Принцип найкращого використання устаткування

Цей принцип можна сформулювати як досягнення максималь­ної величини продукції, яку одержують з одиниці об'єму або з оди­ниці поверхні апарату чи машини, з одиниці довжини робочих ор­ганів, тобто найкраще використання робочого простору устатку­вання. Сформульована таким чином мета відноситься безпосеред­ньо до технологічного процесу (максимально можливі швидкості процесів в апаратах), так і до організації виробництва (збільшення завантаження, ліквідація простоїв апаратів та ін.). Використовую­чи цей принцип, можна знизити витрати на одержання певного продукту, оскільки величина амортизаційних відчислень залишає­ться незмінною (стала частина), а кількість продукту збільшується.

Одним із засобів реалізації принципу найкращого викорис­тання устаткування є повернення (рециркуляція) потоків продук­ту або робочих агентів для стабілізації режимів, регенерації теп­лоти або повторного його використання для однієї і тої техно­логічної операції. Особливо вигідно використання цього засобу при проведенні технологічних операцій з хімічними перетворен­нями. Це забезпечує збільшення рушійної сили процесу та збільшує вихід продукту на одиницю об'єму апарату. Із суміші, відведеної з реактору, виділяються кінцеві продукти, а початкові речовини повертаються в реактор. Цей засіб звичайно викорис­товують тоді, коли положення рівноваги не дуже вигідне і можна легко вивести продукт з реакційної суміші. Другим засобом най­кращого використання устаткування є узгодження одиничних операцій та технологічних потоків. В періодичному процесі ро­бота системи повинна бути заснована на такому виборі терміну операцій та потужності, щоб ліквідувати або зменшити простої. Кількість матеріалів, що перероблено в кожному апараті в оди-

ницю часу, повинна бути однаковою. Якщо час проведення складних операцій різний, треба встановити проміжні ємності (міжопераційні збірники).

В технологічній лінії, яка складається з періодично працюю­чих апаратів, витрати основного продукту та робочих тіл різко змінюються від мінімальних до максимальних значень. Такі самі періоди ускладнюють роботу всього підприємства, силової уста­новки, котельну дільницю та невигідні економічно.

Таким чином, організація виробництва повинна виключити одночасне підвищення витрат основного продукту та робочого агенту для більш рівномірного споживання енергії, сировини та інших матеріалів. Дуже чітко треба узгоджувати час проведення процесів при паралельно виконуємих операціях, а також в періодичних процесах, де використовують батареї апаратів. Для надійної рівномірності потоків один періодично працюючий апа­рат треба замінити визначеним числом менших апаратів, число яких в крайньому випадку повинно бути рівним числу операцій, із яких складається процес. На основі аналізу часу проведення окремих операцій встановлюють час найбільш швидкої операції, а для останніх вибирають кратний їй час. Цикл роботи кожного апарату батареї зсунений відносно циклів сусідніх апаратів на період, рівний часу самої короткої по часу операції. Всі операції проводяться в апаратах одночасно.

Узгодження роботи устаткування при безперервних процесах заснована на правильному виборі потужності апаратів. Пікові ситуації в системах безперервної дії не виникають, оскільки апа­рати мають постійне завантаження. Міжопераційні збірники в цьому випадку можуть бути використані як аварійні ємності для відведення реагентів. Узгодженність роботи періодично працюю­чих апаратів та машин може бути забезпечена програмним авто­матичним керуванням.

При наявності проміжних ємностей надійність функціонування безперервного технологічного процесу збільшується зменшенням величини зміни продуктивності при зміні витрат основного про­дукту. Величина проміжної ємності визначається із умов необхід­ного накопичення продуктів за період припинення його подачі

Gcp=V/ звідки V=Gcp ,

Де Gcp- середні витрати основного продукту;

V— об єм апарату;

- період припинення подачі продукту (аварійного стану);

-коефіцієнт степені зменшення витрат (при =1 має місце повне припинення подачі продукту, а при 0< <1 – часткове, при =0 витрати продукту відповідають номінальним).

Для використання накопиченого в ємності продукту продук­тивність наступних складових елементів технологічної лінії повинна пеоевишувати нормативну за проміжок часу на величину

яку можна визначити із співвідношення

V=Gcp = ,

Тоді

=

Введення проміжних ємностей в структуру безперервного тех­нологічного процесу підвищує також надійність лінії щодо відмов, аварійних та інших збуджень.

З принципу найкращого використання устаткування витіка­ють основні вимоги до машин та апаратів.

1. Максимальна або задана (відповідна всієї технологічній лінії) продуктивність та висока інтенсивність праці.

2. Найбільший вихід продукту та розподільна здатність про­цесу (виведення цінного або вилучення шкідливого компоненту), які забезпечуються оптимальними параметрами (температурою, тиском, швидкістю робочих агентів та органів, концентрацією початкових речовин тощо.

3. Мінімальні енергетичні витрати на подрібнення, відокрем­лення, перемішування та транспортування матеріалів та найкра­ще використання утворенної в апараті та підведеної в апарат теп­лоти. Зниження енергетичних витрат на переміщення газів та рідин досягається головним чином зниженням гідравлічного опо­ру апарату та вибором оптимальних конструктивних параметрів.

4. Сталість режиму, легка керованність та безпека при обслуго­вуванні машини або апарату. Ці умови забезпечуються раціональ­ною конструкцією машини і апарату та незначною зміною пара­метрів технологічного режиму під дією різних збуджень.

5. Низька вартість апарату та ремонту, ремонтопридатність та надійність в роботі, які досягаються простотою конструкції, використанням дешевих міцних, стійких проти спрацювання конструкційних матеріалів.

При розробці систем автоматичного керування машинами та апаратами до них ставлять вимоги, що пов'язані з можливостями одержання інформації про їх функціонування встановленням

вимірювальних засобів, а також можливостями встановлення ви­конавчих механізмів та пристроїв.

Перелічені вимоги взаємопов'язані і в значній мірі супереч­ливі. В звичайних умовах не вдається реалізувати процес в маши­нах і апаратах таким чином, що б були виконанні всі вимоги з до­статньою повнотою. Міра відповідності машини або апарату цим вимогам визначається мінімальною собівартістю та заданою якістю продукції.