- •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
1.7 Смысл вероятности работоспособности
По определению этой величины:
,
где n - число благоприятных событий (ХТС работоспособна), N - число тиражированных (т.е. во всем одинаковых) установок. Следовательно, если Р - вероятность работоспособности ХТС, а N - число созданных одинаковых установок, то работоспособными будут какие-то Р∙N производств, а остальные (1 - Р)∙N будут в состоянии отказа. Слово “какие-то” здесь ключевое: теория вероятностей не в состоянии сказать, какие именно ХТС будут простаивать, а какие будут нормально работать. Следовательно, вероятность работоспособности является нормальной физической величиной, она состоит из отвлеченного числа и наименования, размерности – доля работоспособных установок среди всех тиражируемых. Ее можно рассчитать или измерить экспериментально. Следовательно, понятия надежности и качества ХТС теряют гуманитарный, метафорический смысл и приобретают физический. Рассмотрим рис. 1.3.
Рис.1.3. Иллюстрация смысла вероятности работоспособности ХТС.
Здесь Р = 2/3, заштрихованы ХТС в состоянии отказа.
На этом рисунке кружками обозначены одинаковые ХТС, тираж которых, для примера, равен N = 3, а Р = 2/3. Тогда из трех ХТС в состоянии отказа будет одна установка, а вот какая именно - неизвестно. Образно говоря, заштрихованный кружок случайно “бегает” по всем трем ХТС.
Второй смыслвероятности работоспособности имеет чисто экономический оттенок. Эту величину можно считать мерой риска возврата кредита инвестору после пуска и сдачи ХТС в эксплуатацию. Оказывается, Инкомбанк, разорившийся после дефолта 1998 года, довольно широко кредитовал создание промышленных производств в России. И 70% всех этих кредитов не вернулись в банк, а о проценте за кредит здесь и говорить не приходилось. В такой же ситуации была до дефолта и финансово-промышленная корпорация “Гермес”. Конечно, причин для такого невозврата кредитов в нашей сегодняшней макросистеме очень много, но одна из них безусловна - низкое качество разработки кредитуемых ХТС, а сам коммерческий банк не пожелал выяснить, какого “кота в мешке” он инвестирует.
Такой же смысл имеет вероятность работоспособности для страхового бизнеса. Если владельцы ХТС захотят застраховаться от аварий, от простоев, от экологических санкций, то, вообще-то говоря, страховая компания не знает, как определить величину страхового взноса, частоту его платы. Здесь знание величины Р вероятности работоспособности ХТС послужит руководством к действию: если, например, Р £0,7 , то надо брать много и часто, если Р>0.99, то мало и редко.
1.8 Научная новизна
Предлагается новое перспективное направление в научном обосновании оценки работоспособности (надежности) химико-технологических систем, разработан метод анализа работоспособности ХТС, позволяющий контролировать, совершенствовать, управлять работоспособностью на стадии разработки новых установок, модернизации и реанимации существующих. Генеральная идея – макросистема, в которую погружена ХТС, возмущает промышленную установку, заставляет заданные параметры ее отклоняться от номиналов; случайность этих возмущений определяет количественнуюмеру работоспособности – вероятность работоспособности. Возмущения в ХТС рассматриваютсяколичественнос позиций теории процессов и аппаратов химической технологии, используя законы сохранения для системного анализа работоспособности. Новый выбор масштаба времени процессов в ХТС позволяет не рассматривать деградацию и деструкцию материи при эксплуатации, изменяющую механические свойства.
Новая идея (второго плана) состоит в том, что для работоспособности ХТС важны отклонения ее параметров от их номиналов, в то время как разработчики установок занимаются только номиналами, а отклонения – вне их внимания.