Теоретический материал. Технологическая система - совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения

Технологическая система - совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения, предметов производства и исполнителей для выполнения в регламентированных условиях производства заданных технологических процессов или операций.

Подсистема технологической системы - технологическая система, выделяемая по функциональному или структурному признаку из технологической системы более высокого уровня.

Технологический комплекс - совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения для выполнения в регламентированных условиях производства заданных технологических процессов или операций.

Элемент технологической системы - часть технологической системы, условно принимаемая неделимой на данной стадии ее анализа.

К предметам производства относятся: материал, заготовка, полуфабрикат и изделие, находящиеся в соответствии с выполняемым технологическим процессом в стадии хранения, транспортирования, формообразования, обработки, сборки, ремонта, контроля и испытаний. К регламентированным условиям производства относятся: регулярность поступления предметов производства, параметры энергоснабжения, параметры окружающей среды и др.

Следует различать четыре иерархических уровня технологических систем: технологические системы операций, технологические системы процессов, технологические системы производственных подразделений и технологические системы предприятий.

Принято выделять пять видов технической системы:

- работоспособное состояние технологической системы: состояние технологической системы, при котором значения параметров и (или) показателей качества изготовляемой продукции, производительности, материальных и стоимостных затрат на изготовление продукции соответствуют требованиям, установленным в нормативно-технической и (или) конструкторской и технологической документации. К параметрам производительности относятся: номинальная и цикловая производительность, штучное время и т.д. К параметрам материальных и стоимостных затрат относятся: расход сырья, материалов, энергии, инструментов, стоимость технического обслуживания и ремонта и т.д.

- неработоспособное состояние технологической системы: состояние технологической системы, при котором значение хотя бы одного параметра и (или) показателя качества изготовляемой продукции, производительности, материальных и стоимостных затрат на изготовление продукции не соответствует требованиям, установленным в нормативно-технической и (или) конструкторской и технологической документации.

- неработоспособное состояние технологической системы по параметрам продукции: состояние технологической системы, при котором значение хотя бы одного параметра и (или) показателя качества изготовляемой продукции не соответствует требованиям, установленным в нормативно-технической и (или) конструкторской и технологической документации.

- неработоспособное состояние технологической системы по производительности: состояние технологической системы, при котором значение хотя бы одного параметра производительности технологической системы не соответствует требованиям, установленным в нормативно-технической и(или) конструкторской и технологической документации.

- неработоспособное состояние технологической системы по затратам: состояние технологической системы, при котором значение хотя бы одного параметра материальных и(или) стоимостных затрат не соответствует требованиям, установленным в технической документации.

Одной из главных предпосылок техногенных чрезвычайных ситуаций является отказ технологических систем, которые являются причиной аварий на производственных объектах. Классификация отказа технологических систем подразделяется по нескольким признакам:

- по характеру нарушения работоспособности;

- по наличию связи с другими объектами;

- по параметрам и показателям качества.

Первый признак - по характеру нарушения работоспособности характеризуется двумя причинами:

- Функциональный отказ технологической системы: отказ технологической системы, в результате которого наступает прекращение ее функционирования, не предусмотренное регламентированными условиями производства или в конструкторской документации.

- Параметрический отказ технологической системы: отказ технологической системы, при котором сохраняется ее функционирование, но происходит выход значений одного или нескольких параметров технологического процесса за пределы, установленные в нормативно-технической и (или) конструкторской и технологической документации.

Второй признак - по наличию связи с другими объектами характеризуется:

- Собственный отказ технологической системы: отказ технологической системы, вызванный нарушением работоспособного состояния ее элементов и (или) функциональных связей между ними.

- Вынужденный отказ технологической системы: отказ технологической системы, вызванный нарушением регламентированных для этой системы условий производства.

Третий признак - по параметрам и показателям качества включает:

- Отказ технологической системы по параметрам продукции: Отказ технологической системы, в результате которого значение хотя бы одного параметра или показателя качества изготовляемой продукции не соответствует требованиям, установленным в нормативно-технической и (или) конструкторской и технологической документации.

- Отказ технологической системы по производительности: Отказ технологической системы, в результате которого значение хотя бы одного параметра производительности технологической системы не соответствует значениям, установленным в нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

- Отказ технологической системы по затратам: отказ технологической системы, в результате которого значение хотя бы одного параметра материальных или стоимостных затрат не соответствует значениям, установленным в технической документации.

Повышение надежности инженерно-технического комплекса объекта заключается в повышении сопротивляемости зданий, сооружений и конструкций объекта к воздействию поражающих факторов производственных аварий, стихийных бедствий и современных средств поражения, в защите оборудования, в наличии средств связи и других средств, составляющих материальную основу производственного процесса.

К числу мероприятий, повышающих устойчивость и механическую прочность зданий, сооружений, оборудования и их конструкций, которые могут являться оценкой инженерно - технической надежности объекта относятся:

Проектирование сооружений с жестким каркасом (металлическим или железобетонным), с увеличенной площадью световых проемов, со стеновым заполнением из облегченных материалов в виде взаимозаменяемых плит сборно-разборной конструкции, с легкой, долговечной и огнестойкой кровлей. Такие материалы способствуют снижению степени разрушения несущих конструкций при землетрясениях, ураганах, взрывах и т.п. бедствиях, и уменьшают действие обломков на технологическое оборудование, а также облегчают работы по восстановлению разрушенного сооружения. При наличии жесткого каркаса разрушение стенового заполнения и кровли ослабляет действие взрыва или урагана, превращает здание в открытое каркасное сооружение, обладающее большой сопротивляемостью скоростному напору ветра.

Применение для несущих конструкций высокопрочных и легких материалов (сталей повышенной прочности, алюминиевых сплавов) для вновь строящихся объектов экономики. В каркасных зданиях большой эффект достигается применением облегченных конструкций стенового заполнения и увеличением световых проемов путем использования стекла, легких панелей из пластиков и других легко разрушающихся материалов; эти материалы и панели, разрушаясь, уменьшают давление ударной волны на каркас сооружения, а обломки их приносят меньший ущерб оборудованию. Очень эффективным является способ применения поворачивающихся панелей, т. е. крепление легких панелей на шарнирах к каркасам колонн сооружений. При действии динамических нагрузок такие панели поворачиваются, что значительно снижает воздействие ударной волны на несущие конструкции сооружений.

При реконструкции существующих промышленных сооружений, так же как и при строительстве новых, следует применять облегченные междуэтажные перекрытия и лестничные марши, усиливая их крепления к балкам; а также легкие, огнестойкие кровельные материалы. Обрушение этих конструкций и материалов принесет меньший вред оборудованию, чем тяжелые железобетонные перекрытия, кровельные и другие конструкции.

Дополнительное крепление воздушных линий связи, электропередач, наружных трубопроводов на высоких эстакадах в целях защиты от повреждения при ураганах, взрывах и наводнениях, а также скоростного напора воздуха ударной волны ядерного взрыва.

Установка в наиболее ответственных сооружениях дополнительных опор для уменьшения пролетов, усиление наиболее слабых узлов и отдельных элементов несущих конструкций. Устраиваются бетонные или металлические пояса, повышающие жесткость конструкции, и т. д.

Повышение устойчивости оборудования путем усиления его наиболее слабых элементов, а также созданием запасов этих элементов, отдельных узлов и деталей, материалов и инструментов для ремонта и восстановления поврежденного оборудования. Большое значение имеет прочное закрепление на фундаментах станков, установок и другого оборудования, имеющих большую высоту и малую площадь опоры; устройство растяжек и дополнительных опор повышает их устойчивость на опрокидывание. Нежелательно размещать приборы на незакрепленных подставках, тумбах, столах. Тяжелое оборудование размещают, как правило, на нижних этажах производственных зданий. Машины и агрегаты большой ценности рекомендуется размещать в зданиях, имеющих облегченные и труднозагораемые конструкции, обрушение которых не приведет к разрушению этого оборудования.

Рациональная компоновка технологического оборудования при разработке объемно-планировочного решения предприятия, чтобы по возможности исключить повреждения его обломками разрушающихся конструкций и ослабить воздействие землетрясений, взрывов и ураганов. Некоторые виды технологического оборудования размещают вне здания на открытой площадке территории объекта под навесами. Это исключит разрушение его обломками ограждающих конструкций. Особо ценное и уникальное оборудование целесообразно размещать в зданиях с повышенными прочностными характеристиками (наличие жесткого каркаса, пониженная высотность и т. д.), в заглубленных, подземных или специально построенных помещениях повышенной прочности.

Для его защиты в мирное время разрабатываются и при угрозе нападения противника готовятся специальные индивидуальные энергогасящие устройства: камеры, шатры, кожухи, зонты, шкафы, а также сетки, козырьки, которые устанавливаются над станками, приборами и другим технологическим оборудованием. При создании и применении этих устройств следует оценивать эффективность укрытия ими оборудования и исключить возможность их обрушения, срыва и т. п. (например, зонты и козырьки, изготовленные из сплошных листов, могут быть сорваны воздушным потоком).

Устройство дополнительных конструкций, обеспечивающих быструю эвакуацию людей при пожарах, особенно из высотных зданий.

Возведение насыпей и дамб в целях защиты от наводнений. Возведение подпорных стенок, струенаправляющих дамб, селевых ловушек в целях защиты от селевых выносов и т. п. Углубление или надежное укрепление емкостей для хранения и приготовления химикатов, а также устройство автоматических отключающих устройств на системах подачи.

Использование для несущих конструкций высокопрочных, легких и огнестойких материалов (алюминиевые сплавы, сталь). Это повышает их устойчивость к воздействию теплового и светового излучений.

Наиболее важные производственные сооружения следует строить заглубленными или пониженной высотности, прямоугольной формы в плане. Это уменьшает парусность зданий и увеличивает их сопротивляемость к воздействию ударной волны при взрывах. При этом хорошей устойчивостью обладают железобетонные здания с металлическими каркасами в бетонной опалубке.

Должна предусматриваться возможность их герметизации для защиты от химического и радиоактивного заражений.

Оценку категорий технического состояния несущих конструкций, зданий и сооружений, включая грунтовое основание, проводят на основании результатов обследования и поверочных расчетов, которые в зависимости от типа объекта осуществляют в соответствии с общими правилами проведения обследования и мониторинга технического состояния зданий и сооружений. По этой оценке конструкции, здания и сооружения, включая грунтовое основание, подразделяют на находящиеся:

- в нормативном техническом состоянии;

- в работоспособном состоянии;

- в ограниченно работоспособном состоянии;

- в аварийном состоянии.

Для конструкций, зданий и сооружений, включая грунтовое основание, находящихся в нормативном техническом состоянии и работоспособном состоянии, эксплуатация при фактических нагрузках и воздействиях возможна без ограничений. При этом для конструкций, зданий и сооружений, включая грунтовое основание, находящихся в работоспособном состоянии, может устанавливаться требование периодических обследований в процессе эксплуатации.

При ограниченно работоспособном состоянии конструкций, зданий и сооружений, включая грунтовое основание, контролируют их состояние, проведение мероприятий по восстановлению или усилению конструкций и (или) грунтового основания и последующее проведение мониторинга технического состояния (при необходимости).

Эксплуатация зданий и сооружений при аварийном состоянии конструкций, включая грунтовое основание, не допускается. Устанавливается обязательный режим мониторинга.

При комплексном обследовании технического состояния зданий и сооружений объектами обследования являются грунты основания, конструкции и их элементы, технические устройства, оборудование и сети.

Внутри зданий целесообразно применять лёгкие ограждающие несгораемые или трудносгораемые конструкции. Большие здания должны разделяться на секции несгораемыми стенами (брандмауэрами).

Возможность использования душевых помещений для санитарной обработки людей в чрезвычайной ситуации.

Система водоснабжения должна базироваться не менее чем на двух независимых источниках воды, один из которых по возможности должен быть подземным, а при невозможности – водозабор следует предусмотреть за пределами зоне возможных сильных разрушений.

Суммарную мощность головных сооружений необходимо рассчитывать по нормам мирного времени из расчета 50 л/сут на человека.

Сети водоснабжения должны быть собраны по кольцевой схеме, как в городах, так и на объектах. Водопроводное кольцо должно питаться от двух различных городских магистралей.

Приспособление глубинных скважин и резервуаров питьевой воды для раздачи в переносные емкости и их надежная защита от всех видов заражения.

Заглубление всех линий водопровода и размещение пожарных гидрантов, отключающих устройств на территории, которая не может быть завалена при разрушении здания.

Предусматривается обратное использование воды для технических целей, что уменьшает расход воды и загрязнения водоёмов.

При проектировании новых водопроводов старые необходимо сохранять в качестве резервных.

На многих промышленных объектах газ используется как топливо, а на некоторых объектах (химических) – как исходное сырье. При разрушении газовых сетей газ может явиться причиной взрыва и пожара.

Газ должен подаваться в города и на объектах по двум независимым газопроводам через две газораспределительные станции, что повышает надёжность снабжения.

Газораспределительные станции размещаются за пределами города зоне возможных слабых разрушений с разных сторон.

Размещение насосных и компрессорных станций магистральных газо- и нефтепроводов за зонами возможных разрушений.

Газовые сети в категорированных городах и на объекте закольцовываются и прокладываются под землей. На них в определенных местах должны быть установлены отключающие устройства.

На газопроводах должна устанавливаться запорная арматура с дистанционным управлением и краны, автоматически прекращающие подачу газа при разрыве труб, что позволяет отключить газовые сети определенных участков промышленного объекта.

Электроснабжение является основой всякого производства, влияющее на работу объекта в нормальных условиях и при чрезвычайных условиях. Поэтому энергетические сооружения и электрические сети должны обеспечивать устойчивость электроснабжения. В настоящее время в стране существуют энергосистемы, условно разделяемые на три группы: сформированные на базе линий 500 кВт (центр, Урал и др.); 330 кВт (Северо-запад, Юг) и 220 кВт (Забайкалье, Юг, Дальний Восток и др.).

Энергоснабжение должно осуществляться от энергосистем, в состав которых входят электростанции, работающие на различных видах энергоносителей (газ, нефть, уголь, вода).

Снабжение электроэнергией крупных городов и объект следует предусматривать от двух независимых источников. При снабжении же объекта от одного источника должно быть не менее двух вводов с разных направлений.

Крупные тепловые электростанции мощностью 600 МВт и более должны размещаться на расстоянии не менее двух радиусов зон возможных сильных разрушений друг от друга и от категорированного города.

На объектах необходимо создавать резервные источники электроснабжения, а также передвижные (судовые, железнодорожные и др.).

Электроэнергия к участкам производства объекты должна подаваться по независимым электрокабелям, проложенным под землей.

Энергосистемы, сети выполняются по кольцевой системе. Сети размещаются вне зон возможных разрушений.

Линии электропередач зоны возможных слабых разрушений должны проходить по разным трассам, закольцовываться и подключаться к нескольким источникам.

Итак, для управления энергосистемами должны быть отдельные загородные диспетчерские пункты.

Размещение за зоной возможных сильных разрушений, то есть в зоне возможных слабых разрушений осуществляется:

- транзитных высоковольтных линий электропередач;

- узловых электростанций;

- подстанций электроснабжения насосных и компрессорных станций магистральных нефте- и газопроводов.

При размещении атомных электростанций (АЭС, АСТ, АТЭЦ и т.п.) на территории страны должны учитываться требования безопасности согласно стандартам. Атомные электростанции можно строить на грунтах, выдерживающих давления 500-800 кПа, то есть на суглинке или скальных грунтах.

Нельзя строить атомные электростанции в местах, где грунтовые воды расположены на глубине не менее трех метров. При выборе места для атомные электростанции необходимо учитывать сейсмичность района, наличие количества воды, направление ветра и др. Ограничивается расстояние от атомные электростанции до населённых пунктов.

Удаление АЭС от зоны отдыха не должно быть менее 25 км. Плотность населения в 25 км зоне не должна превышать 100 чел/км2; дорожная сеть, транспорт должны обеспечивать эвакуацию населения из указанной зоны в течение 4 часов. Численность населения посёлков для работников на атомные электростанции не должна превышать 5000 чел. и удаленность этих поселков от границы проектной зоны застройки города – не менее 8 км. Расстояние от атомной станции теплоснабжения до границы проектной зоны застройки города с численностью населения не более 1.5 млн. чел. должно быть не менее 5 км. В случае размещения атомной электростанции в прибрежной полосе водных объектов общего пользования, расстояние от береговой линии этих объектов до атомной электростанции должно быть более 1 км.

Кроме того, для профилактики и контроля радиационной обстановки вокруг атомной электростанции при ее нормальной эксплуатации устанавливаются санитарно-защитная зона и зона наблюдений в соответствии с нормами радиационной безопасности.

Санитарно-защитная зона – территория вокруг источника ионизирующего излучения, на которой уровень облучения людей в условиях нормальной эксплуатации данного источника может превышать установленный предел дозы облучения населения.

Размер санитарно-защитной зоны зависит от типа и мощности реактора, расчетного количества радиоактивных выбросов, климатических условий и т.п. В пределах санитарно-защитной зоны население не проживает, но могут располагаться здания и сооружения обслуживающего назначения.

Зона наблюдения – территория за пределами санитарно-защитной зоны, на которой проводится радиационный контроль.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: