- •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
Приложение 3
Экологическое давление ХТС на природу
Сейчас давление ХТС на окружающую природу соотносят с количеством газообразных, жидких и твердых отходов, с генерацией шумов, вибраций и электро-магнитных полей. Разработаны нормы выбросов всевозможных отходов и нормы зашумления. Все вновь создаваемые ХТС проходят экологическую экспертизу региональных экологических инспекций и без их разрешения промышленная установка не создается. В самом разрешении экологических инспекций на создание ХТС четко оговаривается количество отходов, их состав, которые еще можно выводить из ХТС в окружающую среду. В рамках предлагаемого метода исследования работоспособности ХТС это по существу означает увеличение числа заданных параметров с известными ограничениями и, как следствие, уменьшение вероятности работоспособности.
Можно подойти к оценке меры экологической безопасности ХТС и иначе. Действительно, метод исследования работоспособности ХТС позволяет найти оценку вероятности работоспособности любойчасти системы. Объявим экологическое давление ХТС на окружающую природу еще одной частью системы и найдем вероятность работоспособности, принимая во вниманиетолькоэкологические заданные параметры. Получим величину РЭКОЛОГи ее можно принять за количественную меру экологической безопасности ХТС [35]. В этой работе показано, что для исследуемой ХТС РЭКОЛОГ= 0,47. Следовательно, более половины из всех тиражированных ХТС будут экологически опасны для природы и людей.
На самом деле такой подход к расчету количественной меры экологического давления ХТС на природу по умолчанию предполагает, что установка находится в работоспособном состоянии по всем остальным заданным параметрам. Иначе говоря, предполагается, что нет остановок ХТС, ремонта и восстановления и далее пусковых работ.
В действительности, практика пусковых и ремонтных работ и процедура остановки ХТС показывает, что эти работы очень грязные, и связано это с тем, что и при пуске и при остановке все оборудование, предназначенное для очистки, работает не в номинальном (т.е. не в оптимальном) режиме. Например, не секрет, что степень очистки выхлопных газов от пыли в циклонах сильно зависит от линейных скоростей, т.е. от объемных расходов через циклон. Точно также очистка газов в абсорберах сильно зависит от тех же расходов, температуры растворов, давления и т.д. Одновременно, сами ремонтные и восстановительные работы достаточно грязны. Например, после остановки большой ХТС перед ремонтом всю установку необходимо продуть, провентилировать все аппараты и газоходы, а все содержимое выбрасывается в атмосферу. При смене “сгоревшего” катализатора в контактном аппарате стоит проблема, куда его девать. При аварии типа “козел” в печи производства керамзитового песка опять-таки неясно, куда девать куски и обломки этого “козла”. Во время ремонта теплообменной аппаратуры на НПЗ ее приходится мыть специальными растворителями, и снова стоит задача или утилизации или захоронения. При очистке тех же теплообменных труб в печах от слоя углерода на стенках опять встает та же проблема. Иными словами, ХТС “гадит” не только и не столько в работоспособном состоянии, но и в период остановки, ремонта и пуска ХТС, причем совсем еще неизвестно, в каком режиме больше экологически вредных отходов.
Чисто теоретически определить меру давления ХТС на окружающую природу можно было бы следующим образом. Пусть известно количество и состав отходов в процессе пуска, остановки всей ХТС и ремонта и восстановления всех тех видов оборудования, которые имеют заданные параметры. Тогда применим процедуру, полностью аналогичную расчету себестоимости целевого продукта ХТС (см. П.2). Только рассматривать будем новое сложное случайное событие- количество отходов и их состав на интервале (аб) и (ба) (см. рис. П.2.2). И по той же процедуре будем определять среднее значение количества отходов, классифицируя их по химическим компонентам и по фазам. Ну, а экологические инспекции пусть решают, создавать ли такую ХТС в их регионе или нет.
Во всяком случае, при соответствующей исходной информации о количестве и составе отходов ХТС в период пуска, ремонта и остановки (а в номинальном режиме работы ХТС это известно) проблема определения меры экологического давления ХТС на природу вполне решаема.
К сожалению, необходимых исходных данных, да еще для новых ХТС, достать просто пока неоткуда. В принципе это можно сделать для модернизируемых ХТС после соответствующей научной работы. В связи с этим, чтобы хоть как-то дать количественную меру экологической безопасности ХТС, предлагаемсчитать, что вероятность работоспособности ХТС с добавлением экологических заданных параметров и есть та самая мера. И еслиР- величинавероятностиработоспособности ХТС, то с вероятностьюРэкологическое давление ХТС на природу определяется производительностью отходов при номинальном режиме работы установки, и с вероятностью 1 -Рустановка будет в состоянии отказа, т.е. экологическое давление ХТС на природу определяется производством отходов при остановке, ремонте и пуске ее.
Итак, чем больше вероятность работоспособности ХТС, рассчитанная с учетом набора заданных параметров экологического смысла, тем безопаснее ХТС для окружающей природы.