适用于石油提炼厂的有害气体泄漏监控报警系统

本发明涉及石油提炼厂监控报警，特别涉及一种适用于石油提炼厂的有害气体泄漏监控报警系统。

背景技术：

1、石油提炼厂是将原油转化为燃料和其他石化产品的工业设施。它们在原油的分馏、裂解、重整、催化和其他化学过程中使用各种技术和设备。

2、石油提炼厂通常会面临有害气体泄漏的风险，为了监测和报警这些情况，通常会采用有害气体泄漏监控报警系统对有害气体进行监测，但现有的有害气体泄漏报警系统还存在以下问题：

3、只能在石油提炼厂内的有害气体出现泄漏时进行监控报警，不能基于石油提炼厂内的其他影响因素对可能产生的气体泄漏进行预警，从而规避可能产生的气体泄漏问题；

4、对石油提炼厂的影响因素分析的不够全面，没有考虑石油提炼厂内的加热炉燃烧充分程度、排气系统以及输送管道的使用状态，导致预警的准确性较低。

5、为此，推出一种适用于石油提炼厂的有害气体泄漏监控报警系统。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种适用于石油提炼厂的有害气体泄漏监控报警系统，可以实现对石油提炼厂内的影响因素进行分析，从而对可能产生的气体泄漏进行预警，以解决上述背景技术提出的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：包括燃烧反应分析模块、排气状态分析模块、管道状态检测模块以及预警等级评估模块；

3、燃烧反应分析模块对石油提炼厂内各加热炉在工作过程中的燃烧情况进行分析，得到当前工作时间内石油提炼厂的充分程度评估指数cfp；具体为：

4、获取当前石油提炼厂内各加热炉的对应型号与所处位置；

5、利用传感器对当前工作过程中各加热炉的燃烧过程进行实时采集，包括燃料消耗量和热量输出参数；

6、对于各加热炉所采集到的数据进行分析，计算每个加热炉的燃烧利用率和热效率；

7、提取各加热炉型号对应当前工作过程中的理论燃料消耗值与理论热能输出值；

8、计算对应加热炉实际燃料消耗与理论燃料消耗值的比值，得到对应加热炉的燃烧利用率rs；

9、计算对应加热炉实际热能输出与理论热能输出的比值，得到对应加热炉的热效率rf；

10、将各加热炉对应当前工作过程中的燃烧利用率rs和热效率rf代入公式rp＝(rs×a1+rf×a2)×0.978，进行计算得到各加热炉的燃烧评估指数rp；其中a1和a2分别为对应型号加热炉燃烧利用率rs和热效率rf的影响权重因子；

11、燃料利用率高、热效率高的加热炉燃烧充分程度较高，反之则可能存在燃烧不充分的情况，当燃烧不充分时，燃料无法完全氧化，会产生大量一氧化碳(co)和其他有害气体，这些有害气体在没有得到充分燃烧的情况下有可能泄漏到大气中，通过对石油提炼厂内各加热炉的燃烧情况进行分析，提高了有害气体泄漏预警的准确性。

12、将各加热炉的燃烧评估指数与对应设定的燃烧评估预警指数之间进行比对，将低于对应预警指数的加热炉标记为低效加热炉，统计当前工作过程中低效加热炉的数量并标记为低效个数dx；

13、统计当前工作过程中的加热炉总数并标记为p，计算低效个数dx与加热炉总数p之间的比值，得到低效占比dy；

14、提取当前过程中各低效个数dx所对应的燃烧评估指数rp，将各组燃烧评估指数rp与对应型号加热炉燃烧评估指数rp所设定的多个取值范围进行匹配，得到各组燃烧评估指数rp所对应的影响估值；设定每个取值范围分别对应一个影响估值；

15、加热炉燃烧评估指数rp越低，则匹配得到的影响估值越大。

16、将石油提炼厂对应当前工作过程中的各组影响估值之间进行均值的计算，得到影响均值dk；

17、将石油提炼厂对应当前工作过程中的低效个数dx、低效占比dy以及影响均值dk代入公式进行计算得到充分程度评估指数cfp；其中dx阈值、dy阈值以及dk阈值分别表示石油提炼厂内预设的低效阈值个数、低效阈值占比以及影响均值阈值；bf1、bf2以及bf3分别为低效个数dx、低效占比dy以及影响均值dk的影响权重因子；

18、排气状态分析模块对石油提炼厂内排气系统在工作过程中的使用状态进行分析，得到当前工作时间内石油提炼厂的排气使用评估指数pqs；具体为：

19、对当前石油提炼厂内各排气系统进行标记，排气系统包括烟气处理系统、vocs处理系统以及废气处理系统；设定不同排气系统分别对应一个预设的影响系数；

20、利用多组气流检测仪器获取石油提炼厂对应当前工作过程中各排气系统的气流速度值；通过预设的划分比例对当前工作时长进行划分，得到当前工作过程中各排气系统不同子时区的气流速度值；

21、提取当前工作过程中各排气系统对应当前子时区内不同时刻点的气体流速值，对不同时刻点的气体流速值进行均值的计算，得到各排气系统对应当前子时区的排气流速均值；

22、并将各子时区的排气流速均值与各排气系统预设的流速阈值进行比对，若对应子时区的排气流速均值小于对应预设的流速阈值，计算两者的差值得到流速差值，并将该子时区标记为异常子时区；

23、统计当前工作过程中对应排气系统异常子时区的个数，得到异速个数ys；对计算得到的流速差值按照划分的子时区顺序进行排列，分别计算相邻两组流速差值之间的大小，若后组的数值大于前组的数值，则计算对应相邻两组之间的差值并标记为影响一值；若后组的数值小于前组的数值，则计算对应相邻两组之间的差值并取绝对值后标记为影响二值；

24、需要说明的是，若后组的数值大于前组的数值，则表现当前排气系统的流速值在该两组子时区内呈下降趋势。

25、统计当前工作过程中对应排气系统影响一值与影响二值的个数并分别标记为一值个数y1和二值个数y2；分别对各组影响一值和各组影响二值进行均值的计算，得到一均数值y3和二均数值y4；

26、将对应排气系统当前工作过程中得到的一值个数y1、二值个数y2、一均数值y3以及二均数值y4代入公式进行计算得到对应排气系统的异速状值yw；其中b1和b2分别为一值个数y1和二值个数y2比值以及一均数值y3和二均数值y4比值的影响权重因子；

27、将对应排气系统当前工作过程中的异速状值yw和异速个数ys代入公式进行计算得到流速异常评估指数ybc；其中yw阈值和ys阈值分别表示对应排气系统的异速状值阈值和异速个数阈值；c1和c2分别为异速状值yw和异速个数ys的影响权重因子；

28、提取不同排气系统的预设影响系数并标记为ki；其中i＝1,2或3；k1、k2以及k3分别表示烟气处理系统影响系数、vocs处理系统影响系数以及废气处理系统影响系数；

29、将各排气系统流速异常评估指数分别标记为ybc1、ybc2以及ybc3；其中ybc1、ybc2以及ybc3分别表示烟气处理系统流速异常评估指数、vocs处理系统流速异常评估指数以及废气处理系统流速异常评估指数；

30、将各排气系统的流速异常评估指数ybc1、ybc2、ybc3以及各自对应的预设影响系数代入公式进行计算得到石油提炼厂对应当前工作过程中的排气流速评估指数pl1；其中ybc1阈值、ybc2阈值以及ybc3阈值分别表示各排气系统的流速异常阈值指数；

31、通过温度传感器对石油提炼厂各排气系统对应各检测口的温度进行采集，得到各排气系统对应各检测口的温度；

32、将对应排气系统对应各检测口的温度与设定的温度阈值进行对比，若某检测口的温度大于设定的温度阈值，则将该检测口记为高温口，统计对应排气系统高温口的数量，并获取对应排气系统各高温口的温度；

33、提取对应排气系统高温口的数量和检测点布设的数量，并标记为g1和g2；

34、将对应排气系统各高温口的温度数值进行均值的计算，得到对应排气系统的异温均值g3；

35、将对应排气系统的高温口数量g1、检测点布设数量g2以及异温均值g3代入公式进行计算得到对应排气系统的温度异常评估指数gh；其中g3阈值表示对应排气系统的温度阈值；d1和d2分别为高温口数量g1和检测点布设数量g2比值以及异温均值g3的影响权重因子；

36、将各排气系统的温度异常评估指数分别标记为gh1、gh2以及gh3；其中ybc1、ybc2以及ybc3分别表示烟气处理系统温度异常评估指数、vocs处理系统温度异常评估指数以及废气处理系统温度异常评估指数；

37、将各排气系统的温度异常评估指数gh1、gh2以及gh3以及各自对应的预设影响系数代入公式进行计算得到石油提炼厂对应当前工作过程中的排气温度评估指数pl2；其中gh1阈值、gh2阈值以及gh3阈值分别表示各排气系统的温度异常阈值指数；

38、将石油提炼厂对应当前工作过程的排气流速评估指数pl1和排气温度评估指数pl2代入公式进行计算得到排气使用评估指数pqs；其中kd1和kd2分别为排气流速评估指数pl1和排气温度评估指数pl2的影响权重因子；

39、管道状态检测模块对当前工作过程石油提炼厂各检测管道的使用状态进行分析，得到当前工作时间内石油提炼厂的管道使用评估指数gds；具体为：

40、获取石油提炼厂中各检测管道对应当前工作过程中的的状态参数，其中状态参数包括管道部件异常面积、管道部件破损面积以及管道部件破损数量，具体检测方式为：

41、通过红外热成像仪对石油提炼厂中各检测管道对应当前工作过程中的热成像图像进行采集，得到石油提炼厂中各检测管道对应当前工作过程中的热成像图像；

42、获取预设的正常色度值，并将采集的各检测管道热成像图像与预设的正常色度值之间进行比对，得到当前过程中各检测管道的正常区域与异常区域；

43、从石油提炼厂中各检测管道对应当前工作过程中的热成像图像中剔除其对应的正常区域，得到各检测管道对应当前工作过程中的异常区域；获取各检测管道对应当前工作过程中热成像图像异常区域的面积，并进行累加，得到石油提炼厂对应当前工作过程中的异常面积评估指数kd；

44、通过摄像头对石油提炼厂中各检测管道对应当前工作过程的表观图像进行采集，得到石油提炼厂中各检测管道对应当前工作过程的表观图像；

45、从各检测管道对应当前工作过程的表观图像中提取各检测管道的破损处数量和各破损处的面积，得到石油提炼厂内各检测管道对应当前工作过程中的破损处数量和各破损处的面积，并对各检测管道的破损处面积和破损数量进行求和计算，得到石油提炼厂内检测管道对应当前工作过程的破损总数量ku和总破损面积ky；

46、将石油提炼厂对应当前工作过程中的异常面积评估指数kd、破损总数量ku以及总破损面积ky代入公式进行计算得到管道使用评估指数gds；其中kd阈值、ku阈值以及ky阈值分别表示异常面积阈值指数、破损阈值数量以及破损阈值面积；qw1、qw2以及qw3分别表示异常面积评估指数kd、破损总数量ku以及总破损面积ky的影响权重因子；

47、预警等级评估模块将石油提炼厂对应当前工作过程中的充分程度评估指数cfp、排气使用评估指数pqs以及管道使用评估指数gds代入公式进行计算得到预警等级评估指数yjp；其中hg1、hg2以及hg3分别为充分程度评估指数cfp、排气使用评估指数pqs以及管道使用评估指数gds的影响权重因子；

48、将得到的预警等级评估指数yjp与设定的多个取值范围进行匹配，得到石油提炼厂对应当前工作过程中的预警等级；设定每个取值范围分别对应一个预警等级；

49、基于石油提炼厂内的显示终端对生成的预警等级进行显示。

50、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

51、本发明通过对石油提炼厂当前工作过程中的加热炉燃烧情况、排气系统以及检测管道的使用状态进行分析，得到石油提炼厂对应当前工作过程中的充分程度评估指数、排气使用评估指数以及管道使用评估指数，通过以上得的相关参数从各方面反映当前石油提炼厂的有害气体泄漏风险，提高了分析的全面性；

52、本发明通过对充分程度评估指数、排气使用评估指数以及管道使用评估指数之间进行综合分析，得到石油提炼厂对应当前工作过程中的预警等级评估指数，将得到的预警等级评估指数与设定的多个取值范围进行匹配，得到石油提炼厂对应当前工作过程中的预警等级，通过得到的预警等级可以反映石油提炼厂对应当前工作过程中的有害气体泄漏预警风险，并进行相关的预防，从而规避可能产生的气体泄漏问题，提高了安全性。