- •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
4.2.1 Комментарий к результатам исследования работоспособности к-700
1. Само исследование проведено на крайне “льготных” для заказчика условиях: большая часть заданных параметров установки не рассматривалось. В частности, температуры в слоях катализатора в контактных аппаратах не имели ограничений, что явно неверно и что завышает оценку вероятности работоспособности.
2. Разработчики технологии подверглись влиянию макросистемы в том смысле, что стоимость водяного пара в те времена была больше стоимости природного газа. Поэтому высокая эффективность (на бумаге) достигалась от продажи водяного пара насторону, хотя в “хвосте” установки пришлось сжигать природный газ для подъема температуры выхлопных газов перед газовой турбиной. Сейчас, когда гримасы ценообразования социализма сменились гримасами новорожденного капитализма, все 7 установок К-700, если бы их построили, - мирно ржавели бы, так как были бы разорительными, даже если бы все вдруг стали работоспособными.
3. Исследованная ХТС имела четкий, ясно осознаваемый генетический недостаток: жесткая связь между “головой” и “хвостом”. Возмущения, возникшие в первой половине установки (до абсорбции) через теплообменники за контактными аппаратами доокисления передавались на работу агрегата ГТТ-12, а мощность последнего определяла расход и давление сжатого воздуха в печь для сжигания природной серы.
4. Исследование работоспособности К-700 было очень благотворно для поиска методов повышения качества химических производств. Прежде всего, мы обнаружили, что химические превращения в установке, оказывается, образуют в ней отрицательные обратныесвязи, “успокаивая” ее, не давая ей идти в разнос. Здесь свою благотворную роль играет критерий стабильности термодинамики [62] или, как говорят физхимики, принцип ле Шателье-Брауна: любые пульсации термодинамических потенциалов приводят к соответствующему изменению их координат состояния.
Далее, мы обнаружили, что пульсации температуры технологического потока на входе в абсорбционную колонну, обусловленные внешними воздействиями на ХТС, уменьшали свою амплитуду на выходе из колонны. Избыточное количество массообменных тарелок в колонне в сочетании со стабилизацией температуры орошающей слабой серной кислоты делали температуру выхлопных газов из колонны практически постоянной (не зависимой от внешних воздействий). Следовательно, установка колонной аппаратуры может быть действенным средством увеличения надежности ХТС.
5. Ясно видно, что разработку новой технологии необходимо проводить при непрерывном и неусыпном контроле всей деятельности со стороны “надежников”. Наш договор с НИУИФом здесь явно опоздал и по существу сыграл роль предупреждения и ревизии на последней стадии: регламент был уже готов, утвержден и переделкам не подлежал, все мины замедленного действия против надежности уже установлены. Вероятность работоспособности новой технологии получилась менее 0,5, и огромный труд многих коллективов, время и ресурсы на разработку истрачены не эффективно.
6. Результаты исследования К-700 были доложены у потенциальных проектировщиков (Гипрохим московский и Гипрохим тульский). Тогда мы наивно полагали, что применять метод исследования работоспособности ХТС должны именно проектировщики, которые первыми созидают промышленную систему. На самих докладах в этих организациях слушатели проявили необычный интерес и к самому вопросу качества ХТС и к методам измерения его (новизна оказалась в том, чтокачествоработы разработчиков и проектировщиковимеет количественную мерус ясным физическим, экономическим и юридическим смыслом).
Из дальнейших переговоров с администрацией Гипрохимов и ее интеллектуальной элитой выяснилось, что при всей высочайшей концентрации разных специалистов в проектных организациях анализ работоспособности проводить НЕКОМУ. Таково их горькое признание. И суть дела в том, что работа проектировщиков сильно регламентирована множеством норм и правил, запретов, нарушение их карается беспощадно. А творчества маловато! Здесь пришлось отказаться от иллюзии, что именно проектировщики должны применять метод исследования работоспособности ХТС. Они просто не занимаются надежностьюсистемы.
7. Большие единичные мощности современных ХТС требуют их величайшую вероятность работоспособности. Действительно, чем больше производительность ХТС, тем больше потребителей ее продукции, которые ни в чем не виноваты и вынуждены простаивать в случае простоя ХТС. Экономические потери от простоев в макросистеме могут превысить на порядки экономические преимущества от создания установок большой единичной мощности. Проблема создания одной высокопроизводительной ХТС или многих установок малой мощности должна решаться на уровне макросистемы и обязательно после исследования работоспособности и тех и других.