- •Н.Н. Прохоренко. Надежность химико-технологических систем.
- •Аннотация
- •Оглавление
- •Вместо предисловия или философские излияния автора
- •«Товарность» монографии
- •1 Введение. Термины и определения
- •1.5 Предмет изучения
- •1.6 Случайность и мера работоспособности
- •1.7 Смысл вероятности работоспособности
- •1.8 Научная новизна
- •1.9 Актуальность
- •2. Состояние проблемы
- •2.1 Выводы из анализа литературы
- •2.2 Концепция исследования работоспособности хтс
- •2.3 Состояние макросистемы и проблема надежности хтс(«кадры решают все»).
- •3 Метод исследования работоспособности хтс
- •3.2 Цели исследования (анализа, экспертизы):
- •3.3 Место исследования работоспособности хтс:
- •3.4 Метод исследования работоспособности хтс
- •3.4.1Гипотезы и предпосылки метода
- •3.4.2.Блок-схема алгоритма метода
- •3.4.3Анализ каждого блока в алгоритме метода
- •3.4.3.1Исходные данные
- •3.4.3.2Установление множества заданных параметров
- •3.4.3.3Разработка физико-химико-процессно-математической модели хтс
- •3.4.3.4Разветвление: “Хватает ли количественной информации?”
- •3.4.3.5Установление множества внешних воздействий
- •3.4.3.6Разработка алгоритма расчета каждого заданного параметра в функции от всех внешних воздействий
- •3.4.3.7Проверка адекватности модели хтс и программы расчета
- •3.5 Методика, организация и инструментарий проведения численного эксперимента
- •3.5.1 Расчет оценки вероятности работоспособности хтс и ее частей
- •3.5.2Поиск наиболее влиятельных, вредоносных для работоспособности внешних воздействий
- •3.5.3 Поиск наиболее чувствительных заданных параметров к изменению внешних воздействий
- •3.5.4 Расчет вероятности отказов и их классификация по последствиям
- •4 Практика применения метода исследования работоспособности хтс
- •4.1 Линия производства керамзитового песка в двухзонных печах псевдоожиженного слоя мощностью 50 тыс. М3 / год [55]
- •4.1.2 Результаты исследования работоспособности
- •4.1.3 Разработка рекомендаций по увеличению вероятности работоспособности установки производства керамзитового песка
- •4.1.4 Экспериментальная проверка рекомендаций
- •4.1.5 Повторное исследование работоспособности установки
- •4.2 Линия производства концентрированной серной кислоты под единым давлением из природной серы мощностью 700 тыс. Т. / год [50,60]
- •4.2.1 Комментарий к результатам исследования работоспособности к-700
- •4.3 Линия производства серной кислоты методом двойного контактирования и двойной абсорбции (дкда) из природного серного колчедана мощностью 360 тыс. Т. / год [60, 62]
- •4.3.1 Комментарии к результатам исследования работоспособности линии дкда
- •4.4 Работоспособность установки пиролиза бытовых отходов
- •5 Типичные причины низкой работоспособности хтс
- •5.1 Последовательность разработки и создания хтс
- •5.2 Обсуждение последовательности разработки хтс и выводы
- •5.3 Тенденции развития хтс и их влияние на работоспособность
- •5.4 Общие выводы из анализа причин малой работоспособности хтс
- •6 Предложения и рекомендации по увеличению работоспособности хтс
- •6.1 Взаимоотношение категорий надежности и эффективности хтс
- •6.2 Взаимосвязь процесса разработки хтс и контроля ее работоспособности
- •6.3 Замечания к расчету экономической эффективности хтс
- •7 Тактические предложения и рекомендации по увеличению работоспособности хтс [73]
- •7.1 Децентрализация управления расходом технологического потока в системе
- •7.2 Подгонка теплообменных поверхностей
- •7.3 Выборочный отказ от использования стандартного оборудования
- •7.4 Обрыв обратных положительных связей
- •7.5 Исключение параллельной запитки нескольких потребителей массоовыми потоками
- •7.6 Применение «ненужной» аппаратуры
- •7.7 Применение «ненужных» химических превращений
- •7.8 Ограничение величин отклонений заданных параметров
- •7.9 Надежность хтс и ее асу тп
- •7.10 Решение проблемы оптимальной работоспособности хтс
- •8 Ограничения в использовании метода анализа работоспособности хтс
- •9 Перспектива работ по исследованию работоспособности хтс
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Приложение 3
- •Перечень используемых определений понятий
- •Библиографический список
7.5 Исключение параллельной запитки нескольких потребителей массоовыми потоками
Установлено, что гидравлика разветвленных параллельных сетей предельно неустойчива к малым изменениям сопротивления и размеров в любойее части в связи с действием законов Кирхгофа и сильных нелинейных связей между параметрами разветвленных сетей.Суть предложения: каждому потребителю – свой источник.
Конечно, это потребует увеличения числа и разнообразия насосов, вентиляторов, компрессоров, их двигателей, увеличения числа фундаментов, да еще на нулевой отметке, удлинения газоходов и трубопроводов, увеличения числа и разнообразия арматуры, увеличения электропотребления, удлинения кабелей и увеличения числа электрооборудования. Но зато ликвидируются жесткие положительные обратные связи, увеличивается мера устойчивости и вероятность работоспособности ХТС.
7.6 Применение «ненужной» аппаратуры
При исследовании работоспособности установки К-700 обнаружено, что при существенных колебаниях температуры технологического газа около номинала перед абсорбером температура этих газов за колонной абсорбера практически не колеблется. Особенно, если последние тарелки абсорбера имеют автоматическую стабилизацию температуры орошающей слабой кислоты. Суть предложения: перед реакторами и аппаратами, которые имеют заданные температурные параметры с малым разрешенным диапазоном отклонения от номинала установить массообменную колонну. Она предназначена как «успокоитель» колебаний температуры, и заодно можно почистить технологический газовый поток от какой-то примеси. Здесь главное – отсечь колебания температуры технологического потока газа, которые генерировались внешними воздействиями до аппаратов с жесткими заданными параметрами.
Конечно, установка «не нужной» по технологии колонной аппаратуры вызовет протест у технологов, они назовут 100 причин и доводов против, укажут на возрастание текущих и капитальных затрат, на рост металлоемкости и энергозатрат.
7.7 Применение «ненужных» химических превращений
При исследовании работоспособности установки К-700 показано, что вероятность работоспособности установки с учетом химических превращений (0,98) существенно больше вероятности работоспособности без него (0,73). Объяснение этого обстоятельства находится в термодинамике или, точнее, в критерии стабильности термодинамики. Аналогом критерия стабильности термодинамики в физхимии является принцип ле Шателье-Брауна. На языке этой монографии это означает, что химические и фазовые превращения всегдаобразуют отрицательные обратные связи в ХТС, нивелируют пульсации термодинамических параметров технологического потока смещением равновесия. И это огромное благо для надежности систем.Суть предложения: для «нежных», чувствительных, неустойчивых процессов тепло-массообмена организоватьв параллель«ненужный» процесс химического превращения. Это предложение серьезно рассматривалось при разработке установки пиролиза угля Канско-Ачинского месторождения: в угольную пыль, направляемую в струйный пиролизатор, добавить какое-то количество мела (CaCO3). Тогда пульсации температуры в пыле-газовой струе будут сглаживаться реакцией разложения или синтеза мела. Движение потока мела в установке организовать по замкнутому контуру.
Конечно, такое предложение вызовет протест со стороны технологов. Здесь они укажут, что надо заниматься отделением пыли мела и золы от технологического потока, что надо уметь смешивать два сорта пылей, а это действительно проблема, что необходима хорошая и дорогая пылеулавливающая аппаратура и т.д.