§1. Введение. Важность вопроса работоспособности технологических систем в химической промышленности.

Из практики пуско-наладочных работ химико-технологических производств и без специальных исследований очевидно, что фактические сверхнормативные сроки периода запуска химико-технологических систем (далее просто ХТС) связаны не только с организационно-техническими недоработками на самом предприятии или недоработками проектантов. Исследования же показывают, например, работами бывшего ВНИИКомплекта [1, 2], что одной из главных причин внезапных остановок и последующих простоев химико-технологических установок, и не только в период пуска, является низкая надежность (т.е. работоспособность во времени) [3] такой сложной системы, как ХТС.

На понятии надежности в ее традиционном смысле воспитаны инженерно-научные кадры машиностроителей и ей уделяется большое внимание в ряде отделений РАН и отраслевых академий. Столь пристального внимания к этой проблеме нет в химических отраслях науки, да и производства. Почти отсутствуют подобные публикации и в литературе, где обширны сведения о математическом моделировании, оптимизации технологических систем по экономическим показателям и техническим возможностям без изъянов в работе ХТС [4, 5, 6].

Для оптимизации химико-технологической установки в целом, как больших систем, взаимосвязанных с химическим обменом (реакционная часть), технологией (система процессов и аппаратов), тепло-массообменом в литературе можно найти лишь общие математические принципы, но не методы практических обсчетов работоспособности и надежности с учетом внешних воздействий (колебаний в качестве и количестве сырья и энергии, отклонений от номинального расходов потоков и т.д. и т.п.), роли колебаний параметров переделов в «голове» и в «хвосте» технологической системы.

В проектной практике сложилась традиция при расчете аппаратов брать их размеры «в запас» и на этом воспитываются студенты вузов. После монтажа таких «с запасом» аппаратов при пуско-наладочных работах пусковой бригаде приходится заглушать часть труб в теплообменниках или менять число тарелок в ректификационных или абсорбционных колоннах. Сами же смонтированные химико-технологические установки при пуске ведут себя как необъезженные мустанги.

В системах бывших Минхимпрома и Госплана установление планов производства проводилось не по проектным данным, а по факту приемки химического производства в эксплуатацию, и в то же время не делалось попыток научными методами решить проблему надежности (работоспособности во времени). Не уделяется и ныне в научных организациях и вузах внимания хотя бы к основам научного фундамента надежности химической технологии в целом, а не к машинам и аппаратам в отдельности.

Еще более важным в современных рыночных условиях, когда химическая промышленность нуждается в инвестициях, является заинтересованность инвесторов в объективной оценке устойчивости и надежности работы химико-технологической системы. Без таких расчетов ни один инвестор не вложит свой капитал в создание химического производства. Например, в Японии те установки, которые имеют вероятность работоспособности менее 0,7, даже не рассматриваются инвесторами.

Ниже приводятся результаты теоретических исследований по определению критериев работоспособности и надежности химико-технологических систем на объекте, имеющим широкое распространение в химической промышленности, технологиях цветметобработки и в ряде других отраслей использования твердых зернистых материалов в высокотемпературном псевдоожиженном (кипящем) слое.

Читать далее:
§2. Понятие работоспособности и надежности технологических систем, источники параметров.

Наверх

Скачать статью в формате Word