4. ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЖИМА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ХТС

 МНОГОАССОРТИМЕНТНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Технологическая структура и аппаратурный состав химико-техно-логических систем многоассортиментных производств зависят от временного режима работы аппаратов ее стадий. Рассмотрим характеристики режима функционирования   ХТС  на  примере  индивидуальной системы, состоящей из 4-х аппаратурных стадий с единственным основным аппаратом (рис. 7):

                                                                            друк-фильтр

         Ст. 1:  t₁=5              Ст. 2:  t₂=3              Ст. 3:  t₃=7           Ст. 4:  t₄=4

  Рис. 7.

Рабочий цикл может быть организован двумя способами. Если выпуск каждой следующей партии продукта начинается по окончании выпуска предыдущей, то говорят, что система работает без перекрытия технологических циклов обработки партий на стадиях (рис. 8):

 Рис.8.

В этом случае продолжительность выпуска одной партии продукта, называемая длительностью цикла ХТС, равна сумме длительностей обработки партии на каждой из стадий:  . Как видно из рис. 8, оборудование ХТС используется неэффективно и этот способ организации рабочего цикла системы, как правило, является вынужденным (токсичные, взрывоопасные производства). Чаще всего ХТС многоассортиментных производств работают в режиме перекрытия технологических циклов обработки партий на стадиях (рис. 9). При такой организации рабочего цикла ХТС первая партия продукта будет выпущена через  часов, а каждая из следующих - с промежутком, равным максимальной длительности обработки партии массы на стадии т.е.T_ц=t₃=7 часов.

 Рис.9.

В случаях, когда на некоторых стадиях ХТС установлены несколько аппаратов, длительность цикла зависит от выбранного режима их функционирования и взаимодействия. Для каждой стадии системы вводится понятие минимального периода между выпуском двух последовательных партий продукта p_j. Величина p_j определяется следующим образом:

1)  на стадии  j  установлен один основной аппарат p_j = t_j;

2) на стадии j установлены n_j  идентичных аппаратов и они синхронно обрабатывают равные доли партии:

а) для емкостных аппаратов периодического действия p_j = t_j без учета                            времени  перекачки  и p_j = t_j + (n_j-1) t_T с его учетом (t_T - время транспорта 1/ n_j доли партии);

б) для фильтровального, сушильного оборудования как периодического, так и непрерывного действия ( кроме фильтр-прессов) ;

в) для фильтр-прессов p_j = t_j (каждый следующий фильтр включается после заполнения предыдущего);

3) на стадии j установлены n_j аппаратов и они обрабатывают партии продукта целиком с равномерным запаздыванием   (см. рис. 10: при  n₂=3 3-я партия будет выпущена через 2p₂+t₂ ,  4 - я- через 3p₂+t₂=2t₂ ,  следовательно  );

При непосредственном соединении стадий с основными аппаратами непрерывного и периодического действия величины t_j последних увеличиваются на время подачи или приема массы из непрерывнодействующих аппаратов:  (- доля , затрачиваемая непосредственно на обработку партии на стадии ).  Для промежуточных емкостей, устанавливаемых между такими стадиями,   а величины p_п вычисляются согласно п.п.1)-3) в зависимости от количества емкостей и режима их работы. Длительность цикла ХТС определяется как   .

Стадия, для которой выполняется равенство p_j=T_ц называется лимитирующей по времени.

  Рис. 10.

Пример:

  Ст. 1: t₁=8            Ст. 2: t₂=2       промеж. емк.         Ст. 3: t₃=5

         n₁=2                    n₂=1          n_п=1       n₃=1, h₃=80%

 Рис. 11.

 Рис.12

 а)без промежуточной емкости, аппараты стадии 1 работают синхронно(рис. 12):

б) с промежуточной емкостью, аппараты стадии 1 работают со сдвигом (рис. 13):

    Рис.13.   

Рекомендуемая последовательность построения графика Гантта функционирования индивидуальной ХТС:

1) выбрать режим функционирования основных аппаратов всех стадий системы и способы их взаимодействия, определить для каждой из них минимальный период между выпуском двух последовательных партий продукта p_j; 

2) определить лимитирующую по времени стадию ХТС и длительность цикла обработки партий продукта Т_ц ;

3) изобразить на графике процесс обработки первой партии продукта аппаратами всех стадий системы;

4) изображение процесса обработки всех последующих партий начинать с лимитирующей стадии (график работы всех ее аппаратов должен представлять собой сплошную линию).

Длительность цикла ХТС является важной характеристикой режима ее функционирования, во многом определяющей необходимые размеры основных аппаратов стадий системы. При запланированном объеме выпуска продукта Q и продолжительности его выпуска T, величина Т_ц, соответствующая выбранному режиму функционирования и взаимодействия оборудования стадий ХТС, определяет число выпускаемых партий продукта:

                                                                                                   (2)

и размер каждой из них  . Очевидно, что основные размеры аппаратов стадий системы должны обеспечивать прием и обработку партий выбранного размера.  Если же при заданных значениях Q  и T, найденном значении Т_ц размер партии оказывается слишком велик для аппаратов каких либо стадий, то необходимо уменьшить величину Т_ц, увеличив таким образом число партий  и уменьшив их размер.

Так, если для ХТС из рассмотренного примера задано: Т=4000 часов, Q=80 тонн, то в случае