本技術(shù)涉及化工安全，尤其涉及一種用于反應(yīng)容器的超溫檢測方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、化工裝置異常工況下，物料一旦發(fā)生二次反應(yīng)導(dǎo)致反應(yīng)容器超溫，則可能導(dǎo)致物料反應(yīng)速率和產(chǎn)物質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致反應(yīng)容器破裂泄漏等嚴(yán)重問題。因此，需要在生產(chǎn)過程中對(duì)反應(yīng)容器中的熱風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以判斷反應(yīng)容器在該工況下是否有超溫的安全隱患。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，物料是否會(huì)發(fā)生二次反應(yīng)導(dǎo)致反應(yīng)容器超溫是hazop分析(hazardand?operability?analysis，危險(xiǎn)與可操作性分析)中的重要環(huán)節(jié)。為使檢測結(jié)果更加安全，通常用惡劣工況如冷卻失效工況下物料的放熱特性參數(shù)代表物料的熱穩(wěn)定性。

3、然而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在一些工況如起始溫度過高、原料進(jìn)料過快、非絕熱等工況下對(duì)反應(yīng)容器進(jìn)行超溫檢測。會(huì)因檢測過程過于嚴(yán)謹(jǐn)從而導(dǎo)致犧牲生產(chǎn)工藝的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種用于反應(yīng)容器的超溫檢測方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，在惡劣工況下能兼顧檢測過程的嚴(yán)謹(jǐn)度和生產(chǎn)工藝達(dá)到預(yù)期，得到反應(yīng)容器是否有超溫隱患的檢測結(jié)果。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種用于反應(yīng)容器的超溫檢測方法，應(yīng)用于服務(wù)器，所述方法包括：

3、獲取反應(yīng)容器對(duì)應(yīng)的多種異常工況下初始溫度數(shù)據(jù)和物料停留時(shí)間；

4、在物料進(jìn)行絕熱測試時(shí)獲取物料的溫度與時(shí)間關(guān)系、溫升速率與溫度關(guān)系以及起始放熱溫度；

5、根據(jù)所述溫度與時(shí)間關(guān)系、根據(jù)所述起始放熱溫度、預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)進(jìn)行修正處理，得到物料絕熱條件下真實(shí)的溫升速率隨時(shí)間變化曲線；

6、根據(jù)預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)和所述物料絕熱條件下真實(shí)的溫升速率隨時(shí)間變化曲線，確定異常工況初始溫度物料對(duì)應(yīng)的放熱速率；

7、根據(jù)預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)和所述物料絕熱條件下真實(shí)的溫升速率隨時(shí)間變化曲線，確定異常工況初始溫度物料對(duì)應(yīng)的移熱速率；

8、當(dāng)檢測到所述移熱速率小于或等于所述放熱速率，則根據(jù)放熱速率和移熱速率、預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)和對(duì)物料進(jìn)行絕熱測試時(shí)獲取物料的溫度與時(shí)間關(guān)系，確定異常工況的停留時(shí)間內(nèi)物料的溫升，并根據(jù)所述異常工況的停留時(shí)間內(nèi)物料的溫升，確定反應(yīng)容器最終溫度；

9、當(dāng)檢測到所述反應(yīng)容器的最終溫度高于預(yù)存設(shè)計(jì)溫度，則生成表示所述反應(yīng)容器有超溫隱患的第一超溫檢測結(jié)果。

10、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)包括反應(yīng)容器的比熱容、反應(yīng)容器的質(zhì)量、物料的比熱容、物料的質(zhì)量、準(zhǔn)速率常數(shù)、反應(yīng)物的初始濃度、指前因子、預(yù)存反應(yīng)級(jí)數(shù)和氣體常數(shù)；

11、相應(yīng)地，所述根據(jù)所述溫度與時(shí)間關(guān)系、根據(jù)所述起始放熱溫度、預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)進(jìn)行修正處理，得到物料絕熱條件下真實(shí)的溫升速率隨時(shí)間變化曲線，包括：

12、根據(jù)預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)中的反應(yīng)容器的比熱容、反應(yīng)容器的質(zhì)量、物料的比熱容、物料的質(zhì)量，確定熱慣性因子；

13、根據(jù)預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)中的準(zhǔn)速率常數(shù)、反應(yīng)物的初始濃度、指前因子、預(yù)存反應(yīng)級(jí)數(shù)、氣體常數(shù)和所述溫度與時(shí)間關(guān)系，確定活化能；

14、根據(jù)所述溫度與時(shí)間關(guān)系，確定測試時(shí)的溫升速率；

15、根據(jù)預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)中的氣體常數(shù)、所述起始放熱溫度、所述溫升速率、所述活化能和所述熱慣性因子，確定修正后的起始放熱溫度、溫升速率和放熱過程中的溫度數(shù)據(jù)；

16、根據(jù)所述修正后的起始放熱溫度、溫升速率和放熱過程中的溫度數(shù)據(jù)，確定物料絕熱條件下真實(shí)的溫升速率隨時(shí)間變化曲線。

17、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)中的反應(yīng)容器的比熱容、反應(yīng)容器的質(zhì)量、物料的比熱容、物料的質(zhì)量，確定慣性因子，的計(jì)算公式為：

18、

19、式中，cp,b為反應(yīng)容器的比熱容，mb為反應(yīng)容器的質(zhì)量，cp,s為物料的比熱容，ms為物料的質(zhì)量；

20、所述根據(jù)預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)中的準(zhǔn)速率常數(shù)、反應(yīng)物的初始濃度、指前因子、預(yù)存反應(yīng)級(jí)數(shù)、氣體常數(shù)和所述溫度與時(shí)間關(guān)系，確定活化能，的計(jì)算公式為：

21、

22、式中，k*為準(zhǔn)速率常數(shù)，c0為反應(yīng)物的初始濃度，a為指前因子，e為活化能，n為反應(yīng)級(jí)數(shù)，r為氣體常數(shù)，t為根據(jù)溫度與時(shí)間關(guān)系確定溫度值；

23、所述根據(jù)預(yù)設(shè)基本參數(shù)中的氣體常數(shù)、所述起始放熱溫度、所述溫升速率、所述活化能和所述熱慣性因子，確定修正后的起始放熱溫度、溫升速率和放熱過程中的溫度數(shù)據(jù)，的計(jì)算公式為：

24、

25、式中，t0為起始放熱溫度，t′0,ad為修正后的起始放熱溫度，為熱慣性因子，為修正后的溫升速率，t′ad為修正后整個(gè)放熱過程的溫度，為溫升速率，e為活化能，r為氣體常數(shù)，t為根據(jù)溫度與時(shí)間關(guān)系確定溫度值。

26、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)和所述物料絕熱條件下真實(shí)的溫升速率隨時(shí)間變化曲線，確定異常工況初始溫度物料對(duì)應(yīng)的放熱速率的計(jì)算公式為：

27、

28、式中，qrx為物料在初始溫度下的放熱速率，m為反應(yīng)容器中物料的質(zhì)量，cp為物料的比熱容，為初始溫度對(duì)應(yīng)的溫升速率。

29、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)還包括預(yù)設(shè)異常工況的物料反應(yīng)溫度、預(yù)設(shè)冷卻介質(zhì)溫度、傳熱系數(shù)和傳熱面積；相應(yīng)地，所述根據(jù)預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)和所述物料絕熱條件下真實(shí)的溫升速率隨時(shí)間變化曲線，確定異常工況初始溫度物料對(duì)應(yīng)的移熱速率的計(jì)算公式為：

30、qex＝us(ta-t0)

31、式中，qex為物料在初始溫度下的移熱速率，u為傳熱系數(shù)，s為傳熱面積，ta為預(yù)設(shè)異常工況的物料反應(yīng)溫度，t0為預(yù)設(shè)冷卻介質(zhì)溫度。

32、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)放熱速率和移熱速率、預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)和對(duì)物料進(jìn)行絕熱測試時(shí)獲取物料的溫度與時(shí)間關(guān)系，確定異常工況的停留時(shí)間內(nèi)物料的溫升的計(jì)算公式為：

33、

34、式中，cp為物料的比熱容，m為反應(yīng)容器中物料的質(zhì)量，t′ad為修正后整個(gè)放熱過程的溫度，t′0,ad為修正后的起始放熱溫度，t和t分別可根據(jù)對(duì)物料進(jìn)行絕熱測試時(shí)獲取的物料的溫度與時(shí)間關(guān)系確定的數(shù)值，對(duì)溫度與時(shí)間關(guān)系作圖，并在圖中讀取停留時(shí)間內(nèi)的溫升，用于計(jì)算反應(yīng)容器的最終溫度；

35、所述根據(jù)所述異常工況的停留時(shí)間內(nèi)物料的溫升，確定反應(yīng)容器最終溫度的計(jì)算公式為：

36、ta,f＝ta,0+δt

37、式中，ta,f為異常工況下反應(yīng)容器的最終溫度，ta,0為異常工況下反應(yīng)容器的初始溫度，δt為異常工況下物料在反應(yīng)容器停留時(shí)間內(nèi)的溫升。

38、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括：當(dāng)檢測到所述移熱速率大于或等于所述放熱速率，則生成表示所述反應(yīng)容器安全的第二超溫檢測結(jié)果。

39、第二方面，本技術(shù)提供一種用于反應(yīng)容器的超溫檢測裝置，應(yīng)用于服務(wù)器，所述裝置包括：

40、獲取模塊，用于獲取反應(yīng)容器對(duì)應(yīng)的多種異常工況下初始溫度數(shù)據(jù)和物料停留時(shí)間；

41、所述獲取模塊，還用于在物料進(jìn)行絕熱測試時(shí)獲取物料的溫度與時(shí)間關(guān)系、溫升速率與溫度關(guān)系以及起始放熱溫度；

42、修正模塊，用于根據(jù)所述溫度與時(shí)間關(guān)系、根據(jù)所述起始放熱溫度、預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)進(jìn)行修正處理，得到物料絕熱條件下真實(shí)的溫升速率隨時(shí)間變化曲線；

43、超溫檢測模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)和所述物料絕熱條件下真實(shí)的溫升速率隨時(shí)間變化曲線，確定異常工況初始溫度物料對(duì)應(yīng)的放熱速率；

44、所述超溫檢測模塊，還用于根據(jù)預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)和所述物料絕熱條件下真實(shí)的溫升速率隨時(shí)間變化曲線，確定異常工況初始溫度物料對(duì)應(yīng)的移熱速率；

45、所述超溫檢測模塊，還用于當(dāng)檢測到所述移熱速率小于或等于所述放熱速率，則根據(jù)放熱速率和移熱速率、預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)和對(duì)物料進(jìn)行絕熱測試時(shí)獲取物料的溫度與時(shí)間關(guān)系，確定異常工況的停留時(shí)間內(nèi)物料的溫升，并根據(jù)所述異常工況的停留時(shí)間內(nèi)物料的溫升，確定反應(yīng)容器最終溫度；

46、所述超溫檢測模塊，還用于當(dāng)檢測到所述反應(yīng)容器的最終溫度高于預(yù)存設(shè)計(jì)溫度，則生成表示所述反應(yīng)容器有超溫隱患的第一超溫檢測結(jié)果。

47、第三方面，本技術(shù)提供了一種服務(wù)器，包括：至少一個(gè)處理器和存儲(chǔ)器；

48、所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令；

49、所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令，使得所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行如上述第一方面描述的用于反應(yīng)容器的超溫檢測方法。

50、第四方面，本技術(shù)提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)一項(xiàng)所執(zhí)行指令，當(dāng)處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令時(shí)，實(shí)現(xiàn)如上述第一方面描述的用于反應(yīng)容器的超溫檢測方法。

51、本技術(shù)提供的一種用于反應(yīng)容器的超溫檢測方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法先通過獲取反應(yīng)容器對(duì)應(yīng)的多種異常工況下初始溫度數(shù)據(jù)和物料停留時(shí)間，再在物料進(jìn)行絕熱測試時(shí)獲取物料的溫度與時(shí)間關(guān)系、溫升速率與溫度關(guān)系以及起始放熱溫度。然后進(jìn)行修正處理，得到物料絕熱條件下真實(shí)的溫升速率隨時(shí)間變化曲線，進(jìn)而確定異常工況初始溫度物料對(duì)應(yīng)的放熱速率。再確定異常工況初始溫度物料對(duì)應(yīng)的移熱速率，以達(dá)到在非絕熱工況下得到對(duì)應(yīng)的測試數(shù)據(jù)的目的。然后當(dāng)檢測到移熱速率小于或等于放熱速率，則根據(jù)放熱速率和移熱速率、預(yù)設(shè)測試基本參數(shù)和對(duì)物料進(jìn)行絕熱測試時(shí)獲取物料的溫度與時(shí)間關(guān)系，確定異常工況的停留時(shí)間內(nèi)物料的溫升，進(jìn)而確定反應(yīng)容器最終溫度，當(dāng)檢測到反應(yīng)容器的最終溫度高于預(yù)存設(shè)計(jì)溫度，則生成表示反應(yīng)容器有超溫隱患的第一超溫檢測結(jié)果。因此，本技術(shù)不僅能在不犧牲工藝的同時(shí)保證超溫檢測的嚴(yán)苛性，能快速檢驗(yàn)反應(yīng)容器在絕熱條件下是否有超溫隱患，還能檢驗(yàn)非絕熱工況下反應(yīng)容器是否有超溫隱患。