- •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
4.1.4 Экспериментальная проверка рекомендаций
Эта проверка проводилась на опытно-промышленной установке нашей лаборатории ВНИИСтрома им. П.П. Будникова.
Практически провели следующие мероприятия:
1. Под опорные лапы бункера с глиняной крошкой положили прокладки из пористой резины. Высоту слоя частиц в бункере держали совсем небольшой, подсыпая хорошо перемешанный зернистый материал по мере надобности. Этим исключили сепарацию размера частиц по высоте бункера.
2. Подобралифракционный состав глиняной крошки так, чтобы факелы струй из горелок касались друг друга и не касались футеровки печи, одновременно, добились того, чтобы высота струй равнялась половине высоты псевдоожиженного слоя в зоне обжига.
3. Увеличили давление перед соплами, а у самих сопел уменьшили выходное отверстие, чтобы при звуковом истечении природного газа расход его соответствовал тепловому балансу.
4. Обе зоны печи после модернизации ее сделали коническими, что позволило четко контролировать пылеунос из зоны термоподготовки и с помощью байпаса не позволять укрупняться псевдоожиженным слоям в печи.
5. Потребовали от цеха подготовки сырья проектную влажность сырцовой крошки.
6. При модернизации опытно-промышленной установки предусмотрели возможность конструктивно менять высоту слоя в зоне термоподготовки. Это позволило сделать время пребывания частиц в слое равным нескольким временам сушки [2] самых крупных частиц. Таким образом, добились того, что свободная и адсорбированная влага уходила из частиц, а оставалась только кристаллизационная.
7. При модернизации печи предусмотрели создание смотрового окна с обдувом холодным воздухом для визуального наблюдения за псевдоожиженным слоем в зоне обжига.
8. На опытно-промышленной установке использовался один напорный вентилятор для всех потребителей и один дымосос. Изменить схему воздухоснабжения не удалось (дорого!). Тогда один оператор во время эксперимента неотлучно вручнуюподдерживал расход воздуха в зону обжига (была установлена трубка Пито-Прандтля, U-образный манометр; оператор вращал маховик задвижки, держа разность уровней жидкости в манометре постоянной).
9. Загрузка материала в зону термоподготовки и в зону обжига производилась шлюзовым питателем, т.е. обеспечивалась равномерность загрузки без проскока дымовых газов из зоны обжига минуя зону термоподготовки.
Результаты экспериментальной проверки рекомендаций и организационно-технических мероприятий
1. Получился очень хорошийкерамзитовый песок марки 450 (насыпной вес).
2. Режим псевдоожижения в зоне обжига поразил операторов печи с 10 - 15 летним стажем (они такого никогда не видели). Внешне кипящий слой напоминал кипящую манную кашу, цвет поверхности равномерно ярко красный; иногда видны в глубине слоя ярко желтые сполохи из-за взрывов мелких пузырей газо-воздушной фазы; крупно масштабных взрывов не было ни одного за 3 часа эксперимента.
3. Пылеприемник футерованного циклона в конце эксперимента оказался пустым, т.к. не было крупных взрывов. Следовательно, футерованный циклон просто не нуженпри грамотной организации струйного истечения в псевдоожиженный слой.
4. Далее, специально создавали нарушения рекомендованного режима.Оказалось, что температура в зоне обжига хорошо регулируется расходом воздуха (напомним, что теперь расход природного газа сделан постоянным). По собственному желанию сделали пробой струй в псевдоожиженном слое. Сам слой сразу потемнел, стал по цвету вишневым. Природный газ стал сгорать над слоем, и даже появились небольшие плавающие корки-острова. Опасаясь прохода природного газа в газоходы печи и возможности взрыва, пробой струй быстро ликвидировали.
Далее, создали режим с крупномасштабными взрывами (с выбросом частиц высоко над слоем). Оказалось, что именно эта картина привычна для многоопытных операторов.
5. После окончания эксперимента выгрузили весь материал из печи. Так называемых “лепешек” не обнаружено: диаметр факелов струй был небольшим, следовательно, если даже пузырь и образовывался, то сила взрыва была невелика. На футеровке зоны обжига налипших “лепешек” не обнаружено. Частицы вспученной глины имели оплавленную гладкую поверхность.