安全阀整定压力监测系统的研究与开发

摘要

安全阀是石油化工企业中用于保障生产过程安全的重要装置，我国的《压力容器安全技术监察规程》明确规定，运行中的安全阀每年至少校验一次。由于使用安全阀的系统现场环境恶劣，安全阀在一定温度、压力、腐蚀介质的工作环境下长期工作，常常会导致弹簧等部件失效，引发安全阀阀瓣不能在规定的整定压力范围内及时起跳。如果能够及时进行安全阀整定压力的校验，将有利于保证设备和人员的安全。安全阀校验分为离线校验和在线校验两种方式。目前安全阀在线校验技术是通过对安全阀施加附加压力来迫使安全阀开启，记录下开启瞬时的附加压力及阀前介质压力来计算得到安全阀整定压力。其主要不足在于附加力可能造成安全阀回座后再密封的困难，另外对安全阀寿命也可能产生不利影响。本监测系统是在离线校验平台上测试通过的，将其进行适当改进后应用于在线校验，并且无须施加附加压力，具有灵活性的特点。 本文从安全阀工作原理、软件工程理论、数据库理论和数字信号处理等几个方面阐述了安全阀整定压力监测系统的开发过程，所开发的系统能满足特定速度的校验。 本论文实现了对安全阀整定压力监测过程中的温度、压力等参数进行实时检测，存储和图形显示，并利用OPC技术提供了远程访问的接口。 信号消噪是信号进一步深加工的基础。本文研究了FIR和IIR的相关理论及技术，针对实际的安全阀阀瓣冲击阀座的信号特征，设计了滤波器，实现了消噪处理，经验证具有良好的效果。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1安全阀概述

1.1.1安全阀基本性能要求

1.1.2影响安全阀工作动态稳定性的因素

1.2安全阀校验在工业生产中的必要性和重要性

1.2.1安全阀整定压力的监测

1.3国内外安全阀校验技术现状

1.4本课题的研究对象、主要内容和方法

1.4.1研究对象

1.4.2研究内容和方法

第二章安全阀动作和力的相互关系

2.1安全阀动作

2.2安全阀的动作和力的相互关系

2.2.1安全阀处于关闭状态

2.2.2安全阀开启阶段

2.2.3安全阀全开启阶段

2.2.4安全阀的回座

2.3安全阀校验的影响因素分析

2.4本章小结

第三章安全阀整定压力监测系统硬件设计

3.1系统的要求与设计原则

3.2系统硬件基本工作原理

3.2.1安全阀阀前压力数据采集的操作过程

3.3硬件平台组成

3.3.1气源

3.3.2输气管

3.3.3工业控制计算机

3.3.4传感器

3.3.5数据采集卡

3.3.6 PCLD-8115端子板

3.7热电偶冷端补偿的处理

3.8本章小节

第四章安全阀整定压力监测系统的软件设计

4.1监测软件系统介绍

4.2软件工程设计方法

4.2.1统一建模语言简介

4.2.2软件设计工具的选用

4.2.3数据库后台的选用

4.2.4安全阀整定压力监测系统的系统分析

4.2.5安全阀整定压力监测系统的功能分析

4.2.6数据表的建立

4.2.7数据库与监测软件的连接

4.2.8监测系统的多线程技术

4.2.9各功能模块的实现

4.3本章小结

第五章实验数据的滤波处理与分析

5.1安全阀阀瓣起跳过程的信号分析

5.2信号的时域处理方法

5.3数字滤波的时域处理方法

5.3.1 IIR数字滤波器

5.3.2 FIR数字滤波器

5.3.3IIR与FIR数字滤波器的比较

5.3.4滤波器性能描述

5.4实验数据滤波处理

5.4.1实验数据的IIR滤波器设计

5.4.2实验数据IIR滤波的效果

5.4.3实验数据的FIR滤波器设计

5.4.4实验数据FIR的滤波效果

5.5滤波结果数据的比较

5.6理论与实验结果对比分析

5.6.1安全阀整定压力实验效果图

5.7本章小结

结论和建议

参考文献

附录

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

评定意见