XXIII съездом КПСС поставлена задача дальнейшего развития химической промышленности в нашей стране. В качестве основного пути увеличения выпуска химической продукции принят путь интенсификации технологических процессов.
Оптимизация управления химико-технологическими процессами в интенсивных режимах требует использования информационно емких автоматических систем, экономическая эффективность которых в значительной степени зависит от их способности сохранять свои свойства во времени, т. е. от их надежности. Кроме того, ненадежность систем автоматического управления может повлечь за собой серьезные аварии, вплоть до крупных взрывных разрушений с человеческими жертвами.
Увеличение надежности систем автоматического управления, как правило, требует существенных экономических затрат, которые сказываются на общем эффекте от интенсификации химико-технологических процессов. Поэтому на стадии проектирования возникают группы задач, связанных с выбором надежностных параметров автоматических и прочих систем в соответствии с выполняемыми ими функциями и свойствами автоматизируемых процессов.
Первая группа надежностных задач состоит в нахождении экономически оптимальной надежности систем автоматического управления. Решение этой группы задач сводится к отысканию такого значения надежности системы, при котором сумма стоимости технологических потерь, обусловленных отказами системы автоматического управления и затрат на повышение ее надежности, принимает минимальное значение. Практика автоматизации процессов химической технологии содержит много примеров, когда недостаточное внимание к решению указанной группы задач приводит к тому, что технологический выигрыш от использования сложной системы автоматического управления сводится на нет потерями вследствие ее отказов.
Вторая группа надежностных задач связана с количественным обеспечением безаварийности химико-технологических процессов при использовании систем автоматики. Необходимость строгого обеспечения безаварийности возникает при интенсификации потенциально опасных процессов, поскольку для большинства из них характерно наличие общей границы зон интенсивного протекания и неустойчивости. Как правило, последствия аварии не могут быть оценены только экономическими потерями. Поэтому в отечественной и зарубежной практике сформировался самостоятельный подход к решению этой группы надежностных задач, состоящий в достижении некоторого директивного значения вероятности отсутствия аварии путем наименьших экономических затрат. Вторая группа надежностых задач входит в общую задачу
экономической оптимизации химико-технологических процессов, так как выигрыш от их интенсификации может быть соизмерим с необходимыми затратами на количественное обеспечение безаварийности.
Решение обеих групп указанных задач связано с использованием математического аппарата теорий надежности и массового обслуживания, а также ряда специальных методов оценки последствий отказов, экономических затрат на повышение функциональной и противоаварийной надежности и др.
В книге сделана попытка систематизированно изложить методы решения надежностных задач применительно к большому классу потенциально опасных химико-технологических процессов; рассмотрены элементы и методы общей теории надежности и массового обслуживания в объеме, необходимом для разбора специальных глав. Раскрываются понятия потенциально опасных процессов, эффективности автоматического регулирования и защиты с учетом надежностных свойств аппаратуры автоматики. Показываются специальные методы надежностно-экономических расчетов и оптимизации противоаварийной заициты. Разбираются вопросы повышения эффективности систем автоматической защиты. Из потенциально опасных процессов особо выделены процессы нитрования, широко используемые в технологических схемах производства взрывчатых веществ, красителей, лекарственных веществ, различных полупродуктов и т. д., на примере которых показано решение задачи обеспечения безаварийности в интенсивных режимах, а также специальные методы и аппаратура исследований.
В книге использованы результаты исследования и разработок кафедры автоматизации химических производств Ленинградского технологического института им. Ленсовета, работы отечественных авторов по общей теории надежности — А. М. Половко, И. М. Маликова и др., работы отечественных авторов по надежности систем автоматического управления химико-технологическими процессами —Н. Я. Феста, М. Д. Либермана, М. Д. Линденбаума и др., а также данные зарубежной литературы.
Авторы выражают глубокую благодарность всем товарищам, оказавшим помощь в работе над книгой.
Авторы
Оглавление
Предисловие............................ 3
Глава I. Элементы теории надежности............... 5
1. Понятие надежности.................... —
2. Количественные характеристики надежности ........ 8
3. Надежность структуры................... 22
4. Резервирование ...................... 39
5. Эффективность системы .................. 55
Глава II. Эффективность автоматического регулирования и защиты
потенциально опасных процессов химической технологии 70
6. Определение потенциально опасных процессов химической технологии .....................'...... —
7. Эффективность автоматического регулирования ....... 73
8. Оптимизация защиты от аварий .............. 93
9. Синтез эффективных систем автоматической защиты..... 108
Глава III. Эффективность автоматического управления процессами
нитрования.................... . 121
10. Закономерности опасных режимов............. — ! .
11. Способы управления ................... 127
12. Количественное обеспечение безаварийности автоматизированного процесса...................... 132
Приложение. Оборудование и методика исследования аварийных режимов
процессов нитрования ................. 143
1. Исследовательская установка нитрования с дистанционным управлением ......................... —
2. Методика выявления временных характеристик....... 150
Литература............................ 158
Цена: 150руб.
