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油气储运虚拟仿真实训室建设方案-油气储运模拟仿真实训中心

发布时间:2023-09-26

编辑人:灵图互动

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油气储运虚拟仿真实训室建设方案基于“虚实结合、能实不虚”的原则,针对实际课堂教学与实践过程中无法开展的、难度大、存在潜在危险的教学内容,依托虚拟现实、多媒体、人体交互、数据库、网络通信等技术,以油气储运现场工艺为原型,按照等比例进行建模,构建了具有高度真实感和精确性的油气储运虚拟工作环境,还原油气储运真实生产场景,可对油气集−储−输整体工艺流程和各个工况、设备生产参数进行模拟。让学生在虚拟环境中实现油气储运生产全过程的操作、故障处理、操作过程的考核和记录。

油气储运模拟仿真实训中心设备结构功能认识、仿真软件模拟、现场实训操作、考核系统为一体,同时软件可实时采集阀门状态,控制仪表、泵等的动作,且与现场设备进行联动,既可在线学习,也可以离线学习,实现了专业实训教学的虚实结合,达到了与现场基本一致的操作结果,增强虚拟仿真实训操作过程中的现场感,进而提升了实训效果。

1. 油气储运虚拟仿真实训室建设方案建设内容

油气储运虚拟仿真实训室建设方案按照专业知识体系与工程实践规律,设计了油气集输虚拟仿真模块、油品储存与装卸虚拟仿真模块、城市燃气输配虚拟仿真模块、天然气净化处理虚拟仿真模块、油气储运设备虚拟仿真模块、油气生产事故应急模拟仿真模块等6 大板块。

1.1 油气集输虚拟仿真模块

油气集输虚拟仿真模块块根据集输联合站的工艺流程进行设计,主要包括原油预处理系统、电脱水系统、原油稳定系统、原油外输系统等工艺环节,可实现天然气处理、三相分离器启停、电脱水器启运、加热炉启停、原油稳定、原油外输等操作。

油气储运模拟仿真实训中心的油气集输虚拟仿真模块

1.2 油品储存与装卸虚拟仿真模块

油品储存与装卸虚拟仿真模块模拟成品油库罐区、装卸区及消防系统工艺流程,采用 SCADA控制系统并结合实物操作可实现油库内油罐倒罐操作、公路及铁路装卸油工艺、管道外输油工艺、储罐超压仿真模拟、储罐着火爆炸仿真模拟、油罐切水作业,离心泵启停等操作。

1.3 城市燃气输配虚拟仿真模块

城市燃气输配虚拟仿真模块由一套城市门站和下游用户供气站及城市供气环状管网系统构成,并配备有燃气管线流量计量和成分分析仪表、城市加气、加臭设备及天然气储气站库主要设备和工艺参数监测控制系统,可实现燃气计量、调压、过滤、门站放空、清管等操作。

油气储运模拟仿真实训中心的城市燃气输配虚拟仿真模块

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1.4 天然气净化处理虚拟仿真模块

天然气净化处理虚拟仿真模块以某天然气处理厂为模型,包含天然气过滤、脱硫、脱水、硫磺回收、尾气处理等工艺单元,可实现过滤装置、脱硫装置、分子筛脱水装置等开停工操作、分离器排污、更换压力表、贫液泵切换、分子筛塔切换、再生气加热炉启停等操作。

1.5 油气储运设备虚拟仿真模块

油气储运设备虚拟仿真模块将关键设备局部半剖以显示内部结构,并贴上二维码,学生通过扫描二维码可学习设备的用途、结构及原理等内容。利用三维建模、虚拟现实、人机交互等技术,实现球阀、闸阀、安全阀、离心泵、螺杆泵、齿轮泵、分离器、加热炉等 10 余项设备的虚拟拆装训练和故障诊断与处置训练,提升实训效果。将复杂的工艺流程或不易理解的知识点制成动画,动画模拟典型工艺流程及布局、操作注意事项等内容,直观形象,实现三维动态沉浸式学习,不受时间、地点和环境的限制。

油气储运模拟仿真实训中心的油气储运设备虚拟仿真模块

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1.6 油气生产事故应急模拟仿真模块

油气生产事故应急模拟仿真模块以事故应急作业岗位任务为蓝本,建立虚拟现实场景(3D 实景),设置典型作业过程中的各类隐患场景,让学生以“找茬”的方式进行风险辨识和隐患排查、治理,正确查找隐患后引导学习正确治理措施或未正确治理产生的后果及补救方法。同时,将 HSE 基础知识、危险作业知识、风险防范与应急措施知识、事故应急知识及典型事故案例,以动画的形式呈现,通过信息化平台实现线上和线下的学习与交流示。

根据专业培养及学生自主创新学习需求,学生可进行多层次多模块组合学习,实现教学资源利用最大化。仿真中心的大量虚拟仿真实验项目来源于典型工程实例,以解决实际工程问题为背景,通过开展这种“实弹演习”,帮助学生综合运用专业知识,激发学习兴趣,进一步培养学生的专业素养和实践能力,达到将油气储运工艺系统知识点融会贯通的目的。

2. 油气储运模拟仿真实训中心教学内容

油气储运模拟仿真实训中心依据学生能力认知规律,将实践教学内容划分为设备认知、工艺操作和创新训练。

2.1 设备认知

与理论教学相结合,以工艺流程和设备认知学习为主,通过工艺动画、二维码等新形式,提高学生学习油气储运专业知识的兴趣,培养学生的专业认同感。

2.2 工艺操作

与工程实践相结合,以岗位需求倒推实践教学内容,按照实操项目进行项目式学习,将教学过程与生产过程对接,培养学生的实践动手能力和工程应用能力。

2.3 创新训练

与创新创业相结合,结合油气储运设计大赛、大学生创新创业大赛等竞赛或课外科技活动,学生在教师指导下采用力控软件或 MCGS 软件,对现有工艺流程进行改造,最大限度地激发学生潜能,培养学生的创新意识和团队合作精神。

油气储运模拟仿真实训中心教学内容

油气储运模拟仿真实训中心按照实际生产流程设计实训项目,再现了油气储运现场工作环境,将教学过程与生产过程紧密对接,可完成油气集−储−输工艺一体化全流程教学,解决了油气储运专业实践教学无有效操作、实践教学质量差的难题,让学生不受时间、空间限制进行实际技能训练,进而大大提升了学习效果,为高素质应用型人才培养提供了硬件保障。

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