Основы моделирования химико-технологических систем. Пахомов А.Н - 10 стр.

UptoLike

Рубрика: 

условия труда для обслуживающего персонала и уровень загрязнения окружающей среды не превышает установленных
норм.
Отказ заключается в нарушении или утрате работоспособности объекта. Например, при отказе химического реактора
качество продукта перестаёт отвечать требуемым нормам. Такой отказ может быть вызван разными причинами: нарушения-
ми температурного режима, отравлением катализатора, механическими повреждениями и т.д. Как правило, отказы аппарату-
ры требуют аварийного останова производства с последующим выполнением определённого объёма ремонтных работ. Одно
из средств предупреждения отказов оборудованияпрофилактические осмотры и ремонты.
Безотказностьэто свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или для
наработки определённого количества продукта.
Ремонтопригодностьсвойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и отысканию при-
чин возникновения его отказов, а также в способности восстановления утраченной при этом работоспособности. Последняя
обычно ограничена во времени, поэтому для нормальной эксплуатации химического производства характерны плановые
остановы с целью выполнения профилактических и восстановительных ремонтных работ.
Общая характеристика отказов. Конкретные физико-химические, технологические, механические и другие изменения
и повреждения, возникающие в объектах и окружающей среде после отказа, приводят к различным последствиям. Особо
тяжёлые последствия отказоваварии, сопровождающиеся взрывами, пожарами и выбросами вредных веществ. По причи-
нам возникновения различают отказы проектно-конструкторские (доля в общем числе отказов 40…50 %), производственно-
изготовительные (30…40 %) и эксплуатационно-технологические (15…25 %).
Проектно-конструкторские отказы обусловлены несовершенством организации проектирования процессов и произ-
водств и конструирования оборудования, включая нарушения установленных правил и норм, а также ошибками разработчи-
ков.
Производственно-изготовительные отказы обусловлены нарушениями или несовершенством технологических процессов
изготовления, сборки, монтажа оборудования, а также низким качеством выполнения пусконаладочных работ.
Эксплуатационно-технологические отказы обусловлены нарушениями в работе систем контроля и автоматики, ошибка-
ми обслуживающего персонала и воздействием окружающей среды.
4. Устойчивостьспособность ХТС возвращаться в исходное стационарное состояние после устранения возмущений,
вызвавших выход системы из этого состояния.
5. Задачи проектирования
Химико-технологических систем
Каждый проект ХТС должен содержать:
1. Технологическую топологию ХТС (технологической топологией называют характер и порядок соединения отдельных
аппаратов технологической схемы).
2. Диапазоны изменений значений входных переменных, которыми являются физические параметры входных потоков
сырья, а также параметры окружающей среды, влияющие на процесс функционирования ХТС.
3. Диапазоны изменений значений технологических параметров ХТС (степени превращения, разделения компонентов,
констант скоростей химических реакций, коэффициентов тепло- и массопередачи и т.д.).
4. Конструкционные параметры ХТС (размеры аппаратов, высоты слоёв насадки и т.д.).
5. Рекомендуемые параметры технологического режима работы элементов ХТС (температуры, давления, типы катализа-
тора и т.п.).
6. Параметры технологических потоков, обеспечивающих работу ХТС в заданном режиме (температуры, давления, рас-
ходы, состав потоков и т.п.).
Для того, чтобы получить указанные выше параметры необходимо решить ряд задач синтеза ХТС, анализа её структуры,
расчёта и оптимизации.
Задача синтеза ХТС в общем случае формулируется следующим образом.
Известны элементы, из которых может быть построена система, сырьё и целевые продукты. При решении задачи синтеза
требуется разработать структуру ХТС, требуемую для реализации технологического процесса, т.е. необходимо выбрать эле-
менты из числа имеющихся; установить связи между ними; определить конструктивные и технологические параметры эле-
ментов ХТС.
Обычно задача синтеза является многовариантной, т.е. одни и те же значения выходных параметров могут быть обеспе-
чены при различной структуре системы и разных режимах функционирования элементов. Следует отметить, что задача син-
теза имеет особенности для проектирования нового производства (ХТС) и для реконструкции существующего. Суть отличий
заключается в том, что при создании новой ХТС обычно имеется много возможностей выбора элементов и связей между
ними, а при реконструкции ХТС требуется сохранить все или часть её элементов, а также все или часть связей между эле-
ментами.
Задачи анализа ХТС подразделяются на анализ структуры и анализ качества функционирования ХТС.
Основная цель анализа структуры ХТС заключается в выявлении её структурных особенностей и нахождение оптималь-
ной последовательности расчета её элементов, а цель анализа качества функционирования ХТСполучение количественных
оценок её основных свойств: чувствительности, надёжности, устойчивости и т.д.
Задача расчёта ХТС заключается в получении количественных характеристик, как режимов функционирования элемен-
тов ХТС, так и всей системы.
Задача оптимизации ХТС является комплексной, так как она включает в себя как оптимизацию структуры, так и оптими-
зацию режимов функционирования элементов. Основной целью оптимизации ХТС является обеспечение наиболее высоких
технико-экономических показателей.
В заключение следует отметить, что между задачами синтеза, анализа, расчёта и оптимизации существует взаимосвязь,
так как при создании нового или реконструкции существующего производства сначала выполняется синтез нескольких аль-