序号

建设名称

建设要求

数量

单位

1

典型化工设备虚拟仿真教学服务系统

（一）系统基本内容要求

1.1 要求介绍

该软件需包含不少于20个单元的化工操作，涵盖化工行业中比较重要的化工单元基础操作，对于学员了解基本原理，了解工艺经济指标、认识设备，掌握化工操作，增强经济意识及强化安全意识都有很好的帮助。

1.2 包含模块：

(1)  流化床反应器单元

(2)  压缩机单元

(3)  锅炉单元

(4)  液位控制系统单元

(5)  罐区单元

(6)  催化剂萃取控制单元

(7)  二氧化碳压缩机工艺

(8)  管式加热炉工艺

(9)  精馏塔工艺

(10)  固定床反应器工艺

(11)  间歇反应釜工艺

(12)  吸收-解吸工艺

(13)  列管换热器单元

(14)  离心泵单元

(15)  多效蒸发工艺

(16)  双塔精馏单元

(17)  电动往复式压缩机工艺

(18)  抽真空系统单元

(19)  精馏塔经济指标版

(20)  间歇釜经济指标版

(21)  线下客户端管理平台，【可选项：线上客户端管理平台账户】

(22)  线下教学组织管理平台

(23)  手机端教学组织管理平台

1.3 工艺内容要求

(1)  流化床反应器单元

该流化床反应器取材于HIMONT工艺本体聚合装置，用于生产高抗冲击共聚物。具有剩余活性的干均聚物（聚丙烯），在压差作用下自闪蒸罐D-301流到该气相共聚反应器R-401。

在气体分析仪的控制下，氢气被加到乙烯进料管道中，以改进聚合物的本征粘度，满足加工需要。

聚合物从顶部进入流化床反应器，落在流化床的床层上。流化气体（反应单体）通过一个特殊设计的栅板进入反应器。由反应器底部出口管路上的控制阀来维持聚合物的料位。聚合物料位决定了停留时间，从而决定了聚合反应的程度，为了避免过度聚合的鳞片状产物堆积在反应器壁上，反应器内配置一转速较慢的刮刀，以使反应器壁保持干净。

栅板下部夹带的聚合物细末，用一台小型旋风分离器S401除去，并送到下游的袋式过滤器中。

所有末反应的单体循环返回到流化压缩机的吸入口。

来自乙烯汽提塔顶部的回收气相与气相反应器出口的循环单体汇合，而补充的氢气，乙烯和丙烯加入到压缩机排出口。

循环气体用工业色谱仪进行分析，调节氢气和丙烯的补充量。

然后调节补充的丙烯进料量以保证反应器的进料气体满足工艺要求的组成。

用脱盐水作为冷却介质，用一台立式列管式换热器将聚合反应热撤出。该热交换器位于循环气体压缩机之前。

共聚物的反应压力约为1.4Mpa(表)，70℃，注意，该系统压力位于闪蒸罐压力和袋式过滤器压力之间，从而在整个聚合物管路中形成一定压力梯度，以避免容器间物料的返混并使聚合物向前流动。

(2)  压缩机单元

透平压缩机是进行气体压缩的常用设备。它以汽轮机(蒸汽透平)为动力,蒸汽在汽轮机内膨胀做功驱动压缩机主轴，主轴带动叶轮高速旋转。被压缩气体从轴向进入压缩机叶轮在高速转动的叶轮作用下随叶轮高速旋转并沿半径方向甩出叶轮,叶轮在汽轮机的带动下高速旋转把所得到的机械能传递给被压缩气体。因此,气体在叶轮内的流动过程中,一方面受离心力作用增加了气体本身的压力,另一方面得到了委很大的动能。气体离开叶轮进入流通面积逐渐扩大的扩压器，气体流速急剧下降，动能转化为压力能(势能),使气体的压力进一步提高，使气体气体压缩。

该仿真培训系统需选用甲烷单级透平压缩的典型流程作为仿真对象。

在生产过程中产生的压力为1.2～1.6kg/cm2(绝)，温度为30℃左右的低压甲烷经VD01阀进入甲烷贮罐FA311，罐内压力控制在300mmH2O。甲烷从贮罐FA311出来，进入压缩机GB301，经过压缩机压缩，出口排出压力为4.03kg/cm2(绝)，温度为160℃的中压甲烷，然后经过手动控制阀VD06进入燃料系统。

该流程为了防止压缩机发生喘振，设计了由压缩机出口至贮罐FA311的返回管路，即由压缩机出口经过换热器EA305和PV304B阀到贮罐的管线。返回的甲烷经冷却器EA305冷却。另外贮罐FA311有一超压保护控制器PIC303,当FA311中压力超高时，低压甲烷可以经PIC303控制放火炬，使罐中压力降低。压缩机GB301由蒸汽透平GT301同轴驱动，蒸汽透平的供汽为压力15kg/cm2(绝)的来自管网的中压蒸汽，排汽为压力3kg/cm2(绝)的降压蒸汽，进入低压蒸汽管网。

流程中共有两套自动控制系统：PIC303为FA311超压保护控制器，当贮罐FA311中压力过高时，自动打开放火炬阀。PRC304为压力分程控制系统，当此调节器输出在50％～100％范围内时，输出信号送给蒸汽透平GT301的调速系统，即PV304A，用来控制中压蒸汽的进汽量，使压缩机的转速在3350转/分至4704转/分之间变化，此时PV304B阀全关。当此调节器输出在0％到50％范围内时，PV304B阀的开度对应在100％至0％范围内变化。透平在起始升速阶段由手动控制器HC311手动控制升速,当轩速大于3450转/分时可由切换开关切换到PIC304控制。

(3)  锅炉单元

基于燃料（燃料油、燃料气）与空气按一定比例混合即发生燃烧而产生高温火焰并放出大量热量的原理，所谓锅炉主要是通过燃烧后辐射段的火焰和高温烟气对水冷壁的锅炉给水进行加热，使锅炉给水变成饱和水而进入汽包进行气水分离，而从辐射室出来进入对流段的烟气仍具有很高的温度，再通过对流室对来自于汽包的饱和蒸汽进行加热即产生过热蒸汽。

该软件需满足为每小时产生六十五吨过热蒸汽锅炉仿真培训的设计。锅炉的主要用途是提供中压蒸汽及消除催化裂化装置再生的CO废气对大气的污染，回收催化装置再生的废气之热能。

主要设备为WGZ65/39-6型锅炉，采用自然循环，双汽包结构。锅炉主体由省煤器、上汽包、对流管束、下汽包、下降管、水冷壁、过热器、表面式减温器、联箱组成。省煤器的主要作用是预热锅炉给水，降低排烟温度，提高锅炉热效率。上汽包的主要作用是汽水分离，连接受热面构成正常循环。水冷壁的主要作用是吸收炉膛辐射热。过热器分低温段、高温段过热器，其主要作用是使饱和蒸汽变成过热蒸汽。减温器的主要作用是微调过热蒸汽的温度（调整范围约10～33℃）。

锅炉设有一套完整的燃烧设备，可以适应燃料气、燃料油、液态烃等多种燃料。根据不同蒸汽压力既可单独烧一种燃料，也可以多种燃料混烧，还可以分别和CO废气混烧。该软件需满足为燃料气、燃料油、液态烃与CO废气混烧仿真。

除氧器通过水位调节器LIC101接受外界来水经热力除氧后，一部分经低压水泵P102供全厂各车间，另一部分经高压水泵P101供锅炉用水，除氧器压力由PIC101单回路控制。锅炉给水一部分经减温器回水至省煤器；一部分直接进入省煤器，两路给水调节阀通过过热蒸汽温度调节器TIC101分程控制，被烟气回热至256℃饱和水进入上汽包，再经对流管束至下汽包，再通过下降管进入锅炉水冷壁，吸收炉膛辐射热使其在水冷壁里变成汽水混合物，然后进入上汽包进行汽水分离。锅炉总给水量由上汽包液位调节器LIC102单回路控制。                                                                                                                                          

256℃的饱和蒸汽经过低温段过热器（通过烟气换热）、减温器（锅炉给水减温）、高温段过热器（通过烟气换热），变成447℃、3.77MPa的过热蒸汽供给全厂用户。

燃料气包括高压瓦斯气和液态烃，分别通过压力控制器PIC104和PIC103单回路控制进入高压瓦斯罐V-101，高压瓦斯罐顶气通过过热蒸汽压力控制器PIC102单回路控制进入六个点火枪；燃料油经燃料油泵P105升压进入六个点火枪进料燃烧室。

燃烧所用空气通过鼓风机P104增压进入燃烧室。CO烟气系统由催化裂化再生器产生，温度为500℃，经过水封罐进入锅炉，燃烧放热后再排至烟窗。

锅炉排污系统需包括连排系统和定排系统，用来保持水蒸汽品质。

(4)  液位控制系统单元

该流程需满足为液位控制系统，通过对三个罐的液位及压力的调节，使学员掌握简单回路及复杂回路的控制及相互关系。

缓冲罐V101仅一股来料，8Kg/cm2压力的液体通过调节产供阀FIC101向罐V101充液,此罐压力由调节阀PIC101分程控制,缓冲罐压力高于分程点（5.0Kg/cm2）时，PV101B自动打开泄压，压力低于分程点时，PV101B自动关闭，PV101A自动打开给罐充压，使V101压力控制在5Kg/cm2。缓冲罐V101液位调节器LIC101和流量调节阀FIC102串级调节，一般液位正常控制在50%左右，自V101底抽出液体通过泵P101A或P101B(备用泵)打入罐V102,该泵出口压力一般控制在9Kg/cm2，FIC102流量正常控制在20000Kg/hr。

罐V102有两股来料，一股为V101通过FIC102与LIC101串级调节后来的流量；另一股为8Kg/cm2压力的液体通过调节阀LIC102进入罐V102,一般V102液位控制在50%左右,V102底液抽出通过调节阀FIC103进入V103,正常工况时FIC103的流量控制在30000 kg/hr。

罐V103也有两股进料，一股来自于V102的底抽出量，另一股为8kg/cm2压力的液体通过FIC103与FI103比值调节进入V103,比值系数为2:1，V103底液体通过LIC103调节阀输出，正常时罐V103液位控制在50%左右。

(5)  罐区单元

来自上一生产设备的约35℃的带压液体，经过阀门MV101进入产品罐T01，由温度传感器TI101显示T01罐底温度，压力传感器PI101显示T01罐内压力，液位传感器LI101显示T01的液位。由离心泵P101将产品罐T01的产品打出，控制阀FIC101控制回流量。回流的物流通过换热器E01，被冷却水逐渐冷却到33℃左右。温度传感器TI102显示被冷却后产品的温度，温度传感器TI103显示冷却水冷却后温度。由泵打出的少部分产品由阀门MV102打回生产系统。当产品罐T01液位达到80%后，阀门MV101和阀门MV102自动关断。

产品罐T01打出的产品经过T01的出口阀MV103和T03的进口阀进入产品罐T03，由温度传感器TI103显示T03罐底温度，压力传感器PI103显示T03罐内压力，液位传感器LI103显示T03的液位。由离心泵P103将产品罐T03的产品打出，控制阀FIC103控制回流量。回流的物流通过换热器E03，被冷却水逐渐冷却到30℃左右。温度传感器TI302显示被冷却后产品的温度，温度传感器TI303显示冷却水冷却后温度。少部分回流物料不经换热器E03直接打回产品罐T03；从包装设备来的产品经过阀门MV302打回产品罐T03，控制阀FIC302控制这两股物流混合后的流量。产品经过T03的出口阀MV303到包装设备进行包装。

当产品罐T01的设备发生故障，马上启用备用产品罐T02及其备用设备，其工艺流程同T01。当产品罐T03的设备发生鼓掌，马上启用备用产品罐T04及其备用设备，其工艺流程同T03。

(6)  催化剂萃取控制单元

该装置是通过萃取剂（水）来萃取丙烯酸丁酯生产过程中的催化剂（对甲苯磺酸）。具体工艺如下：

将自来水（FCW）通过阀V4001或者通过泵P425及阀V4002送进催化剂萃取塔C-421，当液位调节器LIC4009为50%时，关闭阀V4001或者泵P425及阀V4002；开启泵P413将含有产品和催化剂的R-412B的流出物在被E-415冷却后进入催化剂萃取塔C-421的塔底；开启泵P412A，将来自D-411作为溶剂的水从顶部加入。泵P413的流量由FIC-4020控制在21126.6kg/h；P412的流量由FIC4021控制在2112.7kg/h；萃取后的丙烯酸丁酯主物流从塔顶排出，进入塔C-422；塔底排出的水相中含有大部分的催化剂及未反应的丙烯酸，一路返回反应器R-411A循环使用，一路去重组分分解器R-460作为分解用的催化剂。

(7)  二氧化碳压缩机工艺

1)  CO2流程说明

来自合成氨装置的原料气CO2压力为150Kpa（A），温度38℃，流量由FR8103计量，进入CO2压缩机一段分离器V-111，在此分离掉CO2气相中夹带的液滴后进入CO2压缩机的一段入口，经过一段压缩后，CO2压力上升为 0.38Mpa(A),温度194℃，进入一段冷却器E-119用循环水冷却到43℃，为了保证尿素装置防腐所需氧气，在CO2进入E-119前加入适量来自合成氨装置的空气，流量由FRC-8101调节控制，CO2气中氧含量0.25-0.35%，在一段分离器V-119中分离掉液滴后进入二段进行压缩，二段出口CO2压力1.866Mpa(A),温度为227℃。然后进入二段冷却器E-120冷却到43℃，并经二段分离器V-120分离掉液滴后进入三段。

在三段入口设计有段间放空阀。便于低压缸CO2压力控制和快速泄压，CO2经三段压缩后压力升到8.046Mpa(A)，温度214℃，进入三段冷却器E-121中冷却。为防止CO2过度冷却而生成干冰，在三段冷却器冷却水回水管线上设计有温度调节阀TV-8111，用此阀来控制四段入口CO2温度在50-55℃之间。冷却后的CO2进入四段压缩后压力升到15.5Mpa(A),温度为121℃，进入尿素高压合成系统。为防止CO2压缩机高压缸超压、喘振，在四段出口管线上设计有四回一阀HV-8162（即HIC8162）。

2)  蒸汽流程说明

主蒸汽压力5.882Mpa.湿度450℃，流量82t/hr，进入透平做功，其中一大部分在透平中部被抽出，抽汽压力 2.598Mpa，温度350℃，流量54.4t/hr，送至框架，另一部分通过中压调节阀进入透平后汽缸继续做功，做完功后的乏汽进入蒸气冷凝系统。

(8)  管式加热炉工艺

该单元选择的是石油化工生产中最常用的管式加热炉。管式加热炉是一种直接受热式加热设备，主要用于加热液体或气体化工原料，所用燃料通常有燃料油和燃料气。管式加热炉的传热方式以辐射传热为主，管式加热炉通常由以下几部分构成：

辐射室：通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分。这部分直接受火焰冲刷，温度很高（600-1600℃），是热交换的主要场所（约占热负荷的70-80%）。

对流室：靠辐射室出来的烟气进行以对流传热为主的换热部分。

燃烧器：是使燃料雾化并混合空气，使之燃烧的产热设备，燃烧器可分为燃料油燃烧器，燃料气燃烧器和油一气联合燃烧器。

通风系统：将燃烧用空气引入燃烧器，并将烟气引出炉子，可分为自然通风方式和强制通风方式。

(9)  精馏塔工艺

该流程是利用精馏方法，在脱丁烷塔中将丁烷从脱丙烷塔釜混合物中分离出来。精馏是将液体混合物部分气化，利用其中各组分相对挥发度的不同，通过液相和气相间的质量传递来实现对混合物分离。本装置中将脱丙烷塔釜混合物部分气化，由于丁烷的沸点较低，即其挥发度较高，故丁烷易于从液相中气化出来，再将气化的蒸汽冷凝，可得到丁烷组成高于原料的混合物，经过多次气化冷凝，即可达到分离混合物中丁烷的目的。

原料为67.8℃脱丙烷塔的釜液(主要有C4、C5、C6、C7等)，由脱丁烷塔(DA-405)的第16块板进料(全塔共32块板),进料量由流量控制器FIC101控制。灵敏板温度由调节器TC101通过调节再沸器加热蒸汽的流量,来控制提馏段灵敏板温度，从而控制丁烷的分离质量。

脱丁烷塔塔釜液（主要为C5以上馏分）一部分作为产品采出，一部分经再沸器(EA-418A、B)部分汽化为蒸汽从塔底上升。塔釜的液位和塔釜产品采出量由LC101和FC102组成的串级控制器控制。再沸器采用低压蒸汽加热。塔釜蒸汽缓冲罐（FA－414）液位由液位控制器LC102调节底部采出量控制。

塔顶的上升蒸汽（C4馏分和少量C5馏分）经塔顶冷凝器（EA-419）全部冷凝成液体，该冷凝液靠位差流入回流罐（FA-408）。塔顶压力PC102采用分程控制：在正常的压力波动下，通过调节塔顶冷凝器的冷却水量来调节压力，当压力超高时，压力报警系统发出报警信号，PC102调节塔顶至回流罐的排气量来控制塔顶压力调节气相出料。操作压力4.25atm (表压)，高压控制器PC101将调节回流罐的气相排放量，来控制塔内压力稳定。冷凝器以冷却水为载热体。回流罐液位由液位控制器LC103调节塔顶产品采出量来维持恒定。回流罐中的液体一部分作为塔顶产品送下一工序，另一部分液体由回流泵(GA-412A、B)送回塔顶做为回流，回流量由流量控制器FC104控制。

(10)  固定床反应器工艺

该流程为利用催化加氢脱乙炔的工艺。乙炔是通过等温加氢反应器除掉的,反应器温度由壳侧中冷剂温度控制。

主反应为：nC2H2＋2nH2®（C2H6）n，该反应是放热反应。每克乙炔反应后放出热量约为34000千卡。温度超过66℃时有副反应为：2nC2H4®（C4H8）n，该反应也是放热反应。

冷却介质为液态丁烷，通过丁烷蒸发带走反应器中的热量，丁烷蒸汽通过冷却水冷凝。

反应原料分两股,一股为约-15℃的以C2为主的烃原料,进料量由流量控制器FIC1425控制;另一股为H2与CH4的混合气,温度约10℃,进料量由流量控制器FIC1427控制。FIC1425与FIC1427为比值控制,两股原料按一定比例在管线中混合后经原料气/反应气换热器(EH-423)预热,再经原料预热器(EH-424)预热到38℃,进入固定床反应器(ER-424A/B)。预热温度由温度控制器TIC1466通过调节预热器EH-424加热蒸汽(S3)的流量来控制。

ER-424A/B中的反应原料在2.523Mpa、44℃下反应生成C2H6。当温度过高时会发生C2H4聚合生成C4H8的副反应。反应器中的热量由反应器壳侧循环的加压C4冷剂蒸发带走。C4蒸汽在水冷器EH-429中由冷却水冷凝,而C4冷剂的压力由压力控制器PIC-1426通过调节C4蒸汽冷凝回流量来控制,从而保持C4冷剂的温度。

(11)  间歇反应釜工艺

间歇反应在助剂、制药、染料等行业的生产过程中很常见。本工艺过程的产品（2—巯基苯并噻唑）就是橡胶制品硫化促进剂DM（2,2-二硫代苯并噻唑）的中间产品，它本身也是硫化促进剂，但活性不如DM。

全流程的缩合反应包括备料工序和缩合工序。考虑到突出重点，将备料工序略去。则缩合工序共有三种原料，多硫化钠（Na₂Sn）、邻硝基氯苯（C₆H₄CLNO₂）及二硫化碳（CS₂）。

主反应如下：

2C₆H₄ClNO₂＋Na₂Sn®C₁₂H₈N₂S₂O₄+2NaCl+(n-2)S¯

C₁₂H₈N₂S₂O₄+2CS₂+2H₂O+3Na₂Sn®2C₇H₄NS₂Na+2H₂S­+3Na₂S₂O₃+(3n+4)S¯

副反应如下：

C₆H₄ClNO₂＋Na₂Sn＋H₂O®C₆H₆NCl+Na₂S₂O₃+S¯

工艺流程如下：

来自备料工序的CS₂、C₆H₄ClNO₂、Na₂Sn分别注入计量罐及沉淀罐中，经计量沉淀后利用位差及离心泵压入反应釜中，釜温由夹套中的蒸汽、冷却水及蛇管中的冷却水控制，设有分程控制TIC101（只控制冷却水），通过控制反应釜温来控制反应速度及副反应速度，来获得较高的收率及确保反应过程安全。

在该工艺流程中，主反应的活化能要比副反应的活化能要高，因此升温后更利于反应收率。在90℃的时候，主反应和副反应的速度比较接近，因此，要尽量延长反应温度在90℃以上时的时间，以获得更多的主反应产物。

(12)  吸收-解吸工艺

吸收解吸是石油化工生产过程中较常用的重要单元操作过程。吸收过程是利用气体混合物中各个组分在液体(吸收剂)中的溶解度不同,来分离气体混合物。被溶解的组分称为溶质或吸收质,含有溶质的气体称为富气,不被溶解的气体称为贫气或惰性气体。

溶解在吸收剂中的溶质和在气相中的溶质存在溶解平衡,当溶质在吸收剂中达到溶解平衡时,溶质在气相中的分压称为该组分在该吸收剂中的饱和蒸汽压。当溶质在气相中的分压大于该组分的饱和蒸汽压时,溶质就从气相溶入溶质中,称为吸收过程。当溶质在气相中的分压小于该组分的饱和蒸汽压时,溶质就从液相逸出到气相中,称为解吸过程。

提高压力、降低温度有利于溶质吸收;降低压力、提高温度有利于溶质解吸,正是利用这一原理分离气体混合物,而吸收剂可以重复使用。

该单元以C6油为吸收剂,分离气体混合物(其中C4:25.13％，CO和CO2:6.26％，N2:64.58％，H2:3.5％，O2:0.53％)中的C4组分(吸收质)。

从界区外来的富气从底部进入吸收塔T-101。界区外来的纯C6油吸收剂贮存于C6油贮罐D-101中,由C6油泵P-101A/B送入吸收塔T-101的顶部,C6流量由FRC103控制。吸收剂C6油在吸收塔T-101中自上而下与富气逆向接触,富气中C4组分被溶解在C6油中。不溶解的贫气自T-101顶部排出,经盐水冷却器E-101被-4℃的盐水冷却至2℃进入尾气分离罐D-102。吸收了C4组分的富油(C4:8.2%,C6:91.8%)从吸收塔底部排出,经贫富油换热器E-103预热至80℃进入解吸塔T-102。吸收塔塔釜液位由LIC101和FIC104通过调节塔釜富油采出量串级控制。

来自吸收塔顶部的贫气在尾气分离罐D-102中回收冷凝的C4,C6后,不凝气在D-102压力控制器PIC103(1.2MpaG)控制下排入放空总管进入大气。回收的冷凝液(C4,C6)与吸收塔釜排出的富油一起进入解吸塔T-102。

预热后的富油进入解吸塔T-102进行解吸分离。塔顶气相出料(C4:95％)经全冷器E-104换热降温至40℃全部冷凝进入塔顶回流罐D-103,其中一部分冷凝液由P-102A/B泵打回流至解吸塔顶部,回流量8.0T/h,由FIC106控制,其他部分做为C4产品在液位控制(LIC105)下由P-102A/B泵抽出。塔釜C6油在液位控制(LIC104)下,经贫富油换热器E-103和盐水冷却器E-102降温至5℃返回至C6油贮罐D-101再利用,返回温度由温度控制器TIC103通过调节E-102循环冷却水流量控制。

T-102塔釜温度由TIC104和FIC108通过调节塔釜再沸器E-105的蒸汽流量串级控制，控制温度102℃。塔顶压力由PIC-105通过调节塔顶冷凝器E-104的冷却水流量控制，另有一塔顶压力保护控制器PIC-104,在塔顶有凝气压力高时通过调节D-103放空量降压。

因为塔顶C4产品中含有部分C6油及其他C6油损失,所以随着生产的进行，要定期观察C6油贮罐D-101的液位，补充新鲜C6油。

(13)  列管式换热器单元

换热器是进行热交换操作的通用工艺设备，广泛应用于化工、石油、石油化工、动力、冶金等工业部门，特别是在石油炼制和化学加工装置中，占有重要地位。换热器的操作技术培训在整个操作培训中尤为重要。

本单元设计采用管壳式换热器。来自界外的92℃冷物流（沸点:198.25℃）由泵P101A/B送至换热器E101的壳程被流经管程的热物流加热至145℃,并有20%被汽化。冷物流流量由流量控制器FIC101控制,正常流量为12000kg/h。来自另一设备的225℃热物流经泵P102A/B送至换热器E101与注经壳程的冷物流进行热交换,热物流出口温度由TIC101控制(177℃)。

为保证热物流的流量稳定,TIC101采用分程控制,TV101A和TV101B分别调节流经E101和副线的流量,TIC101输出0%~100%分别对应TV101A开度0%~100%,TV101B开度100~0%。

(14)  离心泵单元

离心泵是化工生产过程中输送液体的常用设备之一，其工作原理是靠离心泵内外压差不断的吸入液体，靠叶轮的高速旋转使液体获得动能，靠扩压管或导叶将动能转化为压力，从而达到输送液体的目的。

来自某一设备约40℃的带压液体经调节阀LV101进入带压罐V101，罐液位由液位控制器LIC101通过调节V101的进料量来控制；罐内压力由PIC101分程控制，PV101A、PV101B分别调节进入V101和出V101的氮气量,从而保持罐压恒定在5.0atm(表)。罐内液体由泵P101A/B抽出,泵出口流量在流量调节器FIC101的控制下输送到其它设备。

(15)  多效蒸发工艺

以NaOH水溶液三效并流蒸发的工艺作为仿真对象。仿真范围内主要设备为蒸发器、换热器、真空泵、简单罐和阀门等。   

原料NaOH水溶液（沸点进料，沸点为143.8℃）经流量调节器FIC101控制流量（10000kg/h）后，进入蒸发器F101A， 料液受热而沸腾，产生136.9℃的二次蒸汽，料液从蒸发器底部经阀门LV101流入第二效蒸发器F101B。压力为500Kpa，温度为151.7℃左右的加热蒸汽经流量调节器FIC102控制流量（2063.4kg/h）后，进入F101A加热室的壳程，冷凝成水后经阀门VG08排出。第一效蒸发器F101A蒸发室压力控制在327Kpa，溶液的液面高度通过液位控制器LIC101控制在1.2m。第一效蒸发器产生的二次蒸汽经过蒸发器顶部阀门VG13后，进入第二效蒸发器F101B加热室的壳程，冷凝成水后经阀门VG07排出。从第一效流入第二效的料液，受热汽化产生112.7 ℃的二次蒸汽，料液从蒸发器底部经阀门LV102流入第三效蒸发器F101C。第二效蒸发器F101B蒸发室压力控制在163Kpa，溶液的液面高度通过液位控制器LIC102控制在1.2m。第二效蒸发器产生的二次蒸汽经过蒸发器顶部阀门VG14后，进入第三效蒸发器F101C加热室的壳程，冷凝成水后经阀门VG06排出。从第二效流入第三效的料液，受热汽化产生60.1 ℃的二次蒸汽，料液从蒸发器底部经阀门LV103流入积液罐F102。第三效蒸发器F101C蒸发室压力控制在20Kpa，溶液的液面高度通过液位控制器LIC103控制在1.2m。完成液不满足工业生产要求时，经阀门VG10卸液。第三效产生的二次蒸汽送往冷凝器被冷凝而除去。真空泵用于保持蒸发装置的末效或后几效在真空下操作。

(16)  双塔精馏单元

需以丙烯酸甲酯生产流程中的醇拨头塔和酯提纯塔为依据进行仿真。醇拨头塔对应仿真单元里的轻组分脱除塔T150，酯提纯塔对应仿真单元里的产品精制塔T160。醇拨头塔为精馏塔，利用精馏的原理，将主物流中少部分的甲醇从塔顶蒸出，含有甲酯和少部分重组分的物流从塔底排出至T160，并进一步分离。酯提纯塔T160塔顶分离出产品甲酯，塔釜分离出的重组分产品返回至废液罐进行再处理或回收利用。

原料液由轻组分脱除塔中部进料,进料量不可控制。灵敏板温度由调节器TIC140通过调节再沸器加热蒸汽的流量,来控制提馏段灵敏板温度，从而控制醇的分离质量。轻组分脱除塔塔釜液（主要为甲酯及重组分）作为产品精制塔的原料直接进入产品精制塔。塔釜的液位和塔釜产品采出量由LIC119和FIC141组成的串级控制器控制。再沸器采用低压蒸汽加热。塔顶的上升蒸汽（主要是甲醇）经塔顶冷凝器（E152）全部冷凝成液体，该冷凝液靠位差流入回流罐（V151）。V151为油水分离罐，油相一部分作为塔顶回流，一部分作为塔顶产品送下一工序，水相直接回收到醇回收塔。操作压力61.38kPa (表压)，控制器PIC128将调节回流罐的气相排放量，来控制塔内压力稳定。冷凝器以冷却水为载热体。回流罐水相液位由液位控制器LIC128调节塔顶产品采出量来维持恒定。回流罐油相液位由液位控制器LIC121调节塔顶产品采出量来维持恒定。另一部分液体由回流泵(P151A、B)送回塔顶做为回流，回流量由流量控制器FIC142控制。

由轻组分脱除塔塔釜来的原料进入产品精制塔中部,进料量由FIC141控制。灵敏板温度由调节器TIC148通过调节再沸器加热蒸汽的流量,来控制提馏段灵敏板温度，从而控制醇的分离质量。产品精制塔塔釜液（主要为重组分）直接采出回收利用。塔釜的液位和塔釜产品采出量由LIC1259和FIC151组成的串级控制器控制。再沸器采用低压蒸汽加热。塔顶的上升蒸汽（主要是甲酯）经塔顶冷凝器（E162）全部冷凝成液体，该冷凝液靠位差流入回流罐（V161）。塔顶产品，一部分作为回流液返回产品精制塔，回流量由流量控制器FIC142控制。一部分最为最终产品采出。操作压力21.29kPa (表压)，控制器PIC133将调节回流罐的气相排放量，来控制塔内压力稳定。冷凝器以冷却水为载热体。回流罐液位由液位控制器LIC126调节塔顶产品采出量来维持恒定。

(17)  电动往复式压缩机工艺

需以空气二级往复压缩的工艺作为仿真对象。仿真范围内主要设备为阀、压缩机、缓冲罐和冷却器等。

压力为120kPa，温度为25℃左右的空气经VG01,FV101,VG02阀后，进入缓冲罐罐FA101A，罐内压力为1atm。空气从缓冲罐FA101A出来，经过阀VG03进入一级压缩机GB101A进行压缩，正常工况下压缩后的温度为145℃。压缩后的高温高湿的压缩空气经冷却器EA101冷却后进入分离罐FA102（分离罐的作用是降低流速，使部分水、杂质等沉降，并经罐底阀排出，消除减缓供气系统内气流的脉冲，使后置设备更好的发挥功效）。分离罐FA102底部经过阀VL02排放空气由于压缩冷凝产生的液体杂质，顶部排出压缩冷凝后的空气至二级压缩机GB101B。分离罐出口空气温度控制在55℃，压力控制在4.5atm。二级压缩机GB101B出口排出经过阀VG04进入稳压罐FA101B后压力为7.7atm，温度为165℃的空气，经过手动控制阀VG06作为产品排出。稳压罐FA101B底部定期排放空气中的液相杂质。二级压缩机出口的旁路阀VG05在冷态开车启动往复式压缩机时打开，待压缩机工作稳定后关闭。

(18)  抽真空系统单元

该工艺主要完成三个塔体系统真空抽取。液环真空泵P416系统负责A塔系统真空抽取，正常工作压力为26.6kpaA，并作为J-451、J-441喷射泵的二级泵。J-451是一个串联的二级喷射系统，负责C塔系统真空抽取，正常工作压力为1.33kpaA。J-441为单级喷射泵系统，抽取B塔系统真空，正常工作压力为2.33kpaA。被抽气体主要成分为可冷凝气相物质和水。由D417气水分离后的液相提供给P416灌泵，提供所需液环液相补给；气相进入换热器E-417,冷凝出的液体回流至D417，E417出口气相进入焚烧单元。生产过程中，主要通过调节各泵进口回流量或泵前被抽工艺气体流量来调节压力。

J441和J451A/B两套喷射真空泵分别负责抽取塔B区和C区，中压蒸汽喷射形成负压，抽取工艺气体。蒸汽和工艺气体混合后，进入E418、E419、E420等冷凝器。在冷凝器内大量蒸汽和带水工艺气体被冷凝后，流入D425封液罐。未被冷凝的气体一部分作为液环真空泵P416的入口回流，一部分作为自身入口回流，以便压力控制调节。

D425主要作用是为喷射真空泵系统提供封液。防止喷射泵喷射被压过大而无法抽取真空。开车前应该为D425灌液，当液位超过大气腿最下端时，方可启动喷射泵系统。

(19)  精馏塔经济指标版

经济指标版该软件，需加入原料、产品、副产品、能源消耗、三废等总量数据的统计，以及单位产量能源消耗量（单耗）、企业单耗指标、单价、产值、消耗成本等经济数据的统计，并由这些数据形成动态数据趋势图，并且这些数据可以以Excel表的格式进行保存打印，从而对生产过程进行管理、指导、控制、监督和检查，提高经济效益，改善产品质量，加强培训人员对经济指标的重视，形成节约成本的意识，使该软件操作更接近实际操作目标。并且参考生产数据，可以优化开停车操作，减少消耗，增加产出。

(20)  间歇釜经济指标版

经济指标版该软件，需加入原料、产品、副产品、能源消耗等总量数据的统计，以及单位产量能源消耗量（单耗）、企业单耗指标、单价、产值、消耗成本等经济数据的统计，并由这些数据形成动态数据趋势图，并且这些数据可以以Excel表的格式进行保存打印，从而对生产过程进行管理、指导、控制、监督和检查，提高经济效益，改善产品质量，加强培训人员对经济指标的重视，形成节约成本的意识，使该软件操作更接近实际操作目标。并且参考生产数据，可以优化开停车操作，减少消耗，增加产出。

（二）培训内容要求

2.1 装置冷态开工过程

(1)  离心泵单元操作：互动操作步骤不少于25个。

(2)  精馏塔单元：互动操作步骤不少于60个。

(3)  压缩机单元：互动操作步骤不少于27个。

(4)  真空系统单元：互动操作步骤不少于33个。

(5)  液位控制系统单元：互动操作步骤不少于21个。

(6)  吸收解吸单元：互动操作步骤不少于36个。

(7)  列管换热器单元：互动操作步骤不少于14个。

(8)  流化床单元：互动操作步骤不少于33个。

(9)  罐区单元：互动操作步骤不少于26个。

(10)  催化剂萃取单元：互动操作步骤不少于17个。

(11)  二氧化碳透平压缩机单元：互动操作步骤不少于62个。

(12)  管式加热炉单元：互动操作步骤不少于34个。

(13)  固定床反应器单元：互动操作步骤不少于25个。

(14)  间歇反应釜单元：互动操作步骤不少于27个。

(15)  锅炉单元：互动操作步骤不少于52个。

(16)  双塔精馏单元：互动操作步骤不少于87个。

(17)  电动往复式压缩机单元：互动操作步骤不少于7个。

(18)  多效蒸发单元：互动操作步骤不少于15个

(19)  间歇釜经济指标版：互动操作步骤不少于27个，可以汇总经济指标及能耗，包含数据总汇、单耗报警、单价更改、数据导出功能等功能，可以显示单耗趋势曲线。

(20)  精馏塔经济指标版：互动操作步骤不少于60个，可以汇总经济指标及能耗，包含数据总汇、单耗报警、单价更改、数据导出功能等功能，可以显示单耗趋势曲线。

★要求提供多效蒸发单元软件截图及开车操作步骤列表

2.2 装置正常停工过程

(1)  离心泵单元：互动操作步骤不少于9个、工艺控制点不少于8个。

(2)  精馏塔单元：互动操作步骤不少于14个、工艺控制点不少于14个。

(3)  压缩机单元：互动操作步骤不少于16个、工艺控制点不少于16个。

(4)  真空系统单元：互动操作步骤不少于25个、工艺控制点不少于7个。

(5)  液位控制系统单元：互动操作步骤不少于12个、工艺控制点不少于31个。

(6)  吸收解吸单元：互动操作步骤不少于28个、工艺控制点不少于28个。

(7)  列管换热器单元：互动操作步骤不少于15个、工艺控制点不少于10个。

(8)  流化床单元：互动操作步骤不少于12个、工艺控制点不少于15个。

(9)  罐区单元：互动操作步骤不少于20个、工艺控制点不少于4个。

(10)  催化剂萃取单元：互动操作步骤不少于9个、工艺控制点不少于10个。

(11)  二氧化碳透平压缩机单元：互动操作步骤不少于23个、工艺控制点不少于37个。

(12)  管式加热炉单元：互动操作步骤不少于14个、工艺控制点不少于26个。

(13)  固定床反应器单元：互动操作步骤不少于6个、工艺控制点不少于15个。

(14)  间歇反应釜单元：互动操作步骤不少于8个、工艺控制点不少于11个。

(15)  锅炉单元：互动操作步骤不少于26个、工艺控制点不少于14个。

(16)  双塔精馏单元：互动操作步骤不少于56个、工艺控制点不少于26个。

(17)  电动往复式压缩机单元：互动操作步骤不少于8个、工艺控制点不少于8个。

(18)  多效蒸发单元：互动操作步骤不少于17个、工艺控制点不少于13个。

(19)  间歇釜经济指标版：互动操作步骤不少于8个，可以汇总经济指标及能耗，包含数据总汇、单耗报警、单价更改、数据导出功能等功能，可以显示单耗趋势曲线。

(20)  精馏塔经济指标版：互动操作步骤不少于14个，可以汇总经济指标及能耗，包含数据总汇、单耗报警、单价更改、数据导出功能等功能，可以显示单耗趋势曲线。

★要求提供多效蒸发单元停车操作步骤列表

2.3 常见事故处理

(1)  离心泵单元：P101A泵坏、FIC101阀卡、P101A泵入口管线堵、P101A泵气蚀、P101A泵气缚等5个事故设置。

(2)  精馏塔单元：加热蒸汽压力过高、加热蒸汽压力过低、冷凝水中断、停电、回流泵故障、回流控制阀FC104阀卡、回流泵压力低、再沸器效率下降、进料压力不稳等9个事故设置。

(3)  压缩机单元：入口压力过高、出口压力过高、入口管道破裂、出口管道破裂等5个事故设置。

(4)  真空系统单元：喷射泵大气腿未正常工作、液环泵灌水阀未开、回流罐液环抽气能力下降（温度对液环真空影响）、J441蒸汽阀漏、PV4010阀卡、D451压力波动、J441蒸汽不稳、D441压力波动、D451压力过高_1、D451压力过高_2、D441压力过高_1、D441压力过高_2、D416压力过高等13个事故设置。

(5)  液位控制系统单元：泵P101A坏、调节阀FIC102阀卡2个等设置。

(6)  吸收解吸单元：冷却水中断、加热蒸汽中断、仪表风中断、停电、P-101A泵坏、LIC104调节阀卡、换热器E-105结垢严重、进料压力不稳、E102冷却水压力低、泵P-101A压力波动、E-105换热效率降低、解吸塔釜加热蒸汽压力高、解吸塔釜加热蒸汽压力低、解吸塔超压、吸收塔超压、解吸塔釜温度指示坏等16个事故设置。

(7)  列管换热器单元：FIC101阀卡、P101A泵坏、P102A泵坏、TV101A阀卡、部分管堵、换热器结垢严重等5个事故设置。

(8)  流化床单元：泵P401停、压缩机C-401停、丙烯进料停、乙烯进料停、D301供料停等5个事故设置。

(9)  罐区单元：P01泵坏、换热器E01结垢、换热器E03热物流串进冷物流、P01泵压力低、换热器E01效率低、换热器E03坏等6个事故设置。

(10)  催化剂萃取单元：P412A泵坏、调节阀FV4020阀卡、P412AB泵坏、P413晃电、长时间停电、换热器结垢等6个事故设置。

(11)  二氧化碳透平压缩机单元：压缩机发生喘振、压缩机辅助油泵自动启动、四段出口压力偏低CO₂打气量偏少、压缩机因喘振发生联锁跳车、压缩机三段冷却器出口温度过低、控制油压力低、控制油压波动、主油泵压力低、停车试验、油压低试验等10个事故设置。

(12)  管式加热炉单元：燃料油火嘴堵、燃料气压力低、炉管破裂、燃料气调节阀卡、燃料气带液、燃料油带水、雾化蒸汽压力低、燃料油泵A停等8个事故设置。

(13)  固定床反应器单元：氢气进料阀卡住、预热器EH-424阀卡住、闪蒸罐压力调节阀卡、反应器漏气、EH-429冷却水停、反应器超温、预热器EH-424效率低、EH-429冷却水压低、氢气进料不稳等9个事故设置。

(14)  间歇反应釜单元：反应釜反应温度超温、搅拌器M1停转、冷却水阀V22、V23卡住（堵塞）、出料管堵塞、测温电阻连线故障等5个事故设置。

(15)  锅炉单元：锅炉满水、锅炉缺水、对流管坏、减温器坏、蒸汽管坏、给水管坏、二次燃烧、电源中断等8个事故设置。

(16)  双塔精馏单元：停电、停冷却水、停加热蒸汽、回流泵故障、塔釜出料调节阀卡、原料液进料调节阀卡、加热蒸汽压力过高、回流控制阀卡、加热蒸汽压力过低、仪表风停、进料压力突然增大、回流罐液位超高等12个事故设置。

(17)  电动往复式压缩机单元：换热器结垢、冷却水入口阀卡、电机断电、液位过高、温度过高等5个事故设置。

(18)  多效蒸发单元：冷物流进料调节阀卡、F101A液位超高、真空泵A故障等3个事故设置。

(19)  精馏塔经济指标版：加热蒸汽压力蒸汽过高、加热蒸汽压力过低、冷凝水中断、停电、回流泵GA412故障、回流调节阀FV104阀卡、停蒸汽、塔釜出料调节阀卡、再沸器严重结垢、仪表风停、进料压力突然增大、再沸器积水、回流罐液位超高、塔釜轻组分含量偏高、原料液进料调节阀卡、正常工况随机事故17个事故设置。

(20)  间歇釜经济指标版：超温（压）事故、搅拌器M1停转、冷却水阀V22、V23卡住（堵塞）、出料管堵塞、测温电阻连线故障等5个事故设置。

★要求提供多效蒸发单元事故工况的处理步骤列表

2.4 配合教师站使用可以给学员站下发思考题（以选择题与判断题形式），并能自动评判与统计excel成绩报表。

（三）教学组织与管理要求

3.1 手机端教学组织管理平台

  手机端教学组织管理平台需基于广域网和移动平台技术，可以对学员在课堂中的学习情况进行实时的跟踪监视，收集学员的有效信息，并通过对数据信息的收集与管理，分析出学员学习掌握能力，便于教师的统一管理，有针对性的指定符合学员能力提升的综合教学培训方案。

具体功能需求：
系统需分为教师端和学生端两部分。
教师端需具备以下功能：
1）登录功能：包括微信授权、选择角色、输入授权码；
2）创建课堂：包括输入课堂名称、选择资源\活动、形成课堂分享码、分享课堂、返回课堂列表；
3）课堂日志：包括题目下发时间、专题名称、包含资源和活动；每个资源的参与及完成任务人数、正确率等；

4） 资源库：视频资源、PDF 资源、图片资源、资源分享；
5）活动库：包括活动状态、简答题、选择题、互动讨论、标题、详情、发言/回复个人、参与人数；
6）课堂 pk 榜：包括经验值排行榜、每个人完成任务所得经验值、 每个人交互体验所得经验值、每个人查看文本资源所得经验值、每个人查看视频资源所得经验值、每个人参与活动所得经验值、每个人经验值名次
7）课堂成绩：可一键导出EXCEL格式的成绩单，包括课堂名称、授课时间、授课教师、上课时间、上课人数；学号、姓名、资源经验值、活动经验值、总经验值及班级的平均分数。
8）退出/切换角色。
学员端需具备以下功能：
1）登录功能：包括微信授权、选择角色、输入姓名/学号；
2）加入课堂：通过三种方式加入课堂（分享链接、二维码、课堂码）确定并加入；
3）课堂日志：包括题目接收时间、题目名称、包含资源和活动；资源的参与及完成情况等；  

4) 资源库：视频资源、PDF 资源、图片资源、资源分享；  
5）活动库：包括活动状态、简答题、选择题（单选\多选\判断）、交互体验、互动讨论；
6）课堂 pk 榜：包括经验值排行榜、个人完成任务所得经验值、 个人交互体验所得经验值、每个人查看文本资源所得经验值每个人查看视频资源所得经验值、个人参与活动所得经验值、个人经验值名次

3.2 PC端（线下）教学组织管理平台

在教学或培训过程中，通过基于网络传输协议的教师站管理系统，教师可以完成课前计划组织、课中实时监控、课后成绩统计等各种教学活动。丰富、方便、实用的教师站功能，是仿真机系统能力得以发挥的重要手段，在仿真课堂中，教师可以使用鼠标方便地完成各种对仿真机的控制和监视。教师站管理系统的功能模块需包括：

大厅管理：显示系统的相关信息，包括有培训规模和实际连接的学员站台数等。

策略管理：包括有考试策略、培训策略、权限策略、事故管理和思考题管理等5个功能。

运行管理：包括项目终止与交卷、仿真系统冻结与解冻、变量监视、事故监视、浏览成绩单、查看详细评分、查看报告、考核管理、临时故障设置、存储与加载快门、手动补时等功能。

显示设置：包括设置服务器所连接的最大人数、服务器的名称、是否启用培训室学员名单、设置实时监控表格中显示的学生信息等功能。

视图：该模块用于调整培训室在教师站中的显示模式，即详细信息或缩略图模式。

成绩统计：在教学、培训和考试过程中，可以查看某个学生的单个成绩单以及带有操作步骤的详细成绩单，查看学生的历史成绩。统计参加考试和培训的所有学生成绩。

★要求能够查看学习参与人数、学员实时操作成绩、学习时长、学习成绩分布、学习平均成绩等。

3.3 客户端管理平台

可以管理所有本地安装的仿真软件的启动运行。

（四）软件系统功能需求

1.  系统登录：可以输入学员姓名和学号，选择单机模式或局域网模式运行，进入仿真系统。

2.  高级配置：可以根据需要预先设置软件运行后的画面在屏幕上的显示比例，包括：画面填充整个屏幕、原始画面大小、适合屏幕的最佳画面。

3.  培训参数选择：可以选择不同的培训工艺、培训项目

4.  当前信息总揽：可以查看当前运行的学员站软件当前工艺、操作模式。

5.  重做当前任务：将学员站软件模型数据、评分初始化。

6.  内置自动快门：软件后台在本地每隔3分钟自动保存操作进度文件，以配合教师站软件的加载快门功能，用于学员机意外重启、断电、蓝屏等异常时，可形成培训或考试的应急处理预案。

7.  系统冻结/解冻：在任何时间都可以暂停/继续运行仿真系统。

8.  变量监视：可以对仿真系统温度、液位、压力、流量、阀门开度等变量的实时数据进行监视，并查看上述数据波动范围的上限和下限。

9.  仿真时钟设置：根据需要加快或者减慢数据运算的速率，实现在25%——2000% 范围内的无限制调节。

10.  评分自动提示 ：满足条件的单操作步骤显示在小窗口画面。单步操作提示框体可以随意拖动位置，设置窗口透明度、字体和颜色；

11.  操作评价功能：操作评分系统全程跟踪学员操作过程，记录工艺仿真每一步的操作痕迹，双向推理操作与和组态结果，依据操作规程知识库对步骤顺序和工艺指标进行评分，对工艺仿真的具体实现方法给予指导性的操作说明；

其主要功能有：

（1）  根据装置操作规程和技能操作经验设计了步骤评分和对应评分描述，实现了操作步骤的在线指导。

（2）  根据设备操作要求和工艺参数要求设计了质量评分和对应评分描述，实现了操作质量的在线指导。

（3）  对普通操作步骤、指标质量控制、操作规程、操作时机等进行监控评定。

（4）  当重要指标控制严重超标时惩罚性扣分。

（5）  当操作规程上面出现严重错误时惩罚性扣分。

（6）  评分自动提示：显示接下来的操作步骤，在线指导学员操作。

（7）  操作成绩单：支持学员操作总成绩、细化步骤得分情况的浏览、保存、打印等功能。

★要求提供教学指导说明书

1

套

2

化工过程安全分析教学服务系统

（一）总体建设要求

1.1 建设背景要求

“化工过程安全分析教学服务系统”需以《危险与可操作性分析应用导则》(原安监总局AQ/ T3049-2013) 文件为依据，结合化工企业安全生产需求，进行软件开发。软件以培养化工复合操作型人才为目标，由浅入深、分层递进。学员通过学习化工基础知识，并依托化工实验装置场景模型，掌握HAZOP分析方法并树立安全风险意识。

教学服务系统需以推进现代信息技术与实验教学项目深度融合、拓展实验内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平为目标，需采用U3D软件开发引擎，结合真实的工业装置原型，构建包含HAZOP会议室、中控室、生产装置的3D虚拟场景，配合工艺DCS监控操作画面以及3D特效，模拟HAZOP分析过程，串联事故剧情及风险评估等内容的情景体验式教学，具有很强的沉浸感。

1.2 教学内容要求

教学内容需包含典型化工单元的工艺、设备、仪表等化工基础知识内容；HAZOP专业术语；HAZOP分析流程和分析步骤的内容；HAZOP表格审核内容；HAZOP起源、意义等内容。整体内容要求知识覆盖面广，专业针对性强，符合现代化中职院校教学理念。

（1）满足化工企业安全人才培养的需求。软件需包含系统化的安全专业知识内容，能让学生解决工程中存在的实际问题，掌握HAZOP分析的运作流程，提升学生逻辑推理的能力，培养知工艺、懂安全、精技术、会管理的化工复合型人才。

（2）满足学校专业课程建设要求。需以化工安全知识应用为重点，将安全理论应用到实践中去，以此体现出化工教育具有特色的、开放性的和共享型的专业教学课程体系。

1.3 包含模块要求

软件需包含“离心泵单元HAZOP偏离分析”、“离心泵单元HAZOP偏离分析演练”和“精馏塔单元HAZOP偏离分析”三大内容模块。

1.4 工艺内容要求

1.4.1离心泵单元工艺路线说明

上游装置来的约40℃甲醇，经调节阀LV101进入甲醇缓冲罐罐V101，罐液位由液位控制器LIC101通过调节V101的进料量来控制；罐内压力由PIC101分程控制，PV101A、PV101B分别调节进入V101和出V101的氮气量,从而保持罐压恒定在0.5MPA(表)。罐内甲醇由泵P101A/B抽出,泵出口流量在流量调节器FIC101的控制下输送到下游装置。

1.4.2精馏塔单元工艺路线说明

该流程是利用精馏方法，在脱丁烷塔中将丁烷从脱丙烷塔釜混合物中分离出来。精馏是将液体混合物部分气化，利用其中各组分相对挥发度的不同，通过液相和气相间的质量传递来实现对混合物分离。本装置中将脱丙烷塔釜混合物部分气化，由于丁烷的沸点较低，即其挥发度较高，故丁烷易于从液相中气化出来，再将气化的蒸汽冷凝，可得到丁烷组成高于原料的混合物，经过多次气化冷凝，即可达到分离混合物中丁烷的目的。

原料为67.8℃脱丙烷塔的釜液(主要有C4、C5、C6、C7等)，由脱丁烷塔(DA-405)的第16块板进料(全塔共32块板),进料量由流量控制器FIC101控制。灵敏板温度由调节器TC101通过调节再沸器加热蒸汽的流量,来控制提馏段灵敏板温度，从而控制丁烷的分离质量。

脱丁烷塔塔釜液（主要为C5以上馏分）一部分作为产品采出，一部分经再沸器(EA-418A、B)部分汽化为蒸汽从塔底上升。塔釜的液位和塔釜产品采出量由LC101和FC102组成的串级控制器控制。再沸器采用低压蒸汽加热。塔釜蒸汽缓冲罐（FA－414）液位由液位控制器LC102调节底部采出量控制。

塔顶的上升蒸汽（C4馏分和少量C5馏分）经塔顶冷凝器（EA-419）全部冷凝成液体，该冷凝液靠位差流入回流罐（FA-408）。塔顶压力PC102采用分程控制：在正常的压力波动下，通过调节塔顶冷凝器的冷却水量来调节压力，当压力超高时，压力报警系统发出报警信号，PC102调节塔顶至回流罐的排气量来控制塔顶压力调节气相出料。操作压力4.25ATM (表压)，高压控制器PC101将调节回流罐的气相排放量，来控制塔内压力稳定。冷凝器以冷却水为载热体。回流罐液位由液位控制器LC103调节塔顶产品采出量来维持恒定。回流罐中的液体一部分作为塔顶产品送下一工序，另一部分液体由回流泵(GA-412A、B)送回塔顶做为回流，回流量由流量控制器FC104控制。

1.5 设备要求

1.5.1离心泵单元涉及到的主要设备

缓冲罐V101、离心泵P101A/B。

1.5.2精馏塔单元涉及到的主要设备

脱丁烷塔DA405、脱丁烷塔回流罐FA408、蒸汽凝液罐FA414、脱丁烷塔再沸器DA408、脱丁烷塔冷凝器EA419、脱丁烷塔回流泵GA-412A/B。

（二）培训内容要求

2.1 离心泵单元HAZOP偏离分析模块要求

该模块主要目的是让学员熟悉化工 HAZOP 分析的全流程，对标实际企业中HAZOP 分析会议流程，具体包括“事故后果分析”、“风险分析”、“HAZOP表格审核”3 个阶段。要求该模块满足学校专业课程建设要求，最终形成化工HAZOP分析闭环管理思维。

★在“离心泵单元HAZOP偏离分析”中，需以典型化工单元为基础，开发不少于 5个偏离分析任务。要求每个偏离分析任务都具备“事故后果分析”、“风险分析”和“HAZOP表格审核”3部分内容，最终形成HAZOP分析表格。

（1） 事故后果分析

该部分主要通过模拟实际HAZOP分析会议，对典型的化工单元异常工况导致的事故后果进行分析，并且从多个维度对事故后果的严重性进行判定，初步树立学员的安全风险意识。

★要求具备集成 HAZOP 分析中所需要的技术资料，包含：PID 图、工艺路线、设备一览表、MSDS、风险矩阵及说明等。

（2）风险分析

该部分内容主要是按照HAZOP分析流程进行分析，包括事故原因及对应的保护层分析和降低后风险计算相关内容。通过情景化任务，串联事故剧情，形成HAZOP分析表格，强化学员风险辨识能力。

★要求软件具备风险分析的全部过程，过程具体包括原因识别、原因可能性的判定、安全措施的添加、剩余风险的计算、建议措施的添加等，最终形成HAZOP分析表。

★要求软件具备HAZOP 分析团队各角色推进式互动和对话，设计人物对话需有实时记录功能，方便学员快速掌握 HAZOP 分析技巧。

（3）HAZOP表格审核

该部分主要是对HAZOP分析实验结果进行闭环检查，形成完整的HAZOP分析思路，培养出知工艺、懂安全、会管理的复合型化工人才。

2.2 离心泵单元HAZOP偏离分析演练模块要求

该部分主要目的是让学员学习使用图形化工具软件，掌握简化HAZOP分析会议的文档记录、整理，学员能够通过辅助工具生成图形化事故链并输出分析报告。

该模块基于图形化方式进行记录，为用户提供形象、直观、清晰、全面的记录功能。清晰表达危险传播的结构信息，事故剧情完整清晰，使分析结果便于阅读。有相应实现原因、偏离、后果全面记录的功能，措施和建议措施的具体位置，能计算及显示原始风险、剩余风险，偏离与偏离之间进行关联，以表达完整的事故剧情。并且能够降低使用者在 HAZOP 分析方面的经验要求，对于复杂的工艺流程，及高度关联性和耦合性的化工系统，软件应能为使用者提供清晰的记录模式，提高 HAZOP 分析工作的分析深度。

离心泵单元HAZOP偏离分析演练模块的功能要求：

①学员考试：设置原因、设置后果、添加安全措施、添加建议措施

②学员操作工具：能针对原因、偏离和后果进行选取并拖动等，对原因和后果相应的内容能够实时修改或删除

③考试帮助：查看 HAZOP 工作表、查看风险矩阵、查看设置、查看独立保护层PFD、查看工艺资料、查看其他资料、查看操作帮助

★在“离心泵单元HAZOP偏离分析演练”中，需以典型化工单元为基础，开发不少于 5个实战应用任务。要求每个实战任务都具备原因模块、后果模块与偏离模块的事故链搭建的过程，最终输出HAZOP分析表格。

2.3 精馏塔单元HAZOP偏离分析模块要求

该模块主要目的是让学员熟悉化工 HAZOP 分析的全流程，对标实际企业中HAZOP 分析会议流程，具体包括“事故后果分析”、“风险分析”、“HAZOP表格审核”3 个阶段。要求此模块满足学校专业课程建设要求，最终形成化工HAZOP分析闭环管理思维。

★在“精馏塔单元HAZOP偏离分析”中，需以典型化工单元为基础，开发不少于 1个偏离分析任务。要求每个偏离分析任务都具备“事故后果分析”、“风险分析”和“HAZOP表格审核”3部分内容，最终形成HAZOP分析表格。

（1）事故后果分析

该部分主要通过模拟实际HAZOP分析会议，对典型的化工单元异常工况导致的事故后果进行分析，并且从多个维度对事故后果的严重性进行判定，初步树立学员的安全风险意识。

★要求具备集成 HAZOP 分析中所需要的技术资料，包含：PID 图、工艺路线、设备一览表、MSDS、风险矩阵及说明等。

（2）风险分析

该部分内容主要是按照HAZOP分析流程进行分析，包括事故原因及对应的保护层分析和降低后风险计算相关内容。需通过情景化任务，串联事故剧情，形成HAZOP分析表格，强化学员风险辨识能力。

★要求软件具备风险分析的全部过程，过程具体包括原因识别、原因可能性的判定、安全措施的添加、剩余风险的计算、建议措施的添加等，最终形成HAZOP分析表。

★要求软件具备HAZOP 分析团队各角色推进式互动和对话，设计人物对话需有实时记录功能，方便学员快速掌握 HAZOP 分析技巧。

（3）HAZOP表格审核

该部分主要是对HAZOP分析实验结果进行闭环检查，形成完整的HAZOP分析思路，培养出知工艺、懂安全、会管理的复合型化工人才。

（三）教学组织与管理要求

需基于网络传输协议达到对学员站的控制与通信，可以建立培训室，实时显示学员学习状态，查看和统计成绩；可以查看每个学员的当前操作状态，管理学员名单及工况设定，组织考试、收集成绩等。

（四）重要配件功能要求

4.1 学员站功能要求

（1）仿真时钟设置（2）当前信息总览（3）重做当前任务（4）进度存盘（5）评分自动提示（6）系统退出

4.2 教师站功能要求

需基于互联网达到与学员站的控制与通信，可以进行统一的启动和控制，实时显示学员得分，查看和统计成绩；可以查看每个学员的当前操作的工艺指标；主要功能是管理学员机及工序设定，组织考试、收集成绩等管理功能。

1

套

3

MR混合现实实践教学辅助系统

（一）MR混合现实实践教学辅助系统技术参数与功能要求：

需以混合现实形式动态展示精馏塔、反应器、预热器、过热器、离心泵的运行机理，借助MR混合现实技术形式，无需借助仿真装置，无需走真实物流，即可直观感受设备内部的物流变化，构建虚实互动的典型设备认知MR教学模块，将教学实训存在的“难实施”、“难观摩”、“难再现”的知识点融入教学活动中，满足学校开展基于真实生产过程开展实训课程以及对外企业员工培训的需求。

（二）硬件运行参数

2.1 智能眼镜要求

要求提供2套MR智能眼镜，具体硬件配置要求如下：

1）内存RAM ≥4G，内部存储ROM ≥32GB；

2）CPU核心频率≥2.5GHz，视场角≧FOV52°；

3）支持蓝牙4.0以上版本，支持WIFI链接；

4）眼睛分辨率≧2K；

5）支持头部追踪、支持眼动追踪、支持语音识别；

6）使用时间≥2小时以上；

7）支持6DoF空间定位、支持空间映射实时环境网格、支持混合全息图和物理环境照片和视频；

8）支持手部追踪、能够支持双手操作模型；

2.2 5G通讯模块

要求提供1套5G通讯模块，具体硬件配置要求如下：

1）要求支持5G双频WIFI6 标准以上；

2）要求支持IEEE802.11ax或以上；

3）要求无线速率6000Mbps或以上；

4）要求工作频段支持2.4GHz、5GHz、5GHz+5GHz；

5）要求支持双频并发，2.4G频段：2×2支持IEEE 802.11ax协议，5G频段：4×4支持IEEE 802.11ax协议；

6）要求处理器≥Qualcomm IPQ5018，？络加速引擎≥1.0GHz NPU；

DRAM内存≥512MB；

7）要求支持广域网接口2500M 自适应 WAN/LAN口(Auto MDI/MDIX)、1000M自适应WAN/LAN口；

8）要求支持局域网1000Mbps LAN口；

（三）软件运行参数

借助院校已有典型设备，结合MR混合现实技术，模拟真实进料和仿真单元装置正常运行状态，呈现沉浸交互式的单元装置教学认知体验；

3.1、填料塔MR模块

3.1.1、要求借助MR混合现实技术形式，模拟装置塔内填料堆放方式及精馏塔内传质分离轻重组分机理效果；

3.1.2、要求借助MR混合现实技术形式，支撑展示装置填料塔内槽盘式分布器液体分布效果，直面塔内；

3.1.3、要求动态展示装置内部微分接触型传质机理过程，模拟两相连续接触，组成沿流动方向连续变化，模拟传质分离机理效果；

★3.1.4、要求动态展示装置内部热虹吸式再沸器的自然循环式效果，展示精馏塔塔底的液体进入再沸器被加热而部分汽化的变化过程，再沸器入口管线、出口管线汽液相混合物的整体热虹吸反应机理效果；

3.1.5、要求动态展示装置内部蒸汽气相冷凝形成过程及现象过程；

★3.1.6、要求动态展示装置内部除沫器、液体分布器、填料层部件、液体再分布器、填料支撑板部件、塔釜部件、热虹吸再沸器部的内部结构，展示结构的内件数量不少于7个，并且支持以文字、射线标明此部件名称及位置。支持以自然手势交互形式进行放大、缩小、旋转、抓取等交互式的实践认知；

3.2、立式管壳式换热器MR模块

3.2.1、换热器管程介质为液相冷物料，壳程介质为气相热物料。管程和壳程内介质进行热交换，并均有相变。要求展示装置内部换热器内部冷热物流的相变变化变化过程；

3.2.2、要求展示装置内部换热器内部冷热物流的温度变化过程；

3.2.3、要求动态展示装置内部低压蒸汽换热后冷凝过程；

3.2.4、要求动态展示装置内部传热形式微观现象；

★3.2.5、要求动态展示装置内部封头和筒体部件结构、防冲板部件结构、管束部件结构、管板部件结构的内部结构，展示结构的内件数量不少于4个，并且支持以文字、射线标明此部件名称及位置。支持以自然手势交互形式进行放大、缩小、旋转、抓取等交互式的实践认知；

3.3、卧式管壳式换热器MR模块

3.3.1、换热器管程介质为液相冷物料，壳程介质为气相热物料。管程和壳程内介质进行热交换，不产生相变。

3.3.2、要求展示装置内部反应物料换热器内部冷热物流的状态变化过程；

3.3.3、要求展示装置内部反应物料换热器内部冷热物流的温度反应变化过程；

3.3.4、要求动态展示装置内部换热器传热形式微观现象，借助MR混合现实技术形式，沉浸、交互式直观感知预热过程内部的微观反应状况；

★3.3.5、要求动态展示装置内部封头和筒体部件结构、防冲板部件结构、管束部件结构、管板部件、折流板部件、定距管部件的结构的内部结构，展示结构的内件数量不少于6个，并且支持以文字、射线标明此部件名称及位置。支持以自然手势交互形式进行放大、缩小、旋转、抓取等交互式的实践认知；

3.4、固定床反应器MR模块

3.4.1、要求展示反应器内部反应过程，动态展示将固体催化剂或固体反应物形成一定高度的堆积床层，气体或液体物料通过颗粒间隙流过静止固定床层的同时，实现反应过程和温度；

3.4.2、要求动态展示装置内部生成主反应分子变化微观现象，沉浸、交互式感知装置内部生成主反应分子微观反应机理，同时支持自然手势交互抓取反应分子；

3.4.3、要求动态展示装置内部生成副反应分子变化微观现象，沉浸、交互式感知生成副反应分子微观反应机理，同时支持自然手势交互抓取反应分子；

★3.4.4、要求动态展示爆破片内件、进料缓冲器部件、分配盘部件结构、惰性瓷球部件、催化剂床层部件、不锈钢筛网部件、催化剂支撑板部件的内部结构，展示结构的内件数量不少于7个，并且支持以文字、射线标明此部件名称及位置。支持以自然手势交互形式进行放大、缩小、旋转、抓取等交互式的实践认知；

3.5、离心泵MR模块

3.5.1、要求展示离心泵叶轮运行状态，动态模拟叶轮正常旋转时，叶轮表面流体流动状态；

3.5.2、要求展示离心泵开车憋压过程，按照岗位标准开车步骤，实现动态模拟离心泵单元开车环境复现，自然手势交互完成重复性开车实践；

★3.5.3、要求动态展示电机部件、泵体部件、机械密封部件、挡油环部件、叶轮部件的内部结构，展示结构的内件数量不少于5个，并且支持以文字、射线标明此部件名称及位置。支持以自然手势交互形式进行放大、缩小、旋转、抓取等交互式的实践认知；

1

套

4

化工单元设备拆装软件

一、素材库基本内容要求：

1、包含模块：

1）化工单元设备拆装软件

2、简要内容：

化工单元设备拆装需适合于化工生产技术、化工工艺等课程教学过程。学员可以通过交互体验虚拟装配过程，学习设备内部结构、选型、原理及设备维护知识。提高学生对化工单元设备的感性认识,培养学生创新精神和实践能力。

二、培训内容要求：

1、需精选典型化工单元设备，采用3D和多媒体技术动态展示该单元设备的外部形态、内部结构、设备选型等技术，并可以互动进行设备的拆装。要求素材涵盖13个典型化工设备，包含U型换热器、板式换热器、板式塔、薄膜蒸发器、萃取塔、浮头式换热器、固定床反应器、过滤器、间歇反应釜、离心泵、流化床、疏水阀、设备等设备。

★2、要求设备虚拟装配过程可实现一键拆解、一键装配，设备零部件可360°独立旋转。

3、要求设备具备复位功能，可聚焦操作视角，内置化工设备设备选型等知识点。

三、系统功能要求：

1、概述：3D虚拟现实场景模型要求由主流的三维软件3DMAX生成的模型进行导入，以求最大程度上保持场景与实际装置的一致性。可通过3D技术动态展示该单元设备的外部形态、内部结构、设备选型等设备内容。

2、功能

（1）设备全角度旋转：设备的装配环境需支持360度旋转和实时渲染，用户可随时从不同的角度观察设备的装配情况。

（2）结构展示：该功能可以将设备自动拆解，并用标签标出各个部件的名称，方便学生从宏观学习设备的结构。

（3）组件拖拽：需支持组件在场景中的自由拖拽移动。

（4）理论知识讲解：软件需对设备的选型详细进行课件的介绍，方便学员理解。并且应内置设备的检修资料拓展学习内容。

（5）一键拆装：要求按照序列，展示设备内部零部件，形式上将设备剖开，并可按照序列对零部件进行装配。可逐一展示设备的内部结构，展示过程需有人工配音讲解及文字说明信息，零部件名称可高亮注解。

1

套

5

教学运行与管理平台

1、学运行与管理系统

1.1学练模块

需支持学生通过登录系统后，随时随地、自主性的完成课程的学习、虚拟仿真练习、刷题练习等学习（培训）类应用场景，最终通过统计模块进行学练数据的统计，提供教学（培训）管理数据支撑。

（1）自主练仿真

1）要求支持学生登录系统后可直接在系统中看到可使用的全部仿真软件，要求支持直接通过系统启动仿真软件进行练习。

2）要求支持学生自主性学习仿真软件过程中，支持通过配套学习、帮助资料，辅助学生完成仿真软件内容的预习和练习操作。

3）要求虚拟仿真软件客户端支持自动版本检测和自动升级功能，降低院校维护难度。

4）要求支持在线监控及数据统计，通过网络可实时监控学生的仿真练习情况，也可对仿真练习历史数据进行数据统计分析，对实训和培训管理业务提供数据支撑。

（2）自主学课程

1）要求支持学生登录系统后，可根据功能模块查看全部可使用的全部课程内容，并且支持从系统直接进入课程内容或虚拟仿真软件，进行自主性学习。

2）要求支持学生自主性学习课程过程中，支持通过配套学习、帮助资料，辅助学生完成课程内容的预习和练习操作。

3）要求系统课程模块支持主流多媒体课件资源（如视频、音频、OFFICE、PDF、图片等），保证学习过程的流畅度和教学资源的安全性。

4）要求支持在线监控及数据统计，通过网络可实时监控所有学生的课程学习情况等，也可对历史数据进行数据统计分析，对教学（培训）管理业务提供数据支撑。

（3）自主练题库

1）要求支持学生自主性的刷题练习，题目类型支持单选题、多选题、判断题、填空题、问答题等多种题型，针对答题内容实时、客观进行自动评分，形成教学（培训）过程中的正循环和正反馈，激发学生学习兴趣。

★2）要求该系统必须支持错题本功能，支持多维度的错题统计，如闯关答题、题库练习、每周一练、章节练习、阶段测试、模拟测验等，同时支持错题重做功能，对学生（学员）易错题目进行统计和汇总，针对性的进行梳理、统计和巩固提升，提升刷题练习的提升效果。

1.2 考评模块

需以实现电子化、多媒体化、试题多样化且更安全高效的考试为目标，支持学生线上考试，解决在线快速参加考试的需求。教师可以通过题库管理、试卷管理、题型管理等方式来组织管理考试，并对学生的考试情况进行实时监控。

（1）章节测验

要求支持组建课程设定考核内容，对学生（学员）自学课程内容掌握情况进行摸查。

（2）理论考试

1）要求支持理论考试，支持学生登录系统后即可快速参加考试，教学（培训）教师可以通过考评管理来组织创建、跟踪、管理考试，并对学生的考试情况进行实时监控。

2）理论试卷需支持信息化，附件应能够包含视频，WORD、EXCEL、PPT、TXT文档和图片等多媒体元素，以实现传统纸质试卷无法比拟的效果，并可通过多项防舞弊设置和容错机制实现考试的安全性。

（3）仿真考试

要求支持仿真考试，支持学生（学员）登录系统后即可快速参加考试，教学（培训）教师可以通过考评管理来组织创建、跟踪、管理考试，并对学生（学员）的考试情况进行实时监控。

（4）问卷调查

要求支持通问卷调查的形式进行各类调研和评估工作，支持自动完成调研和评估结果的统计分析，减轻传统调查的工作量。

1.3管理模块

需支持对教学（培训）过程中的核心资源进行管理，主要包括课程资源、题库资源、仿真资源、等进行集中管控授权，便于分析统计与推动培训业务的开展应用。

（1）课程管理

要求支持课程资源管理，适应院校（企业）人才培养教学院系课程体系，自主创建课程资源。

（2）仿真管理

要求支持仿真资源管理，支持批量上传已有仿真资源和操作辅导手册，轻松统一管理已有仿真资源。

（3）题库管理

要求支持题库资源管理，支持不同类型、不同题型的自定义题库创建和管理，支持快捷导入导出，方便教学（培训）教师针对性的创建题库资源。

（4）资源库管理

要求支持搭建院校（企业）自有资源库，可留存宝贵经验，轻松上传、分享，将经验文件、视频、音频、文档、微课件等宝贵经验存储到加密的资源库，避免经验流失。

（5）系统管理

1）要求支持系统进行系统管理，支持人员注册、人员管理、机构管理、安全设置、日志管理、通知公告、系统配置等系统常用管理通能。

2）要求能够根据本校需求，按照新建、修改、删除、添加学习培训人员并且支持针对学生（学员）添加照片设置，能够批量导入EXCEL的方式，导入学习培训人员，并且能够根据导入结果反馈导入状态。

3）要求能够支持查看，系统操作数据变化，以日志的形式记录对应操作，方便后期维护、管理。

1.4数据统计模块

为了让院校教学（培训）教师更清晰地了解目前教学（培训）整体状况，数据统计模块要求能够支持资源应用统计、考核统计等多个教学（培训）维度数据统计，进而对下一步的教学（培训）建设方向提供数据支撑。

（1）资源分析报告

要求支持教学资源类数据统计，能够根据已上线发布的课程、题库、仿真软件、学习资料等多维度的教学资源进行学习情况的统计，方便教学（培训）教师和院校管理人员进行整体资源应用价值评估提供数据基础。

（2）教学（培训）组织情况报告

要求支持各类考核数据统计，能够根据理论考试、仿真考试等多维度进行不同管理维度的参考情况进行统计，方便针对考核效果进行科学教改提供数据支撑基础。

2、服务支撑模块

2.1运营维护保障服务（1年）

由投标人和生产厂商协助学校为本项目内容建设、系统维护等方面提供运营服务支撑，能够对本项目运行数据进行分析和总结，协助学校定期提供多维度的运营报告，为后续培训活动开展提供决策服务，助力实训工作更高效的运转。

2.2安全保障服务（1年）

由投标人和生产厂商协助学校为本项目提供以下系统安全保障服务1年。

（1）系统安全要求

1）要求支持模块化设计，支持本校的后期培训业务变化与迭代升级，支持额外的定制化扩展对接。

2）要求此项目具备详细的系统日志机制，能够快速地定位和分析、解决随时出现的问题。

3）系统为了保证数据库的安全可靠，要求提供完善的数据库备份机制。

（2）系统应用安全要求

1）要求支持用户可根据需要通过修改IIS配置，实现对登录IP、时间段、连接数、目录访问、智慧实训基地一体化管理平台谓词等方面的控制。

2）要求支持HTTPS协议，所有浏览器与服务器之间的通信都被加密，防止传输数据的泄漏、篡改。

3）要求支持数据防止盗链：系统对所有的请求进行过滤，仅允许来源合法的请求。

4）要求支持SQL注入防护：系统对所有请求的数据进行过滤，剔除不安全的数据。

5）要求支持跨域访问控制，仅允许合法跨域访问。

6）要求支持智慧实训基地一体化管理平台 HOST漏洞防护，服务端对请求的HOST信息进行验证，防止非法请求。

7）要求支持XSS防护，对网站请求的数据进行过滤，对数据展示进行控制，防止XSS。

8）要求支持安全审计，对所有的操作、请求进行记录分析。

9）要求支持服务分割，支持将主业务与辅助业务系统进行分割，辅助业务系统的异常不直接影响主业务系统。

（3）系统资源安全要求

1）要求支持课程、题库等资源防下载，服务器端及客户端所有资源的访问链接均设置权限认证，杜绝非法恶意下载与传播。

2）要求全局水印防录屏传播，客户端所有页面进行模糊水印处理，当发生资源泄密或  恶意传播时做到有据可查。

3）缓存数据和敏感信息进行加密处理，系统要求对所有的缓存数据和个人敏感信息（如手机号、身份证号等）在前端、服务器、数据库三个层级中进行加密处理，杜绝恶意窃取。

4）要求支持暴力破解防护，支持用户密码安全策略、多次错误密码锁定账号、验证码验证机制（服务端+客户端同时验证）等。

5）要求支持协助学校进行系统完善升级及定期升级部署、各种安全补丁的升级安装工作等。

6）要求支持协助学校进行规范计算机终端软件安装标准化工作。

（4）系统日常应用服务要求

由投标人和生产厂家为本项目运行过程中的维护工作提供专业的技术保障，满足本项目软、硬件的维护要求、信息资源高效、可靠和安全运行的要求。

1）要求提供7*24小时系统日常应用咨询服务要求支持（资源上传问题、系统使用问题、数据差异问题、性能报警问题等）。

2）要求提供7*24小时的故障应急远程支持，如遇紧急故障远程无法解决，48小时内到达现场应急处理。

3）要求提供系统应用分析、临时/紧急故障解决。

1

套

6

双塔精馏工艺情景化云仿真教学软件

1.软件基本要求

1.1 软件内容

双塔精馏工艺云仿真软件需以双塔精馏实物仿真装置为原型，模拟双塔精馏装置中厂区漫游、认识学习、危险源辨识、设备拆装、生产实习的个环节模块，通过三维场景建造真实系统相似的情景化系统，实现在三维仿真场景中的设备和工艺认知、岗位工作过程认知及精馏过程演练的推演和复盘。满足用户不进工厂就能实际了解化工生产装置的生产和操作过程。

1.2 包含模块要求

双塔精馏工艺云仿真软件项目应包含以下内容模块：

厂区漫游

认识学习

危险源辨识

设备拆装

生产实习

2.培训内容要求

双塔精馏工艺云仿真软件应是一个知识点覆盖面广，与实际实训结合紧密且可操作性强的虚拟实训软件。学员通过学习，能够了解双塔精馏生产中合成区、火炬、气体回收、产品罐区、装配区、精制区、中控室等岗位相关知识，熟悉双塔精馏布局，掌握离心泵、换热器、板式塔、压缩机、涡轮流量计等设备、工艺参数要求及设备结构原理，了解双塔精馏过程及处置方法。

软件应具备“浏览模式”、“练习模式”和”考核模式”三种模式，从培训内容上能将双塔精馏工艺实训培训分为认识实训、安全实训及生产实训，从不同的层次对学员进行培训及考核。

2.1“浏览模式”-认知实训内容要求

该部分主要目的是，帮助学员通过在线虚拟认识仿真实训，掌握装置的安全规章、认识学习，主要设备的结构，了解双塔精馏的岗位职责和日常工作内容，为将来工作中灵活运用所学的理论知识分析、解决实际生产问题打好基础。

认知实训应满足情景化，任务化教学要求，需涵盖以下内容：

1）厂区漫游

2）安全认知

3）工艺认知

4）设备认知

5）总结分享

2.2“练习模式”-安全工艺实训内容要求

该部分主要目的是，帮助学员在线虚拟双塔精馏装置中进行的仿真实习，学习双塔精馏装置的日常巡检工作内容，以及安全类、工艺类实训学习，为将来工作中灵活运用所学的理论知识分析、解决实际生产问题打好基础。

认知实训应满足情景化，任务化教学要求，需涵盖以下内容：

1）巡检准备

2）安全类

3）工艺类

4）模拟考核

6）总结分享

2.3“考核模式”-综合实训内容要求

该部分主要目的是，帮助学员学习双塔精馏工艺方法，通过设备拆装、生产学习检验学员对双塔精馏工艺生产能力。

认知实训应满足情景化，任务化教学要求，需涵盖以下内容：

1）系统加压

2）流量控制

3）内部置换

4）精馏完成

5）总结分享

3.系统功能要求

在技术架构上，双塔精馏工艺云仿真软件项目项目应采用unity成熟技术进行开发，具有稳定性好，开发效率高、展现效果真实等优点。多种部署模式，该互动项目即可单独作为培训内容满足教师教学任务。

1）三维实景：真实场景拍摄和虚拟场景结合，可360 度全方位自主的浏览场景。

2）执行虚拟任务：

该系统应具有调度页面、警示框、文字讲解框、状态显示框、数值显示框等功能界面；

应具有场景切换、原理动态演示、参数输入等交互功能；

系统内嵌提示帮助机制：需在操作界面中，设计文本提示框等信息，设置帮助文档，浮动显示提示文字。

3）任务结果判定：系统应根据学生操作任务的过程以及操作数据，对学生本次实训的成绩进行计算，并将实训数据上传到后台，记录在学生的实训成绩列表中。

4）后台系统管理:要求实现在WEB管理端，管理员可以进入后台对系统基础数据进行管理，管理机构、人员、权限等信息，查看和管理系统日志等。

5）VR实训成绩管理：要求实现学生可以查看个人的实训成绩记录、老师可以对所管理学生的实训成绩进行查询、管理员可以对学生的实训成绩进行查看、删除等操作。

6）热点链接: 要求实现场景之间的对接和互通。

7）地图功能：要求可以通过导航小地图，实现方便的位置快速跳转

8）点位功能：地图上应给出各应用场景的明确标识。

9）智能引导：要求实现可以根据操作内容进行引导式的帮助，帮助学生快速学习软件操作

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桌面式VR操作一体机（教师端）

一、桌面三维交互模块

▲1.要求设备一体式设计，内置至少四组红外相机组成光学追踪系统内置于一体机内，光学跟踪相机直观可见水平放置，至少具备四个红外光源，无外部连接线路。【提供具有CMA或CNAS资质的第三方检测机构出具的检测报告复印件，并加盖生产厂商公章】

▲2.要求支架一体式内置于设备；具有免标定、吸合式（Pogopin）图像信号融合接口；【提供具有CMA或CNAS资质的第三方检测机构出具的检测报告复印件，并加盖制生产厂商公章】

▲3. 至少提供提供 Unity3d、OpenGL、Ue4、WebGL 等常见开发平台的 SDK，支持二次开发:SDK 支持≥两支空间交互笔。【提供具有CMA或CNAS资质的第三方检测机构出具的检测报告复印件，并加盖生产厂商公章】

4.要求 SDK支持免编译自动生成配置文件启动web浏览器3D立体可视化.

5.要求支持3D视差调节，支持AR及XR投屏后副屏场景视角不改变。

6.要求支持2D/3D显示动态或手动切换，3D 跟踪眼镜具有不少于 5 个与显示器上的跟踪器配合使用的反光点来实现头部跟踪功能，系统只须识别3个点或以上即可准确判断眼镜所在位置，从而根据眼镜视角的不同来转换不同视角下的显示内容.

7. 要求显示尺寸不小于24英寸，具有帧连续1920*1080@120Hz、屏幕比例16:9的帧率3D偏振立体效果，可视角度不低于170/160°，点距不高于0.277mm，亮度不低于400cd/㎡，对比度不低于 1000:1，跟踪系统支持窗口/全屏 3D，具有至少5W4欧两个内置喇叭，整机配置非OPS拔插式电脑；整机屏幕具备钢化玻璃，表面硬度≥6H，透光率不低于 90%。

▲8.应具有内置式AI手势识别芯片，非外接第三方模组，支持三维模型转动；应具有NFC近场通讯接口。【提供具有CMA或CNAS资质的第三方检测机构出具的检测报告复印件，并加盖生产厂商公章】

9.要求整机支持不少于五种交互方式，包括语音交互、键鼠交互、空间六自由度笔交互、触摸压感交互功能、手势识别交互功能；

10. 为保证书写流畅，压感书写延迟需不高于85ms，整机屏幕触摸精度需达到 1mm；

11. 六自由度交互笔支持以下性能： 

1）功能满足：

要求包含一根USB线缆，无电池，不需要充电；需具有至少三个逻辑操作按键，一个RGB指灯及一个力反馈震动马达及一个六自由度惯性测量芯片；需具备3个自由度坐标轴移动、3个自由度坐标轴转动。

2）旋转精度至少满足：

绕X轴旋转精度：≤0.1°，绕Y轴旋转精度：≤0.1°

3）定位至少满足精度：

X轴精度：±1mm，Y轴精度：±1mm，Z轴精度：±1mm。

4）解析度至少满足：

X轴解析度：≤1mm，Y轴解析度：≤1mm，Z轴解析度：≤1mm。

12.需提供屏偏振式3D跟踪眼镜一副，需具备≥5个光学反光标志物。需提供3D观看眼镜一副，3D 眼镜无需配对及充电，不少于0.6mm厚度，透光率不小于40%。

▲13.要求SDK及硬件系统支持两支交互笔同时操作3D软件并多人同时观看3D效果。【提供具有CMA或CNAS资质的第三方检测机构出具的检测报告复印件，并加盖生产厂商公章】

14.要求在局域网内支持至少2台设备在同一个应用场景中进行协同操作。协同操作至少包括对应用场景的同一个模型进行移动和旋转操作并观看场景3D立体效果。

15.要求整机接口不少于：5个USB3.0接口、1个Type C数据通讯口、内置2个120Hz 3D 信号miniDP输出口、1个HDMI输出口，1个120Hz 3D信号输入口，1个SPDIF-OUT同轴光纤音频口；

16.要求提供不低于Windows 10正版系统，设备背面清晰可见微软正版系统防伪标签，计算机性能不低于：INTEL I7-12700/32GB DDR5内存/1TB SSD/ 8GB DDR6独立专业显卡，芯片组性能不低于H670规格；支持蓝牙5.0，WIFI6，提供至少2个内置扬声器。

17.主板性能要求：支持最高8路- USB 3.2 Gen 1x1 (5Gb/s)接口、温控降频、支持非节能模式下定时开机，远程开机功能，BIOS系统上电开机。支持内存超频、支持PCI快速存储技术。内置至少一个整机级别的PWM控制功能的散热风扇；

18.要求支持H.264 MVC编码器、左右、上下、帧连续等常见3D格式、支持左右替换，支持开启3D文件获取信息、支持行交错、列交错、实景立体、包括红蓝绿纯色算法内的至少10种算法；支至少提供古典乐在内的15种音效；支持对亮度、对比度、饱和度、颜色控制；支持包括Segoe UI、Verdana等超过100种字体的变换；支持5秒为单元的快进搜索及跳转。支持内置设置定位置最小化、自动旋转画面到图像的水平和垂直尺寸；支持搜索信息：解码器类型，输入输出格式、尺寸、音频解码、采样率等。

19.要求具有可优化自检系统，支持实时监控VR软件硬件运行装调，至少支持5项关键数据并以不同颜色绘制在同一张表格中；支持设置1秒、2秒、5秒等至少5项监测间隔；支持本地USB协议、tcp/ip协议、串口232/485、http协议提示及报送预警及监测信息；支持本地报告数据保存；支持现实Max最大值及实时数值；支持设置系统自动启动。

二、应用管理平台软件

1.要求支持一键启动应用软件、一键更新、一键下载等操作。

2.要求采用C/S架构，方便客户维护。

3.要求可浏览云端服务器软件清单，支持界面数据刷新功能，支持下载进度条可视化。

4.要求可显示已认证的相关应用软件和后台服务等信息，包括应用名称、应用介绍、版本号等重要信息。

5.要求支持提示所有已认证软件证书状态，包括已激活、已过期重要信息，方便用户查询。

三、应用辅助软件

1.要求包含人体解剖示例软件：包含肌肉、神经、血管、骨头等介绍；支持佩戴3D偏振眼镜观看模型的3D细节，支持六自由度交互笔、键鼠、触控对模型细节进行拆分;

2.要求包含V6发动机拆装：发动机所有零件至少包含100个可拆分零件，使用交互笔可以显示每个零件名字，支持佩戴3D偏振眼镜观看模型的3D细节，支持放大、缩小、爆炸、复原、移动；支持六自由度交互笔、键鼠、触控对模型细节进行拆分;

3.要求包含恐龙科普图鉴：包含至少15个种类恐龙，支持恐龙放大及缩小、恐龙名字描述、恐龙生活习性描述；支持佩戴3D偏振眼镜观看模型的3D细节，支持声音播放，支持六自由度交互笔、键鼠、触控对模型进行交互;

4.要求包含太阳系八大行星科普软件：包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星；每个星球有相应的文字介绍；支持佩戴3D偏振眼镜观看模型的3D细节，支持声音播放，支持六自由度交互笔、键鼠、触控对模型进行交互;

5.要求包含智慧教室软件：包含七大洲代表动物动画，内含不少于6个内容软件其中包含：心脏、机械、蝴蝶、机械臂、糖果屋、地图纸等，支持佩戴3D偏振眼镜观看模型的3D细节，支持六自由度交互笔、键鼠、触控对模型进行交互;

6.要求包含钟表示例软件：包括钟表的运行原理、结构、可放置观察虚拟相机至钟表任意位置观看钟表内部结构；支持佩戴3D偏振眼镜观看模型的3D细节，支持六自由度交互笔、键鼠、触控对模型进行交互;

7.要求包含乒乓球趣味游戏：模拟仿真真实乒乓球竞赛特点，设置至少三个难度等级的AI角色，使用交互笔模拟乒乓球拍进行互动，支持佩戴3D偏振眼镜观看模型的3D细节；

1

台

8

桌面式VR操作一体机（学生端）

一、桌面三维交互模块

1.要求设备一体式设计，内置至少四组红外相机组成光学追踪系统内置于一体机内，光学跟踪相机直观可见水平放置，至少具备四个红外光源，无外部连接线路。

2.要求支架一体式内置于设备；具有免标定、吸合式（Pogopin）图像信号融合接口；

3.要求可提供Unity3d、OpenGL、Ue4、WebGL等常见开发平台的SDK，支持二次开发。

4.要求SDK支持免编译自动生成配置文件启动web浏览器3D立体可视化.

5.要求支持3D视差调节，支持AR及XR投屏后副屏场景视角不改变。

6.要求支持2D/3D显示动态或手动切换，3D 跟踪眼镜具有不少于 5 个与显示器上的跟踪器配合使用的反光点来实现头部跟踪功能，系统只须识别3个点或以上即可准确判断眼镜所在位置，从而根据眼镜视角的不同来转换不同视角下的显示内容.

7.要求显示尺寸为24英寸，具有帧连续1920*1080@120Hz、屏幕比例16:9的帧率3D偏振立体效果，可视角度不低于170/160°，点距不高于0.277mm，亮度不低于400cd/㎡，对比度不低于 1000:1，跟踪系统支持窗口/全屏 3D，具有至少5W 4欧两个内置喇叭，整机配置非OPS拔插式电脑；整机屏幕具备钢化玻璃，表面硬度≥6H，透光率不低于 90%。

8.应具有内置式AI手势识别芯片，非外接第三方模组，支持三维模型转动；应具有NFC近场通讯接口。

▲9.要求整机支持不少于五种交互方式，包括语音交互、键鼠交互、空间六自由度笔交互、触摸压感交互功能、手势识别交互功能；【提供具有CMA或CNAS资质的第三方检测机构出具的检测报告复印件，并加盖生产厂商公章】

10.为保证书写流畅，压感书写延迟需不高于85ms，整机屏幕触摸精度需达到 1mm；

11.六自由度交互笔支持以下性能：

1）功能满足：

要求包含一根USB线缆，无电池，不需要充电；需具有至少三个逻辑操作按键，一个RGB指灯及一个力反馈震动马达及一个六自由度惯性测量芯片；需具备3个自由度坐标轴移动、3个自由度坐标轴转动。

2）旋转精度至少满足：

绕X轴旋转精度：≤0.1°，绕Y轴旋转精度：≤0.1°

3）定位至少满足精度：

X轴精度：±1mm，Y轴精度：±1mm，Z轴精度：±1mm。

4）解析度至少满足：

X轴解析度：≤1mm，Y轴解析度：≤1mm，Z轴解析度：≤1mm。

12.需提供屏偏振式3D跟踪眼镜一副，需具备≥5个光学反光标志物。需提供3D观看眼镜一副，3D 眼镜无需配对及充电，不少于0.6mm厚度，透光率不小于40%。

13.要求SDK及硬件系统支持两支交互笔同时操作3D软件并多人同时观看3D效果。

▲14.要求在局域网内支持至少2台设备在同一个应用场景中进行协同操作。协同操作至少包括对应用场景的同一个模型进行移动和旋转操作并观看场景3D立体效果。【提供具有CMA或CNAS资质的第三方检测机构出具的检测报告复印件，并加盖生产厂商公章】

▲15.要求整机接口不少于：5个USB3.0接口、1个Type C数据通讯口、内置2个120Hz 3D 信号miniDP输出口、1个HDMI输出口，1个120Hz 3D信号输入口，1个SPDIF-OUT同轴光纤音频口；【提供具有CMA或CNAS资质的第三方检测机构出具的检测报告复印件，并加盖生产厂商公章】

▲16.要求提供不低于Windows 10正版系统，设备背面清晰可见微软正版系统防伪标签，计算机性能不低于：INTEL I5-12500/16GB DDR5 内存/512GB SSD/T1000 4GB 独立专业级显卡，芯片组性能不低于H670规格；【提供具有CMA或CNAS资质的第三方检测机构出具的检测报告复印件，并加盖生产厂商公章】

▲17.主板性能要求：支持最高8路- USB 3.2 Gen 1x1 (5Gb/s)接口、温控降频、支持非节能模式下定时开机，远程开机功能，BIOS系统上电开机。支持内存超频、支持PCI快速存储技术。内置至少一个整机级别的PWM控制功能的散热风扇；【提供具有CMA或CNAS资质的第三方检测机构出具的检测报告复印件，并加盖生产厂商公章】

18.要求支持H.264 MVC编码器、左右、上下、帧连续等常见3D格式、支持左右替换，支持开启3D文件获取信息、支持行交错、列交错、实景立体、包括红蓝绿纯色算法内的至少10种算法；支至少提供古典乐在内的15种音效；支持对亮度、对比度、饱和度、颜色控制；支持包括Segoe UI、Verdana等超过100种字体的变换；支持5秒为单元的快进搜索及跳转。支持内置设置固定位置最小化、自动旋转画面到图像的水平和垂直尺寸；支持搜索信息：解码器类型，输入输出格式、尺寸、音频解码、采样率等。

19.要求具有可优化自检系统，支持实时监控VR软件硬件运行装调，至少支持5项关键数据并以不同颜色绘制在同一张表格中；支持设置1秒、2秒、5秒等至少5项监测间隔；支持本地USB协议、tcp/ip协议、串口232/485、http协议提示及报送预警及监测信息；支持本地报告数据保存；支持现实Max最大值及实时数值；支持设置系统自动启动。

二、应用管理平台软件

1.要求支持一键启动应用软件、一键更新、一键下载等操作。

2.要求采用C/S架构，方便客户维护。

3.要求可浏览云端服务器软件清单，支持界面数据刷新功能，支持下载进度条可视化。

4.要求可显示已认证的所有应用软件和后台服务等信息，包括应用名称、应用介绍、版本号等重要信息。

5.要求支持提示所有已认证软件证书状态，包括已激活、已过期重要信息，方便用户查询。

三、应用辅助软件

1.要求包含人体解剖示例软件：包含肌肉、神经、血管、骨头等介绍；支持佩戴3D偏振眼镜观看模型的3D细节，支持六自由度交互笔、键鼠、触控对模型细节进行拆分;

2.要求包含V6发动机拆装：发动机所有零件至少包含100个可拆分零件，使用交互笔可以显示每个零件名字，支持佩戴3D偏振眼镜观看模型的3D细节，支持放大、缩小、爆炸、复原、移动；支持六自由度交互笔、键鼠、触控对模型细节进行拆分;

3.要求包含恐龙科普图鉴：包含至少15个种类恐龙，支持恐龙放大及缩小、恐龙名字描述、恐龙生活习性描述；支持佩戴3D偏振眼镜观看模型的3D细节，支持声音播放，支持六自由度交互笔、键鼠、触控对模型进行交互;

4.要求包含太阳系八大行星科普软件：包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星；每个星球有相应的文字介绍；支持佩戴3D偏振眼镜观看模型的3D细节，支持声音播放，支持六自由度交互笔、键鼠、触控对模型进行交互;

5.要求包含智慧教室软件：包含七大洲代表动物动画，内含不少于6个内容软件其中包含：心脏、机械、蝴蝶、机械臂、糖果屋、地图纸等，支持佩戴3D偏振眼镜观看模型的3D细节，支持六自由度交互笔、键鼠、触控对模型进行交互;

6.要求包含钟表示例软件：包括钟表的运行原理、结构、可放置观察虚拟相机至钟表任意位置观看钟表内部结构；支持佩戴3D偏振眼镜观看模型的3D细节，支持六自由度交互笔、键鼠、触控对模型进行交互;

7.要求包含乒乓球趣味游戏：模拟仿真真实乒乓球竞赛特点，设置至少三个难度等级的AI角色，使用交互笔模拟乒乓球拍进行互动，支持佩戴3D偏振眼镜观看模型的3D细节；

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台

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AR增强现实系统

AR增强现实分享软件：

1、要求可一键设置屏幕多屏连接模式，包括扩展和复制模式；可将3D VR实验一体机与互动大屏（或投影显示设备）连接达到虚拟现实交互场景；

2、要求可自由切换VR桌面显示画面及摄像头拍摄画面达到虚拟增强现实，可让学生通过互动大屏（或投影显示设备）裸眼观看到AR场景。                               

3、要求传输过程可以是网络传输TCP/UDP、也可以是本地传输； 需要进对相机与屏幕之间进行空间标定后使用，标定过程需至少提供9个以上标准二维图像，不接受相机图像信号与虚拟场景纹理简单贴图；可对画面截图存档，分辨率跟随互动大屏和投影设备可调分辨率录像；支持自适应分辨率视频录制功能，涵盖640*480-4K或以上高清视频录制。

AR摄像头：

1、要求采用USB接口，连接线不短于1.5米

2、要求带有自动降噪功能的内置双重立体声麦克风

3、需具备自动校正功能，在光线不足情况下也可以获得清晰影像

4、要求即插即用，免驱动使用

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套