Материалы вебинара 28.05.2024
Сегодня мы поговорим о функциональном HAZOP, что является частью функционального анализа. Сначала разберёмся, что такое функциональный анализ. В мире современных технологий функциональный анализ, особенно в химико-технологических системах (ХТС), важен для повышения эффективности и оптимизации процессов.
Функциональный анализ — это метод изучения структуры и работы сложных систем, разбивая их на простые части, чтобы понять, как они работают вместе. Это позволяет улучшить работу системы в целом, обнаруживать излишки или недостатки в функциях. Например, если мы рассматриваем технологическую систему, то будем анализировать каждый этап производства, чтобы улучшить эффективность.
Этапы проведения функционального анализа
Этот процесс итеративный и проводится от общего к частному. Сначала мы проводим идентификацию целей системы в целом, потом разбиваем её на подсистемы, определяем цели каждой подсистемы, формируем модель связей подсистем, выявляем функции их, анализируем взаимосвязь, влияние каждой подсистемы на достижение конечной цели. И далее на уровне подсистем разбиваем на узлы, узлы на аппараты, вплоть до функций отдельно взятого аппарата, если он достаточно сложный сам по себе и может быть представлен набором функций.
Анализ ХТС
Химико-технологические системы – это множество элементов, находящихся в отношениях, связях друг с другом. Это множество образует определенную целостность или единство, обладающее интегративной собственностью, где каждый элемент выполняет свою или свои функции и роли. Надо отметить, что, как правило, каждый элемент может выполнять несколько функций. Одни из них ключевые, другие вспомогательные, а третьи вообще могут иметь негативный характер, оказывать негативное влияние на процесс. У каждого физического объекта есть своя роль в какой-либо системе, то есть она что-то делает для нее, и, зачастую, не одна, а несколько этих функций. И вот, наша задача состоит в том, чтобы понять, какие функции выполняет тот или иной узел, агрегат или устройство.
Начнем с идентификации целей, с самого первого шага. Определим цель системы целиком. Для этого мы должны задать очень простой вопрос «Что делает система?».
Отвечая на этот вопрос, мы должны написать, какое конкретное преобразование система совершает. В отличие от рис. 1 мы должны конкретизировать «преобразование», назвать его.
В качестве примера воздухоразделительную установку (рис. 2).
Что делает воздухоразделительная установка?
Вход: сжатый атмосферный воздух с примесями УВ, воды, твердых частиц (пыли).
Выход: газообразный и жидкий кислород, азот, и инертные газы.
Функции: отделяет кислород и сжижает Целевые параметры: Объем – Х , чистота Y.
То есть в нашем примере сжатый атмосферный воздух с примесями углеводородов, воды, твердых частиц, то есть пыли, подается на вход в систему. На выходе мы получаем газообразный жидкий кислород. Пусть это будет основной продукт. Две основные функции — это разделение и сжижение.
На следующем этапе мы должны выделить функциональные подсистемы, которые мы определили как:
- Предварительного охлаждения и очистки сжатого воздух (охлаждает воздух и отделяет пыль);
- Комплексной очистки сжатого воздуха (отделяет УВ, углекислый газ, пары воды);
- Сжатие и охлаждение воздуха (сжимает и охлаждает воздух);
- Разделения воздуха (сжижает и разделяет).
На рис. 3 представлена иерархическая структура ВРУ из 2-х уровней, а не структурная схема ХТС, то есть не их взаимосвязь. На следующем этапе рассмотрения (третьем) создавая структурную модель системы мы ее можем представить в виде:
В следующей части продолжим изучать функциональный HAZOP. Будем разбирать отдельные устройства и их функции.
Функциональный HAZOP. Часть 2.