Апаратури з дистанційним керуванням
Застосовуються для
- механічних робіт,
- керування апаратурами у важкодоступних і віддалених місцях;
- для керування арматурами в токсичному середовищі.
Приводи бувають:
- електричні;
- пневматичні;
- гідравлічні.
Електропривод найпростіший, але він незастосовний при перекачуванні вибухонебезпечних середовищ. Пневомо- і гідроприводи дорогі, складні в експлуатації, але не вибухо- і вогненебезпечні.
Надійність резервованих вузлів, апаратів і технологічних ліній
Способи резервування
Імовірність безвідмовної роботи, ефективність (обсяг виконаної роботи, питома продуктивність), середній час безвідмовної роботи, середній час ремонту, тобто надійність апаратів, машин, технологічних ліній у хімічній промисловості можуть бути поліпшені шляхом підвищення:
- надійності за рахунок застосування більше надійних деталей, що серійно випускають, і вузлів, контролю їхньої якості, вибору оптимальних режимів, регулювання, підтяжки, розвантаження, збільшення запасу міцності вузлів і деталей і т.д.;
- конструктивної надійності за рахунок удосконалювання кінематичних схем апаратів, використання оптимальних конструктивних рішень, застосування стандартизованих й уніфікованих вузлів і деталей, надійної складання, захисту від корозії й інших впливів, передбачення зручності підходу при ремонті встаткування, застосування високоякісних, матеріалів (помітимо, що від таланта конструктора, його знань, кругозору, творчого задуму залежить надійність устаткування);
- експлуатаційної надійності шляхом розробки раціональних способів й умов зберігання встаткування до його експлуатації, розробки інструкцій з монтажу, експлуатації, ремонту машин й апаратів хімічних виробництв, збереження під час роботи температурних режимів, підготовки заходів щодо забезпечення вибухозахищеності апаратів, проведення попередніх випробувань і т.д.
Іноді виявляється, що виготовлені машини, апарати хімічного машинобудування і їхні вузли по своїм технічним даним не можуть забезпечити необхідних показників надійності тієї або іншої технологічної лінії або самого апарата або машини. Тоді застосовують резервування, тобто вводять надлишкові апарати, вузли або деталі, а також резервні технологічні лінії. Ці резервні апарати й технологічні лінії виконують функції основних апаратів і ліній.
Резервування вузлів в апаратах, самих апаратів, технологічних ліній у хімічних виробництвах є способом підвищення надійності за рахунок включення резерву, передбаченого при конструюванні апаратів або в процесі їхньої експлуатації. Цей спосіб підвищення надійності дозволяє створювати систему апаратів, надійність якої вище надійності вхідних складових.
У літературі є відомості про побудову надійних апаратів з менш надійних вузлів. Практика обмежує можливості застосування резервування, тому що воно пов'язане зі збільшенням ваги й виробничої площі, підвищенням вартості й т.д.
Існують основне, резервне й змішане з'єднання апаратів (вузлів, деталей, блоків).
Основним з'єднанням апаратів (далі будемо вживати лише слово «апарат», маючи на увазі й вузол, і деталь, і блок, і навіть технологічну лінію) називається таке з'єднання, при якому відмова хоча б одного апарата веде до відмови всього з'єднання. Так, наприклад, у технологічній схемі виробництва силікатної цегли (схема 13) є основне з'єднання апаратів.
Схема 13
Схема виробництва силікатної цегли
Іншим прикладом основного з'єднання апаратів є технологічна схема синтезу аміаку з водню й азоту (схема 14). У систему входять: компресор високого тиску ДО, контактні апарати ДО - і, холодильники - конденсатори аміаку Х - і (і = 1, 2,..., 5).
Схема 14
Технологічна схема синтезу аміаку з водню й азоту
Схема 15
Виробництво керамічних кислототривких виробів
Розглянемо технологічну схему виробництва Керамічних кислототривких виробів (схема 15). Можна вважати, що ця система має основне з'єднання апаратів.
У технологічній схемі промивання поліетилену (схема 6) апарати також мають основне з'єднання. Основне з'єднання апаратів застосовується в тому випадку, коли в системі немає резервних апаратів. При включенні в систему резервних апаратів створюється резервне з'єднання апаратів, при якому відмова з'єднання наступає тільки після відмови основного й всіх резервних апаратів. У змішаному з'єднанні сполучаються основне й резервне з'єднання.
Розрізняють два принципово різних методи підвищення надійності шляхом резервування: загальне резервування, при якому резервується апарат у цілому (схеми 16, 17), і роздільне (заелементне) резервування, при якому резервуються окремі вузли апарата (схеми 18, 19).
Схема 16
Блок-схема загального резервування з постійно включеним резервом
При роздільному резервуванні, за інших рівних умов, забезпечується більший виграш у надійності, чим при загальному резервуванні. Роздільне резервування особливо вигідно при великому числі т і збільшенні кратності резервування.
Під кратністю резервування будемо розуміти відношення числа резервних апаратів до числа резервуючих. Розрізняють резервування із цілою й дробовою кратністю.
Резервуванням із цілою кратністю називається таке резервування, при якому для нормальної роботи резервного
Схема 17
Блок-схема загального резервування (резервування способом заміщення)
Схема 18
Блок-схема роздільного резервування з постійно включеним резервом у випадку системи з m апаратів
Схема 19
Блок-схема роздільного резервування (резервування способом заміщення)
з'єднання досить, щоб справним був хоча б один апарат. Іншими словами, якщо за основним апаратом закріплені один або трохи резервних, те таке резервування буде резервуванням із цілою кратністю, тому що кратність резервування виражається цілим числом.
Резервуванням із дробовою кратністю називається таке резервування, при якому за основними апарата не закріплені резервні, тобто кратність резервування в цьому випадку може бути виражена дробовим числом. При резервуванні із дробовою кратністю певне число резервних апаратів доводиться на трохи основних, у той час як при резервуванні із цілою кратністю те ж число резервних апаратів доводиться тільки на один основний.
До резервування із дробовою кратністю ставиться також резервування з ковзним (плаваючим) резервом (схема 20). При змінному резерві кожний з резервних апаратів може заміщати будь-який апарат основної системи. Після заміщення цей резервний апарат стає основним і при відмові може бути заміщений кожним з залишених резервних.
Приведемо приклади змінного резерву. Для роботи блоку моноэтаноламиновой очищення в цеху конверсії метану й окису вуглецю ставлять кілька насосів (схема 21).
Для подачі аміачної води на агрегати очищення при доочищенні азотноводородной суміші від двоокису вуглецю ставлять трохи трехскальчатых насосів (схема 22).
Переваги змінного резервування є найбільший виграш надійності, істотний недолік його полягає в тім, що здійснення резервування можливо
Схема 20
Схема резервування системи зі змінним (плаваючим) резервом
Схема 21
Схема моноэтаноламиновой очищення в цеху конверсії метану й окису вуглецю
Схема 22
Технологічна схема подачі аміачної води на агрегати очищення при доочищенні азотноводородной суміші від двоокису вуглецю
лише при однотипності апаратів. Резервні апарати або системи можна включати на увесь час експлуатації або при відмові основних. Звідси два способи включення резерву - постійне й заміщенням.
Постійним називається таке резервування, при якому резервні апарати приєднані до основного протягом усього часу роботи й працюють одночасно з ними (схеми 16, 18, 23, 24)..
Схема 23
Гаряче дублювання
Схема 24
Блок-схема роздільного резервування з постійно включеним резервом у випадку одного основного апарата
Резервуванням заміщенням називається таке резервування, при якому резервні апарати заміщають основні після їхньої відмови. (схеми 17, 19, 25, 26).
Схема 25
Дублювання способом заміщення
Схема 26
Блок-схема загального резервування (резервування способом заміщення)
В аміачному виробництві в цеху очищення газу моноэтаноламиновым розчином регенератор розчину має два кип'ятильники (підігрівника). Поки один працює, інший «чекає черги» або ремонтується, очищається від солей. Роботу цих підігрівників можна зобразити так, як це зроблено на схемі 25.
У цеху конверсії метану й окису вуглецю для контролю й регулювання відповідальних параметрів ставлять паралельно діючі ідентичні ланцюги, які являють приклад загального резервування з постійно включеним резервом (схема 16).
У цеху синтезу аміаку циркуляційні компресори ДО-1, ДО-2, ДО-3 поєднуються в одну групу через загальний колектор. Поки компресори ДО-1, ДО-2, ДО-3 працюють, резервні компресори ДО-4, ДО-5 «чекають черги» (схема 27).
Схема 27
Технологічна схема включення циркуляційних насосів
У цеху фталевого ангідриду з 16 технологічних ліній окислювання нафталіну у фталевий ангідрид 15 є робітниками, одна - резервної; їхня робота зображена на схемі 28. Кожна лінія складається з основних апаратів: випарник нафталіну 1, конвертор 2, конденсатор 3.
На дослідних установках для виробництва вищих спиртів на кілька діючих ланцюгів доводяться резервні ланцюги, які включаються по сигналу індикатора відмови (схема 29). Кожен ланцюг складається із приладів П и регуляторів Р.
При включенні резерву по способу заміщення резервні апарати вступають у роботу тільки після відмови основних.
Схема 28
Схема окислювання нафталіну у фталевий ангідрид
Схема 29
Ланцюг керування на дослідних установках для виробництва вищих спиртів
Цей вид резерву називається теплим або полегшеним резервом.
Третій вид - холодний або ненавантажений резерв. У цьому випадку умови, у яких перебуває резерв, настільки легше робітників, що практично резервні апарати починають витрачати свій ресурс тільки з моменту включення їх у роботу замість що відмовили. Наприклад, теплообмінники завжди резервують способом холодного резерву, у той час, як один працює, інший «чекає черги» або відігрівається, ремонтується (схема 25). У випадку одного резервного апарата говорять, що має місце дублювання.
Приведемо приклади «холодного» дублювання. У цеху регенерації медноаммиачного розчину (МАР) ставлять два блоки регенерації МАР. У той час, коли один працює, інший «чекає черги» (схема 30).
Схема 30
Технологічна схема роботи блоку регенерації медноаммиачного розчину
Роботу цих блоків регенерації медноаммиачного розчину можна зобразити так, як це зроблено на схемі 25.
У цеху підсушки захисного газу (схема 31) перед подачею на циркуляційний компресор вогневибухозахищений (ЦКО) або на циркуляційний відцентровий компресор продуктивністю 7 м3/хв (ЦЦК-7) ставлять дві станції; коли одна працює, інша «чекає черги».
Схема 31
Технологічна схема підсушки захисного газу перед подачею на ЦК.0 або ЦЦК.-7
У технологічній схемі очищення азотноводородной суміші від окису вуглецю й двоокису вуглецю при тиску 320 атм (схема 32) звичайно передбачається два блоки, що містять рекуперационную машину Р и четырехскальчатый насос Я. У той час, коли один блок працює, інший «чекає черги».
Схема 32
Технологічна схема медноаммиачной очищення азотноводородной суміші від окису вуглецю й двоокису вуглецю
У цеху конверсії метану й окису вуглецю найбільш важкі умови роботи в регенератора моноэтаноламинового розчину (схема 33). Таким чином, роботу блоку регенерації моноэтаноламинового розчину можна зобразити, так, як це зроблено на схемі 25.
Схема 33
Схема блоку моноэтаноламиновой очищення в цеху конверсії метану й окису вуглецю
Для ілюстрації постійно включеного резерву або постійного резервування можна в хімічному машинобудуванні послатися на насоси (схема 23). У виробництві етилену для подачі каталізаторного комплексу використовуються два насоси, що працюють за принципом заміщення (схема 25). У випадку відсутності могутніших насосів для продуктивності ставлять паралельно два й більше насоси (схема 23, 24).
Фільтри для очищення зворотного газу високого тиску встановлюють так, що один фільтр працює, а іншої ремонтується або очищається, як це зображено на схемі 25.
У цеху поліетилену високого тиску працює 10 технологічних ліній. Кожна лінія складається з реактора 1, віддільника високого тиску 2, віддільника низького тиску 3. Система обв'язки цих ліній виконана так, що у випадку відмови віддільника на одній лінії можна зробити перемикання на віддільник іншої лінії, тому що останній по продуктивності може забезпечити роботу двох ліній. Таким чином, має місце дублювання ліній.
Прикладом змінного резерву можуть служити холодильники зворотного газу високого тиску. Звичайно вони включені паралельно в кількості три-трьох-три-двох-трьох. У випадку відмови одного холодильника, що не відмовили працюють, що відмовив ремонтують і ставлять знову для роботи.
У процесі полімеризації каучуку СКІ подається шихта й каталізатор. У силу безперервності процесу й періодичності дозування вихідних продуктів на стороні подачі ставлять звичайно кілька насосів, що працюють за схемою 26.
Наведені приклади дозволяють дати класифікацію резервування (схема 35).
Схема 35
Класифікація способів резервування
