- •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
8 Ограничения в использовании метода анализа работоспособности хтс
Эта глава устанавливает ограничения в использовании метода анализа работоспособности ХТС и написана для помощи потенциальным пользователям и оппонентам в их критике.
1. Длительность процедуры исследования работоспособности промышленных ХТС по нашему опыту хотя и на порядок меньше длительности разработки и создания, но все-таки велика: 1,0 – 2,0 года самой напряженной работы. Велика по сравнению с характерным масштабом времени инвесторов и кредиторов и соизмерима с масштабом времени морального износа технологий (сегодня это ≈ 5 – 7 лет).
2. Разработка алгоритма и программы расчета на ПК по длительности составляет не менее 30% от всей работы.
3. Для практического применения метода необходима очень высокая квалификация и эрудиция работников, да еще способных формализовать свои знания в виде математической модели. На практике необходим коллектив в 5 – 6 специалистов + техническая обслуга.
4. Требование математической корректности модели хотя бы в смысле ее замкнутости встречается с недостатком количественной информации и ее шумом в макросистеме. Особенно это наблюдается в случае использования в ХТС сырья минерального и/или природного, и/или органического происхождения. Здесь нераспознанность закономерностей химических и фазовых превращений для многокомпонентных смесей просто не позволяет разработать адекватную модель химической технологии. Такая же ситуация наблюдается и в процессах переноса, особенно в дисперсных системах, сыпучих средах, в гомогенных потоках со сложной геометрией каналов.
5. Применению метода исследования работоспособности ХТС, строго говоря, должно предшествовать исследование устойчивости ХТС в номинальном режиме эксплуатации и обретение уверенности в существовании траектории вывода ХТС в номинальный режим из начального состояния.
В целом показано, что метод исследования работоспособности ХТС – универсален, но применить метод удается далеко не всегда, хотя это не вина метода, а его беда – методу слишком много надо, хотя он и дает довольно много.
9 Перспектива работ по исследованию работоспособности хтс
1. Утверждается, что всем исследованиям устойчивости систем надо обеспечить приоритет.
2.Показано, что пуско-наладочные работы по своей сути являются очень дорогостоящим экспериментом по распознаванию и устойчивости, и обнаружению системных свойств объекта. Необходимо научиться делать это на «бумаге», а не в «железе».
3. Показано, что материалы монографии создают основу для разработки «компьютерной игрушки» в виде дискеты для ПК, пригодную для любого пользователя, желающего получить количественные характеристики качества ХТС (себестоимость целевого продукта, вероятность работоспособности ХТС и ее частей (и отдельных процессов и оборудования)) с учетом внезапных отказов и последующих простоев. Это означает разработать меню возможностей, указать потребную исходную информацию, создать библиотеку моделей процессов и аппаратов химической технологии, разработать программную оболочку для машинного создания программы расчета.
Заключение
1. Сформулирована концепцияоценки качества разработки и создания химико-технологических систем (линий, установок). Суть ее всистемностирассмотрения подобного объекта, входящего вмакросистему, т.е. в социально-экономическую и культурную среду, взаимодействующую с ХТС.
2. Предложена новая методологияопределения надежности (работоспособности) ХТС для определения целесообразности их технологического, процессного и аппаратурного оформления. Система представляется сформированной из составляющих еечастей: химической технологии + процессы переноса субстанций + оборудование в их интеграционном взаимодействии с макросистемой.
3. Представлен метод расчета вероятности работоспособности ХТС и ее частей, количественно оценивающий ее уровень качества разработки и создания и заключающийся в формировании и решении на ЭВМ математической модели из нелинейных уравнений связи параметров взаимодействующих частей ХТС (численный эксперимент).
4. Метод апробирован при расчете работоспособности нескольких промышленных линий (ХТС), и при этом полученные количественные оценки адекватны показателям истинного уровня работоспособности анализированных объектов.
5. Показано, что структурное (организованное) управлениекачеством разработки ХТС должно заменить исторически сложившеесясамоуправлениекачеством по этапам создания таких систем (химико-технологические исследования, разработка нестандартного оборудования и подбор стандартного, проектирование, монтаж и пуск линий).