Nulle{0}}dīkstāves imperatīvs
Farmaceitiskā reaktora sildīšanas sistēma nepārtrauktai{0}}procesa aktīvo farmaceitisko vielu sintēzei nevar izturēt ražošanas apturēšanu. Process notiek 330 dienas gadā. Neplānota izslēgšana maksā 180 000 ASV dolāru dienā zaudētās ražošanas gadījumā, un ir nepieciešamas 3 dienas, lai atjaunotu stabilu -stāvokļa produkta kvalitāti. Siltummainis ir viena-punkta atteices risks: ja noplūst viena caurule, viss siltummainis ir jāizolē, un ražošana tiek pārtraukta līdz remonta pabeigšanai.
Sūkņu, kompresoru un elektrisko sistēmu standarta prakse ir -lieka konstrukcija, kas ietver papildu jaudu, lai neviena atsevišķa komponenta atteice nesamazinātu sistēmas jaudu zem nepieciešamā minimuma-. Tas ir retāk sastopams siltummaiņiem, kur papildu virsmas izmaksas vēsturiski tika uzskatītas par pārmērīgām.
PTFE siltummainis ar liekām caurulēm maina šo aprēķinu. Zemākas PTFE materiālu izmaksas, salīdzinot ar augstas -leģētiem metāliem, apvienojumā ar spēju izolēt atsevišķas cauruļu ejas, padara N+1 dublēšanu ekonomiski izdevīgu kritiskos apkures lietojumos.
N+1 Pass atlaišanas koncepcija
Siltummainis ir sadalīts N+1 neatkarīgos cauruļu gājienos, kur N ir pāreju skaits, kas nepieciešams, lai nodrošinātu visu paredzēto siltuma jaudu. Katrai caurlaidei ir savs tvaika padeves izolācijas vārsts, kondensāta izplūdes izolācijas vārsts un tvaika uztvērējs. Caurlaidēm ir kopīga tvaika padeves galvene un kondensāta atgriešanas galvene, taču katru gājienu var atsevišķi izolēt.
Normālas darbības laikā tiek izmantotas visas N{0}} kartes. Katra caurlaide darbojas ar daļu no maksimālās jaudas, ar mazāku tvaika ātrumu un mazāku kondensāta slodzi. Samazinātā slodze pagarina caurules kalpošanas laiku, samazinot šļūdes ātrumu un samazinot eroziju.
Ja vienā piegājienā rodas noplūde, tā tiek izolēta, aizverot padeves un atgaitas vārstus. Atlikušās N pārejas joprojām spēj nodrošināt visu paredzēto siltuma jaudu,{1}}kas tika piemērotas šim neparedzētajam laikam. Noplūdes caurlaide tiek iztukšota un atstāta izolēta līdz nākamajam plānotajam apkopes periodam, kad to var salabot vai nomainīt. Ražošana turpinās bez pārtraukuma.
| Redundances parametrs | Standarta dizains (bez atlaišanas) | N+1 Liekais dizains |
|---|---|---|
| Neatkarīgo cauruļu caurlaides skaits | 1 | N+1 (piemēram, 4 pārejas uz N=3) |
| Siltuma jauda uz vienu gājienu (daļa no kopsummas) | 1.0 (100%) | 1/N (33% N=3) |
| Jauda ar vienu caurlaidi izolēta | 0% (pilnīga izslēgšana) | 100% (joprojām ir pieejamas N biļetes) |
| Tvaika padeves konfigurācija | Viens vārsts, viena galvene | Atsevišķs izolācijas vārsts vienā gājienā; kopējā galvene |
| Kondensāta konfigurācija | Viena slazds | Atsevišķs slazds un izolācijas vārsts vienā piegājienā |
| Iziet izolācijas laiku pēc noplūdes noteikšanas | N/A (viss siltummainis izolēts) | < 5 minutes (close two valves) |
| Vienas caurules atteices ietekme uz ražošanu | Pilna pietura; 1-3 dienu dīkstāve | Nav; turpināja darbu ar pilnu jaudu |
| Papildu virsmas laukums salīdzinājumā ar ne-lieku | N/A | +33% (N=3 ar 4 piespēlēm) |
| Papildu izmaksas salīdzinājumā ar ne-lieku PTFE | N/A | +25-30% (papildu caurules, vārsti, slazdi) |
Noplūdes noteikšanas un izolācijas loģika
Katrai liekajai caurlaidei ir nepieciešama neatkarīga noplūdes noteikšana, lai noteiktu, kura caurlaide ir neizdevusies. Vadītspējas zondes katrā kondensāta izplūdes atverē (kā aprakstīts iepriekšējā analīzē) nodrošina reāllaika noteikšanu. Ja vienā piegājienā tiek konstatēta vadītspējas novirze, vadības sistēma iedarbina trauksmi un identificē ietekmēto pāreju.
Izolēšana ir manuāla vai automatizēta atkarībā no procesa kritiskuma. Automātiskajai izolācijai tiek izmantoti pneimatiski darbināmi lodveida vārsti tvaika padevei un kondensāta atgriešanai katrā gājienā. Konstatējot noplūdi, skartās vietas vārsti automātiski aizveras dažu sekunžu laikā. Operators tiek brīdināts un var pārbaudīt izolāciju, kamēr atlikušās gaitas turpina sildīšanu.
Vissvarīgākajiem lietojumiem ir norādīta automatizēta izolācija ar manuālu atiestatīšanu. Sistēma automātiski izolē noplūdes caurlaidi, taču ir nepieciešama operatora iejaukšanās, lai atjaunotu šo caurlaidi,{1}}lai novērstu automātisku ciklisku darbību, ja noplūdes noteikšanas signāls svārstās.
Izmaksu{0}}ieguvumu pamatojums
N+1 atlaišanas papildu izmaksas ir aptuveni 25-30% no PTFE siltummaiņa bāzes izmaksām. Farmācijas piemērā ar dīkstāves izmaksām 180 000 USD dienā, atlaišanas ieguldījums tiek atgūts, ja tas novērš vienas dienas ražošanas zudumu iekārtas 15 gadu darbības laikā. Vismaz vienas caurules atteices iespējamība 15 nepārtrauktas darbības gadu laikā ir ievērojama — pat PTFE, kam ir lieliska uzticamība, taču tas nav imūna pret iespējamu šļūdes atteici vai nejaušiem mehāniskiem bojājumiem.
Atlaišanas ieguldījums ir apdrošināšana pret notikumiem, kas statistiski ticami ilgā aprīkojuma kalpošanas laikā. Ja viena dīkstāves notikuma izmaksas pārsniedz papildu atlaišanas izmaksas 10–100 reizes, ekonomiskais pamatojums ir pārliecinošs.
Kopsavilkums
PTFE siltummainis ar N+1 liekām caurulēm nodrošina nepārtrauktu pilnas-jaudas darbību pēc vienas caurules atteices. Katra caurlaide ir neatkarīgi izolējama ar īpašiem tvaika padeves un kondensāta atgriešanas vārstiem. Noplūdes noteikšana katrā kondensāta izplūdes atverē identificē neveiksmīgo caurlaidi, kas tiek izolēta, kamēr atlikušie N pārejas turpina karsēt.
Atlaišanas izmaksas par 25-30% ir pamatotas, ja viena ražošanas pārtraukuma izmaksas pārsniedz atlaišanas ieguldījumus — šis nosacījums ir izpildīts lielākajā daļā farmaceitisko, kosmosa un nepārtraukto ķīmisko procesu.
Inženiertehniskais atbalsts liekām PTFE siltummaiņa specifikācijām ir pieejams, iesniedzot projektēto siltuma nodevu, dīkstāves izmaksas, pieņemamu cauruļu caurlaides skaitu un izolācijas vārsta iedarbināšanas automatizācijas preferences.
