Создание принципиально новых и реконструкция существующих производств

В лекции 10 были рассмотрены примеры комплексного использования сырья химической промышленности – апатитов и создание замкнутой системы водооборота в гальваническом производстве. Перечисленные процессы протекают в специальных аппаратах, образующих модули и подсистемы. Для того, чтобы доказать существования какой-либо технологии, необходимо провести системный анализ.

Системный анализ – это стратегия изучения сложных систем, в частности технологических процессов, используемых в производстве.

В основе системного анализа лежат следующие положения:

1.четкая формулировка цели исследования;

2.постановка задачи по реализации этой цели и определение критерия эффективности решения задачи;

3.разработка развернутого плана исследования с указанием основных этапов и направлений решения задачи;

4.пропорционально-последовательное продвижение по всему комплексу взаимосвязанных этапов и возможных направлений;

5.организация последовательных приближений и повторных циклов исследований на отдельных этапах;

6.принципы нисходящей иерархии анализа и восходящей иерархии синтеза в решении составных частных задач.

Основной метод исследования ХТС – это математическое моделирование.

Наряду с моделями отдельных аппаратов используют модель всей системы, описывающую взаимовлияние процессов, протекающих в отдельных аппаратах. При этом полагают, что аппараты, обеспечивающие реализацию высокоэффективных и малоотходных энергосберегающих технологий, являются элементами, т.е. подсистемами одной технологии. Анализ системы связан с выделением отдельных её элементов и выявлением их устойчивых взаимоотношений. Это стадийный процесс, в котором первая стадия – математическое моделирование, вторая стадия – изучение процессов, протекающих в машинах и аппаратах (микроисследование). Микроисследование приводит к совершенствованию используемого оборудования.

В модулях должны учитываться принципы наилучшего использования сырья, повышения качества целевого продукта, рационального применения энергии, транспорта, информации, экологической защиты.

С учетом этого описываются уровни иерархии отдельного производства, состоящих из: отрасли, завода, цехов, технологических линий и типового оборудования.

В качестве примера модульной разработки технологического процесса наиболее очевидным является производство стекла из порошковых материалов.

Анализ основных процессов показывает, что обобщающей стороной технологии является процесс активации сырья с использованием приемов механической, химической и термической подготовки. Это осуществляется с целью повышения показателей эффективности стекловарения, таких как интенсификация процесса плавления, повышение производительности печи, прогнозирование свойств стекол, снижение безвозвратных потерь компонентов.

В связи с этим выделяют приоритетные подсистемы, обладающие полной автономностью и одновременно тесной взаимосвязью в данной технологии.

Пример приведен на рисунке 2.3, где процесс получения стекла из порошковых материалов представлен в виде модели данного производства.

Рисунок 2.3 – Схема системной разработки ресурсосберегающей техники подготовки и переработки сырья в готовый продукт

Формирование и синтез энергосберегающих и экологически безопасных ХТС основано на принципах системности.