北京化工大学化工安全教育部工程研究中心,是由设备诊断工程专家, 中国工程院院士高金吉教授倡导,在211工程一期建设支持下于2001年7月建立。通过不断补充有生力量,使得团队规模不断壮大,通过为中国石化和中国石油等大型企业开发“机泵群”实时监测网络和远程诊断系统,逐渐在设备检测和诊断领域形成了一定的技术优势,并着手装备故障自愈工程领域的探索研究工作,2004年与美国RTD公司成立了嵌入式设备开发与培训联合实验室。2005年1月高金吉院士在北京化工大学领导的支持下,以化工安全教育部工程研究中心为基础,联合化工过程装备、安全仿真、信息技术、化学化工、仪器分析、防腐工程、安全管理等多学科研究领域的力量,建立起来北京化工大学安全科学与监控工程中心,该中心属于校级科研联合体,国家安全生产监督管理总局的两个部级实验室及教育部的过程装备安全工程中心即将建立。2005年11月与美国物理声学公司建立了无损检测联合实验室。
现形成固定教师10人的学术团队,其中教授3人, 副高职4人,中级职称3 人。客座教授3人。研究人员中 40 岁以下的青年教师占73% ,其中具有博士学位的6人,硕士学位的4人,在读博士生6人,学术梯队和年龄结构合理。化工安全教育部工程研究中心发挥机械电子和信息工程的学科优势立足于石化电力冶金等行业流程装备的监控和诊断,努力将中心建成国内一流的装备工程理论和应用研究高级专业人才培养基地。
目前承担国家自然科学基金4项,中国石油和中国石化科学研究基金5项,将继续积极争取国家级科研课题,努力使年科研经费长期稳定在200万以上,对学科建设提供有力的经费支持。中心十分注重与国外著名大学和研究单位的科研合作与研究生培养,以此扩大团队的声誉和影响。目前已经成立了北京化工大学-美国RTD联合实验室,北京化工大学-美国PAC声发射联合实验室,北京化工大学安全科学与监控中心。还和美国的LORD公司、RTD公司、美国密西根大学、韩国的釜山大学、澳大利亚的Queensland大学进行了多次的学术交流。
化工安全教育部工程研究中心以安全与维修信息化智能化,掌握石油化工生产系统发生的飞车、泄漏、火灾及爆炸等事故的致灾机理,建立基于事故潜发特征的石油化工生产过程中重大事故监控预警系统为目标,研究适合国情的动态事故风险评价与自组织防范方法,开发基于信息融合与智能决策的重大事故控制新技术;通过工程示范,带动我国石油天然气与化工生产安全整体技术进步,为建立严格的石油化工安全生产监管机制、有效防止重大事故的发生和研制新一代具有自愈功能的新一代装备,提供可靠的基础技术支撑。
中心的主要研究领域有:装备状态在线和离线监测;装备故障诊断与安全保障专家系统开发;装备远程诊断及网络传输技术研究;振动分析诊断与声发射技术研究;装备故障机理研究;故障自愈理论研究;过程装备复杂系统自愈调控技术研究;自动平衡系统研究;PC/104总线嵌入式系统研究;重大装备安全辅助装置智能切换技术研究;安全保障智能仪器开发;嵌入式安全监控技术研究;基于自愈机制的人-装备-过程-环境复杂系统安全及智能维修系统;RBI、RCM工程应用技术及软件开发;大型离心机结构改进与自愈调控系统;先进密封技术;装备结构及转子动力学有限元分析;工程装备本质安全技术。
211建设期间,北京化工大学211工程投资210万元,建设诊断与自愈试验装置是集机械、自动化、计算机、故障自愈诊断等多学科于一体的多功能实验装置,该装置是国内外唯一集轴系故障模拟、自动平衡模拟、各类密封模拟及轴位移自愈调控模拟于一身的实验装置,具有国际先进水平。该校级平台现已可以解决目前流程工业中经常出现的离心压缩机轴位移停车事故,提高装置的可靠性,延长装置的运转周期,从而能够大幅度的提高企业的经济效益。通过该试验台可以用来验证该项研究的实时性和可靠性。(国家自然科学基金资助)
目前离心压缩机内通过平衡盘密封的泄漏量大约为压缩机总流量的10%,而且平衡盘处存在的大的泄漏量使得平衡盘的平衡能力降低。为此,如果能够降低平衡盘处的泄漏量,将能够大大提高压缩机的效率。开发出的平衡盘干气-迷宫组合式密封试验台,可以验证密封结构的可靠性,为在工业企业推广应用提供基础。(国家自然科学基金资助)
透平机械中的迷宫密封,由于密封间隙内气体的旋转,使得密封产生交叉刚度。该交叉刚度是引起转子失稳的主要因素。蜂窝密封通常能够提供足够的阻尼,而提高转子系统的稳定性。通过该试验台可以进行蜂窝密封的减振机理研究。(国家自然科学基金资助)
透平机械中的转子,在出厂或者大修时,往往做动平衡,且达到平衡精度要求。然而将各转子连成轴系后,便发生强烈的振动。理论分析认为,这种现象是由于各转子的不平衡量的相互影响所致。通过该试验台,可以找到转子系统不平衡量的相互相位关系,从而使得两转子相连后,各自不平衡量产生的振动可以相互抵消。(教育部重点项目资助)
烟气轮机在运转过程中,通常由于其叶片上催化剂的附着而改变其初始的平衡状态,从而导致大的振动而需要停机清扫,严重影响了设备的正常运转。转子在线自动平衡技术可以实现不停机在线改变烟气轮机的平衡状态,从而降低振动。通过本试验台,可以验证自动平衡系统处理烟机转子振动的有效性,同时可以用来寻找最佳的平衡平面。(中石化总公司资助)
今后一段时期,化工安全教育部工程研究中心,将在高金吉院士的带领下,研制数字化、规范化、程序化的安全监控平台,从系统工程的角度进行事故预防理论和技术的基础研究,对危化品生产系统故障实时在线监测智能预测诊断和预警技术研究,大力开发以自愈为最终目标的装备故障预防和自主调控技术,并且研制、开发具有故障自愈功能的重型卧式离心机,搞好北京化工大学安全监控工程中心两个实验室的建设,为十一五建设添砖加瓦。