§6. Тактические предложения и рекомендации по повышению надежности технологических систем.

1. Децентрализация управления расходом технологического потока.

Практика применения метода исследования работоспособности химико-тхнологических систем, практика пусковых работ показывает, что колебания расхода технологического потока являются самыми опасными для работоспособности установки. Суть предложения: перед каждым аппаратом, реактором с каким-то набором заданных параметров установить накопитель (бункер для сыпучих потоков, емкость для жидких, газгольдер для газовых) и дозатор с потребной точностью дозирования. Последняя определяется с помощью метода исследования работоспособности технологических установок. Накопитель отсечет колебания расхода, произошедшие до аппарата, а дозатор «загонит» заданный параметр в разрешенный диапазон изменения.

Конечно, реализация этого предложения выглядит нелепой: надо ставить «не нужное» оборудование; накопители придется ставить на свои фундаменты да еще на нулевой отметке, где всегда мало места; произойдет удлинение газоходов и трубопроводов, потребуется установка дополнительной арматуры; возрастут энергозатраты на насосы, вентиляторы, элеваторы. Но … бесплатной надежности не бывает!

2. Избегать параллельной запитки нескольких потребителей массы и энергии.

Имеется в виду параллельная запитка от одного источника. Законы Кирхгофа неумолимы, и посему эти потребители станут взаимно-зависимы, а мера работоспособности существенно уменьшится. Суть предложения: каждому потребителю – свой индивидуальный источник.

Конечно, реализация такого предложения дорогостоящая. Действительно, увеличивается число насосов и вентиляторов, удлиняются газоходы и трубопроводы, увеличивается количество арматуры, необходимы мощные фундаменты для мощных насосов и компрессоров, электрическая схема силовой сети усложняется, удлиняются кабели, необходимо дополнительное электрооборудование. Все становится очень «хлопотно» и дорого. Но … бесплатной надежности не бывает!

3. Все заданные параметры должны иметь разрешенный диапазон  101 %.

Опыт применения метода исследования работоспособности к промышленным химическим технологиям показывает, как только во множестве заданных параметров появляется хоть один с разрешенным диапазоном отклонения от номинала < 100%, так РХТС < 0,5. Если же все заданные параметры имеют разрешенный диапазон отклонения от номинала ≥ 101%, то специальными мерами можно еще «загнать» их на место. Действительно, если разработчики катализатора требуют допустимое отклонение температуры технологического газа в ±0,24% от номинала в 3500С, то ими разрешается амплитуда отклонения в 0,840С (см. выше о установке ДКДА). Конечно, от такого катализатора следует сразу отказываться с криком: «Свят, свят, свят!» Если более «добрых» катализаторов нет, то и создавать установку не надо.

4. Подгонка теплообменной аппаратуры.

Сейчас теплообменники составляют более 70% от общего числа оборудования химико-технологической установки. Применяя метод исследования работоспособности к различным технологиям, установили, что неопределенность научно-исследовательской информации (т.е. погрешность расчетных формул) относительно коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи просто губит работоспособность химических установок (см. выше). Суть предложения: определим с помощью метода исследования работоспособности систем наиболее вредоносные для работоспособности теплообменники и сделаем их с переменной и управляемой поверхностью теплообмена. Хороший конструктор вполне справится с такой задачей. Это мероприятие позволит во время пусковых работ «загнать» соответствующий заданный параметр (или их группу) в разрешенный диапазон изменения. Правда, реализация такого предложения означает отказ от дешевого стандартного теплообменника, капитальные затраты возрастут. Но … бесплатной надежности не бывает! Обращаем внимание, что сам метод исследования работоспособности позволяет говорить ЧТО делать, ГДЕ делать, а уж КАК делать – технический вопрос.

5. Выборочный отказ от стандартного оборудования.

Сам выбор стандартного оборудования в проектных организациях делается следующим образом. Проводится расчет аппарата, реактора, колонны по номиналам в регламенте, далее берутся каталоги заводов-изготовителей и выбирают ближайший стандартный вид с запасом. Что такое запас решает эксперт. Затем, этот вид оборудования и включают в состав технологической схемы. С точки зрения работоспособности такое действо является нормальным внешним воздействием макросистемы на технологическую установку. Суть рекомендации аналогичен п. 4: с помощью метода исследования работоспособности химико-технологических систем определяем самые вредоносные для работоспособности виды оборудования и далее разрабатываем их как не стандартные. Конечно, реализация этого предложения увеличит капитальные затраты на создание системы. Но … бесплатной надежности не бывает!

6. Обрыв обратных положительных связей в технологической схеме.

Стремление разработчиков химических производств к экономии энергоресурсов более чем понятно: существенно уменьшается себестоимость готовой продукции. Разработчики К-700 увидели, что после стадии абсорбции выхлопные газы имеют низкую температуру и высокое давление (для интенсификации и полноты процесса абсорбции). Им стало жалко выбрасывать в атмосферу газы с большим запасом потенциальной (накопленной) энергии. Решено было поднять температуру этих газов до величин, при которых эти газы уже можно заставить работать в газовой турбине. Теплоту окисления SO2 в SO3 стали отдавать выхлопным газам после стадии абсорбции. А когда этого тепла не хватило, то разработчики установили топку для сжигания природного газа. Теперь выхлопные газы можно использовать в газовой турбине, а на валы ее поставить центробежный компрессор для дутьевого воздуха, подаваемого в печь для сжигания природной серы. Следовательно, все возмущения из макросистемы от «головы» до «хвоста» накапливались, нелинейно преобразовывались в отклонение температуры и расхода выхлопных газов перед газовой турбиной и снова возвращались в «голову» химико-технологической системы. Экономия энергии есть, работоспособности – нет. Опыт пусковых работ и эксплуатации линии АК-72 (производство слабой азотной кислоты мощностью 380 тыс. тонн в год, разработчик – ГИАП) убедительно показал порочность такого решения.

Суть предложения: оборвать обратную положительную связь «хвоста» с «головой», но … попытаться все-таки экономить энергию. Предлагаем запитывать двигатель центробежного компрессора от региональной энергосистемы. Агрегату ГТТ-12 придать первоначальный вид как у энергетиков: на валах газовой турбины оставить электрогенератор, а получаемую энергию направить в ту же региональную энергосистему. Итак, обратную положительную связь разорвали, но теперь возмутятся энергетики региона, они не захотят делать из своей энергосистемы помойку для возмущений от технологической установки.

Здесь возможен следующий компромисс: наложим дополнительные ограничения на работу системы тем, что введем новые заданные параметры, которые удовлетворят энергетиков региона. Обрыв обратной положительной связи, конечно, существенно увеличит РХТС, а введение дополнительных заданных параметров – уменьшит. Применение метода исследования работоспособности технологических систем позволит установить результат основного предложения: и обратную связь оборвать, и экономить энергоресурсы, и не сильно уменьшить вероятность работоспособности ХТС.

7. Организация авторского надзора над изготовлением технологических установок.

В бывшей отрасли химического и нефтяного машиностроения было нормальным проведение авторского надзора над изготовлением не стандартного оборудования. Необходимость его определялась тем, что геометрические размеры и качество обработки поверхностей у готового изделия не соответствовали рабочей документации. Однако, конструктор, проводящий авторский надзор, как правило, не имеет представления, на что следует обращать особое внимание. Здесь метод исследования работоспособности химико-технологических систем предоставляет ясные рецепты. Действительно, среди всех внешних воздействий макросистемы на создание химической установки можно выделить подмножество отклонений размеров и качества изготовления. Далее, с помощью метода выяснить, какие из этих внешних воздействий наиболее вредоносны для работоспособности будущей установки. Отсюда и следует, на ЧТО и ГДЕ надо обращать внимание конструктору при его авторском надзоре. Сошлемся на собственный опыт пусковых работ: внутренняя поверхность форсунки для распыла раствора в гранулятор кипящего слоя не просто не была отшлифована на заводе-изготовителе. После полной разборки форсунки обнаружили заусенец, который нарушал симметрию струи, спекание, «козлы» в грануляторе были неизбежны. Не должно быть никакого доверия к изготовителям, особенно это относится к «вредоносным» внешним воздействиям.

Читать далее:
Заключение.
Список литературы.

Наверх

Скачать статью в формате Word