкнуть,например, контур из ветвей +1 + 2 + 8.В этой матрице (рисунок 27) жирным шрифтом выделены путь 2`, которыйтеперь определяет разомкнутый путь, и путь 1`, который теперь состоит из другихветвей.206Таким образом, получаем, что С =:С=1`2`3`4`5`6`7`8`9`10`11`12`110000000000021100010000003001101000000456789000010000–1100000001000–11010000111000000100000010000001000000000000000000Рисунок 27 – Матрица преобразования1000–1000000100110000–1000001012000001000001mjmmmmjjjjjjДля расчета матрицы решения применяем другие пять строк матрицыпреобразования, чем в предыдущих случаях, с учетом изменения ветвей контура 1`.Эти строки соответствуют базисным контурам, а именно: 1, 3, 4, 5, 6,т.е.
матрица mС (рисунок 28) =:13456110000210001301101400101567800010000000–110001100Рисунок 28 – Матрица mС900100100–100011000–101200001mmmmmПроводя вычисления методом расчета контурной сети, получим матрицурешения Yc (рисунок 29)=1234567891011121614136–10–20035263–10–2024159112291803741191833118125480–1417–5648456789106–10 –200352632291803741125480–1417–56508160–2834258781901–11416193802–2280000000–2812065–30 –1434–11 –220–30561725480–1417818–591901–11416193802–228Рисунок 29 – Матрица решения Yc11–10948–591901–114781912–2018816193802–22819381/137Для наглядности значения элементов представлены целыми числами; длярасчетов их надо поделить на определитель, который здесь равен 137 (справа207от матрицы).
Строка 2 и столбец 7 здесь состоят из нулей, показывая, что этаветвь оказались вне контуров данной сети и потоки в них протекать не могут,т.е. канал вывода мазута не работает.Вектор воздействия прежний, также как и ПДЗ; отклики в аварийной сетиможно получить путем умножения новой матрицы решения на старый векторвоздействий. Далее необходимо сравнить аварийные отклики с ПДЗ. Результатыпредставлены в таблице 7, левая часть данной таблицы соответствует штатномурежиму работы, верхние и нижние ПДЗ прежние.
Правый столбец представляетдатчики, которые срабатывают и подают сигнал тревоги при выходе значенийдавлений за пределы, т.е. ниже и выше допустимых значений.Здесь разрушен путь вывода потока мазута, где протекает значительнаямасса, то и последствия серьезные. Отклоняются от ПДЗ потоки массы во всехветвях Датчики давления ветвей 2, 3, 4, 6, 8, 9, 11, 12, где ПДЗ превышены,подают сигналы тревоги.Результаты расчета изменения потоков массы при изменении структуры,вызванном аварийной ситуацией, показаны на диаграмме (рисунок 30).
Здесьнаглядно представлены отклонения потоков массы от границ ПДЗ (ниже ПДЗ –синим цветом, выше ПДЗ – красным цветом), возникающие при разрыве контура2` (это канал вывода потока мазута) при прежних значениях давлений насосов.Диаграмма показывает, где и какое возникло отклонение от ПДЗ в начальныйпериод аварии, которое приводит к срабатыванию датчиков тревоги на сетевоймодели опасной установки на учебно-исследовательском стенде.Таблица 7 – Реакция датчиков стенда при разрыве контура 2` сетевой моделиКонтурная сеть, штатный режим работыНомераветвей1234567Аварийная сеть, разрушен контур 2отклонения от ПДЗВоздействие, ВшОткликОшПДЗ- низ-10% ОшПДЗ+ верх+ 10% ОшОткликприаварииАбсолютноезначениеОткликОа -ПДЗ-ПДЗ+ -Сигналдатчика300000015080225,0780,4232,9615,9220,1410,28154,93202,5672,3829,6614,3218,139,25139,44247,5888,4636,2517,5122,1511,31170,42139,12126,7936,3522,708,83–12,340,00139,12126,7936,3522,708,8312,340,00–63,4454,416,698,38–9,293,08–108,45–38,32-0,10–5,1913,32–1,03170,42Д1Д2+Д3+Д4+Д5Д6+Д7ОаОаОа208Окончание таблицы 7891011127060–50–302064,515,63–17,04–9,8610,2858,065,0715,348,879,2570,966,2018,7510,8511,31104,0935,04–13,65–21,17–12,34104,0935,0413,6521,1712,3446,0329,97–1,6912,293,08–33,13–28,845,10–10,32–1,03Д8+Д9+Д10Д11+Д12+200,00150,00Давление, атм100,0050,000,00123456789101112-50,00-100,00Номер ветви-150,00-200,00Рисунок 30 – Отклонения от ПДЗ новых значений потоков массына участках установки при разрыве контура 2`:от нижней границы ПДЗ;от верхней границы ПДЗПример 7.
В данном примере рассматривается разрушение основного каналадвижения потока нефтегазовой смеси: разорван контур 4` сетевой моделиустановки за счет отделения ветви 4 от узла D, т. е. разрушен основнойтехнологического процесса (рисунок 31). Показаны результаты расчета откликов,потоков, которые начинают протекать в сети сразу после разрушений на данномучастке.Матрица преобразованияпредставлена на рисунке 32.дляданнойструктурысетевоймодели209ЦО 173,081е10 = –50А25,071`4`е11 = –30115`0,003е8 = 70е7 = 80223,8543`В2Циркуляционные орошенияЦО 2-12,31-25,0С5D17,69е9 = 6073,08199`е1 = 300EН-5,385,38НККе6 = 150K12`125,388156,15е12 = 2066`Рисунок 31 – Сетевая модель установки ректификации на стенде при разрушенияхконструкции.
Расчет сети, в которой разорван контур 4`, основной поток нефтегазовойсмеси. Представлены значения источников и потоки в сети после аварииМатрица преобразования С =:С=1`2`3`4`5`6`7`8`9`10`11`12`110000000000020100000000003001000000000456789000100000–110000000100000010000–101110000100000010000001000000000000000000Рисунок 32 – Матрица преобразования1000–1000000100110000–1000001012000001000001mmmjmmjjjjjjЖирным шрифтом выделены: путь 4`, определяющий теперь разомкнутыйпуть, и путь 6`, состав ветвей которого изменился. Для расчета матрицы решенияприменяются пять строк, соответствующие базисным контурам: 1, 2, 3, 5, 6,т.е.
матрица mС (рисунок 33) =:12356110000201000300100400000567890010000–1100000010000–11110Рисунок 33 – Матрица mС1000–10011000–101200001mmmmm210Проводя вычисления методом расчета контурной сети, получим матрицурешения Yc (рисунок 34) =1234567891011121501400–4–8281480–4–8214320024–1432–402430039000000–390040000000000005678910–4–828148024–1432–4000000–39000000441042–100102084–2004850–14–8024–1432–40–10 –20–8-42000000039–341042–100102084–200Рисунок 34 – Матрица решения Yc11–4200–341042–100441012–8400102084–20010201/78Для наглядности значения элементов представлены целыми числами; длярасчетов их надо поделить на определитель, который здесь равен 78, показансправа от матрицы.
Строка и столбец 2 здесь состоят из нулей, показывая, что этаветвь оказались вне контуров данной сети и потоки в них протекать не могут,т.е. канал вывода мазута не работает.Вектор воздействия прежний. ПДЗ остаются прежние, а откликив аварийной сети получим умножением новой матрицы решения на старый векторвоздействий. Далее сравниваем аварийные отклики с ПДЗ. Результатыпредставлены в таблице 8, левая часть данной таблицы соответствует штатномурежиму работы, верхние и нижние ПДЗ прежние. Правый столбец представляетдатчики, которые срабатывают и подают сигнал тревоги при выходе значенийдавлений за пределы, т.е. ниже и выше допустимых значенийТаблица 8 – Реакция датчиков стенда при разрыве контура 4` сетевой моделиКонтурная сеть, штатный режим работыНомераветвей1234567Аварийная сеть, разрушен контур 2отклонения от ПДЗВоздействие, ВшОткликОшПДЗ- низ-10 % ОшПДЗ+ верх+ 10 % ОшОткликприаварииАбсолютноезначениеОткликОа -ПДЗ-ПДЗ+ -Сигналдатчика300000015080225,0780,4232,9615,9220,1410,28154,93202,5672,3829,6614,3218,139,25139,44247,5888,4636,2517,5122,1511,31170,42223,8573,0825,000,0017,695,38156,15223,8573,0825,000,0017,695,38156,1521,280,70–4,66–14,32–0,43–3,8716,7223,7315,3911,2517,514,465,9314,27––Д3Д4Д5Д6–ОаОаОа211Окончание таблицы 8891011127060–50–302064,515,63–17,04–9,8610,2858,065,0715,348,879,2570,966,2018,7510,8511,3173,08–5,38–25,00–12,315,3873,085,3825,0012,315,3815,020,319,663,43–3,87–2,120,81–6,25–1,465,93Д8+–Д10+Д11+Д12Здесь разрушен основной поток нефтегазовой смеси, поэтому потоки уходятпо другим ветвям; некоторые потоки меняют регламентное направление.
Датчикидавления сигнализируют о снижении показателя ниже ПДЗ в ветвях 3, 4, 5, 6, 12.Датчики давления сигналят о превышении ПДЗ в ветвях 8, 10, 11, они подаютсигналы тревоги.Расчет изменения потоков массы при изменении структуры, вызванномаварийной ситуацией, показан на диаграмме (рисунок 35), где даны отклоненияпотоков массы от границ ПДЗ при разрыве контура 4`.Проведенные варианты расчетов поведения системы при измененииструктуры, и какие при этом датчики сработали, подали сигнал тревоги, сведеныв таблицу 9. Датчики в ветвях даны в соответствии с нумерацией ветвейв сетевой модели.30,0025,0020,0015,00Давление, атм10,005,000,00-5,00123456789101112-10,00-15,00-20,00Номер ветвиРисунок 35 – Отклонения от ПДЗ новых значений потоков массына участках установки при разрыве контура 4`:от нижней границы ПДЗ;от верхней границы ПДЗ212Таблица 9 – Реакция датчиков стенда при разрыве различных контуров сетевой моделиСуть и локализацияаварииВетвь 7, давлениеснижено с 80 до 50Ветвь 7, давлениерастет с 80 до 84Отрыв В 12,от узла НОтрыв В 11,от узла ЕОтрыв В 10,от узла СОтрыв В 9,от узла DОтрыв В 1,от узла KОтрыв В 7,от узла AОтрыв В 4,от узла DПДЗ.12Номера ветвей, в которых расположены датчики*Знак плюс означает выше верхнего ПДЗЗнак минус означает ниже нижнего ПДЗ34––––––67––89101112+–++–+––+––+–+++–+–––5––++–+–++––++–+––––+––++–––++––++++Примечание: * – знак «+» означает выше верхнего ПДЗ; знак «–» означает ниже нижнегоТакимобразом,можнополучитьреакциюдатчиковдавления,определяющих отклики массовых потоков на изменение воздействий и структурысетевой модели установки, реализованной на учебном стенде, при возникновенииразличных вариантов опасного развития ситуации.213Приложение ДСтруктурные схемы и порядок работы автоматизированного комплексаконтроля и испытанийПринцип работы контрольно-испытательного комплекса (КИК)После включения электропитания всех элементов системы и выхода ихна рабочий режим, на экранах мониторов блока индивидуального тренингаи обучения 8 отображается задание, а также информация, необходимая для еговыполнения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
