Анализ функционально структурной модели
Материалы вебинара 28.05.2024
В предыдущей части рассмотрены функциональные свойства (назначения) частей системы, которая была представлена как набор взаимодействующих функций (операторов) и подготовлена графическая операторная модель системы.
Функциональный HAZOP. Часть 1.
Функциональный HAZOP. Часть 2.
Для анализа связей между функциями мы предлагаем использовать модифицированный метод HAZOP (HAZOP-F (функциональный)).
Отличие от классического подхода: в качестве девиации (отклонения) мы будем рассматривать невыполнение (отсутствие) какой-либо функции и влияние невыполнения функции на последующую функцию рассматриваемой системы.
Для наглядности сравним два подхода.
| HAZOP | HAZOP-F |
|
|
|
Каждая часть системы рассматривается дважды:
К каждой паре применяются все Управляющие слова (УС), моделирующие тип возмущения. УС - тип возмущения, применяется ко всем узлам.
|
Каждая часть системы рассматривается дважды:
|
Нашу химико-технологическую систему представили в виде набора функций. Не узлов, а функций. Вот, F1, F2, F3. И моделируем отсутствие функции. Функция F1 не выполняется, отсутствует. Что произойдет с приемником, то есть с функцией F2, как она выполнить свое назначение, достигнет ли своей цели? F2 выступает в роли приемника возмущения. А отсутствие предшествующих функций, как некое возмущение системы, функциональное изменение системы.
Каждая часть системы также рассматривается дважды. Первая, один раз как отсутствие самой функции, и как отсутствие предшествующей функции повлияет на поведение нашей функции, то есть как приемник возмущения. То есть вопросы задаются, как сработает функция приемника F2, если F1 нет, отсутствует. Что могло вызвать отказ функции F1? Последний вопрос мы можем задавать, можем или не задавать, в зависимости от того, чего мы хотим получить от нашего исследования. Если нас интересует просто полнота или избыточность нашей технологической системы, то вопрос о причинах отсутствия функции можем не задавать. Если нас интересуют возможные причины, чтобы обеспечить более высокую надежность технологического аппарата, то, конечно, нужно этот вопрос задавать.
Дробить химико-технологическую систему при проведении классического HAZOP меньше, чем на аппарат, можно, если это слишком сложные аппараты. Но, как правило, это не делается. Мы же дробим до отдельно взятых функций, которые выполняет аппарат. Как правило, это связано либо с конструкцией, либо с особенностями физико-химических процессов, протекающих в аппарате, т.е., если речь идет комплексе физических явлений, которые в этом аппарате присутствуют. Вот этот комплекс мы должны разложить на функции и определить его последовательность выполнения этих функций. Второе, мы не моделируем отклонения, мы моделируем отсутствие этой функции и анализируем то, как себя поведет последующая часть – функция.
Результаты анализа фиксируются в рабочей ведомости или рабочей таблице. Ниже приведен фрагмент рабочей ведомости функционального HAZOP (HAZOP-F).
Таблица 1. Фрагмент рабочей ведомости HAZOP-F
|
№ Функции |
Функция | Функция примечание | Отказ функции | Последствия для аппарата | Последствия для следующего ТУ | Примечание | Причины |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Ф 1.1 | Смешение | Смешение сжатого воздуха с водой | Нет смешения |
Все остальные функции не выполняются: нет очистки от пыли, нет охлаждения |
Высокая скорость снижения активности адсорбента - снижение качества очистки и срока службы | Есть вторая ступень скруббера |
1.Повреждение распылителя. 2.Повреждение/отсутствие насадок. 3.Нет подачи воды: 3.1.останов насоса 3.2.Закрыты ЗРА 3.3. разрыв трубопровода |
| Ф 1.2 | Охлаждение | Охлаждение воздуха водой | НЕТ охлаждения воздуха водой |
НЕТ охлаждения. Очистка от пыли есть. Удаление капельной фазы есть |
Высокая скорость снижения активности адсорбента - снижение качества очистки и срока службы | Есть ф.4 дополнительная подача охлажденной воды |
1. Перегретая вода из градирни 2. Перегретый воздух на входе в АТ |
| Ф 1.3 | Разделение | Очистка воздуха от твердых примесей водой | НЕТ очистки воздуха | НЕТ очистки воздуха | Забивка адсорбента | Есть ф.4 дополнительная подача охлажденной воды | Если есть смешение с водой , то причин - НЕТ |
| Ф.1.4 | Разделение | Отделение капельной воды | Капельная влага не отделяется | Увлажненный воздух поступает в блок комплексной очистки сжатого воздуха | Снижение качества адсорбции, повышение аэродинамического сопротивление адосрбента, рост перепада давления | Есть адсорбер в режиме восстановления время восстановления много меньше времени критического снижения активности адсорбента |
1. Повреждение каплеотбойника. 2.Отсутствие каплеотбойника. 3.Высокие температуры воды и СВ (конденсация минимальна) |
В первой колонке - номер функции Ф1. 1, во второй - название функции, в третьей колонке дается более подробное описание функции - смешение сжатого воздуха с водой, четвертая колонка - отказ функции, нет смешения. Далее фиксируем в колонке пять – последствия для аппарата. В шестой колонке – последствия для следующего аппарата (технического устройства (ТУ). В следующей, седьмой колонке указывается дополнительная информация, например наличие резерва, второй ступени и т.п. в последней восьмой колонке указываются возможные причины.
В результате проведения такого анализа имеем набор сценариев типа:
Что с этим делаем дальше? У нас нет целостной картины, есть только своего рода набор пазлов. Любой системный анализ предполагает, что мы провели анализ взаимодействия, а дальше мы должны произвести синтез наших представлений, обратно в систему собрать.
На следующей неделе, 26.02.2025, продолжим изучать функциональный HAZOP. Разберём, как система будет работать, как те или иные отказы повлияют на работоспособность системы в целом. Проведём синтез результатов исследования.
Функциональный HAZOP. Часть 4.