§2.3. Отказ от необдуманного использования стандартного оборудования, особенно теплообменников.

Создание отрасли химического и нефтяного машиностроения в свое время было очень актуальным и перспективным мероприятием. Заводы этой отрасли изготавливали стандартное оборудование широкого ассортимента, а технологические и проектные организации в своих библиотеках имели подробные каталоги их изделий. Создание химических установок из стандартного оборудования существенно уменьшало капитальные затраты и посему всячески приветствовалось.

Как только стали заниматься надежностью и работоспособностью химико-технологических систем, так сразу обнаружилась пагубность такого способа создания технологий в «железе». Рассмотрим это обстоятельство на примере теплообменного оборудования, тем более, что теплообменники составляют около 70% от общего числа оборудования в современных химических производствах.

Расчету теплообменников и подбору их по каталогам обучают студентов технологических вузов аж с 3 курса, далее в курсовом проекте и дипломной работе. И на лекциях, и на семинарах студентам показывают, как рассчитать поверхность потребного теплообменника, далее преподаватель, грозно нахмурив брови, требует подобрать ближайший с большей поверхностью стандартный теплообменник. При этом произносится многозначительный довод: «В запас!». О каком запасе говориться, куда запас, в чем запас - не объясняется, а студенты дружно кивают головкой и принимают этот способ к исполнению на всю свою инженерную жизнь.

На практике уже при пусковых работах создается следующая ситуация. Температура теплоносителей на выходе из теплообменника отличается от регламентной, это возмущает все последующее по потокам оборудование и процессы переноса в них, заданные параметры выходят за разрешенный диапазон, наступает состояние отказа.

И, действительно, при пусках линии АК-72 очень часто ломался газо-турбинный агрегат ГТТ-12, на валах которого находился компрессор для свежего воздуха и для нитрозных газов. Оказалось, что температура выхлопных газов на входе в газовую турбину превышала допустимую. Лопатки турбины начинали задевать за корпус и ломались. Приходилось их регулярно заменять на новые. Кроме того, перегревался опорный подшипник и происходила аварийная остановка всей системы. Самое интересное, что и разработчики установки и специалисты по пуску, мягко говоря, ругали создателей ГТТ-12, хотя эта турбина великолепно (т.е. надежно) годами работала у энергетиков. А, оказалось, что на расстоянии 800 м. от ГТТ-12 был котел - утилизатор, теплообменная поверхность которого выбрана по указанному выше способу. Зато вся пусковая бригада АК-72 только турбиной и занималась: то лопатки летят, то турбина не развивает необходимой мощности.

Еще пример. Студент-дипломник обнаружил, что номинальная поверхность теплообменника, в котором подогревается сернистый газ перед окислением до серного ангидрида в слое катализатора, имеет величину 2500 м2, а установили стандартный ближайший с поверхностью 3100 м2. При 10 000 испытаниях в численном эксперименте заданный параметр - температура в слое катализатора - ни разу не попала в разрешенный технологами диапазон. Иными словами, вся установка сразу приходит в состояние отказа, катализатор будет выходить из строя.

Ну, и что же делать? Остается пока единственный вариант: сделать «дешевую» по стоимости технологическую линию из стандартного оборудования, а потом дорого и долго его изменять под расчетные номиналы. Здесь существует практический опыт, который неизвестен химикам-технологам, у разработчиков и создателей сложных радио-электронных устройств. Оказывается, эти специалисты, создавая действующий макет электронного устройства, собирают его из элементов с переменными свойствами: переменное сопротивление, переменный конденсатор и индуктивность, транзистор с изменяемой характеристикой и т. д. Далее происходит отладка макета, пока он не заработает так, как хотят разработчики. Один из таких специалистов пожаловался мне, что он не бог Шива или не осьминог: двух рук ему не хватает, мечтает о шести, чтобы варьировать сразу много параметров всей системы. После долгой и кропотливой отладки элементы с переменными свойствами выпаиваются из макета, их параметры измеряются, далее с хорошей точностью подбираются элементы с постоянными характеристиками.

Подчас, некоторые пусковые бригады по наитию, экспертно определяют, какой теплообменник возмущает технологическую систему, далее разбалчивают крышку теплообменника (около 50 болтов большого размера) и часть трубок глушат (просто вбивают деревянную пробку или заваривают). Снова крутят гайки под выразительный комментарий рабочего класса, который не стесняется в выражениях относительно инженеров и интеллигенции. Кстати, грамотно заболтить крышку аппарата, работающего под большим давлением, - большая проблема, есть даже диссертации на эту тему.

После такой операции пускают установку. Если опять наступает отказ системы, то процедуру повторяют, пока какой-то заданный параметр системы не войдет, наконец-то, в разрешенный диапазон. Самое неприятное здесь это «авось, небось и как-нибудь» в выборе, каким теплообменником следует заниматься пусковой бригаде.

Оказалось, что небольшое изменение алгоритма расчета заданных параметров по известному комплекту случайных внешних воздействий позволяет определить для КАЖДОГО заданного параметра, каким теплообменником (или другим видом оборудования) следует заниматься пусковой бригаде.

Таким образом, дешевая по стоимости технологическая система, созданная из стандартного оборудования - это еще полупродукт, генетический урод, больной организм, который надо долго и дорого «лечить» пусковой бригаде. А, может быть, дешевле сделать химическую установку из нестандартного оборудования, как это, подчас, в ответственных случаях делали в Миноборонпроме? Надо все считать! Просто диву даешься, какая хлопотная и дорогая вещь - эта надежность систем!

Читать далее:
§2.4. Использование массообменной колонной аппаратуры в технологиях, чувствительных к температурным возмущениям потоков.
§2.5. Энергоэффективность и энергосбережение против надежности технологических систем.

Наверх

Скачать статью в формате Word