4.6. Связи

Связь – это физический канал, по которому происходит обмен вещест­вом, энергией и информацией между элементами системы (внутренняя связь) и между отдельными системами (внешняя связь). К внешним связям относят ресурсы сырья, вспомогательных материалов, энергии, финансовые и трудо­вые ресурсы, технику. Информационные внешние связи могут быть пред­став­лены связями с потребителями, поставщиками, банками, товарно-сырье­выми биржами, рынком ценных бумаг, налоговыми управлениями, реклам­ны­ми агентствами и т.д. Наиболее важна связь с потребляющими химичес­кий продукт системами, ибо они определяют смысл существования ХТС.

По этой причине в состав ХТС обязательно включают подсистемы, изу­чающие рынок химических товаров, прогнозирования изменения спроса на отдельные виды продуктов и т.д. По физическому смыслу связи подразде­ля-ют на материальные, энергетические и информационные. Первые два типа от­но­сятся к технологическим.

4.6.1. Материальные связи – это потоки сырья, вспомогательных ма-те­риалов, продуктов и полупродуктов, отходов.

4.6.2. К энергетическим связям относят потоки топлива, теплоносите­лей и хладагентов. Технологические связи в ХТС представлены в виде маги­ст­­ра­лей газо-, водо- и паропроводов, электрокабелей, электросетей, транс­порт­ных средств.

4.6.3. Информационные связи – это поступающие в систему в виде пневмо-, электро- , теле- и радиосигналов.

По направлению различают прямые и обратные связи. Под мощностью связи понимают ее пропускную способность. Для материального потока она измеряется в кг/ч, для энергетического – в кДж/ч, для информационного – в Мбайт/ч. Роль связи в системе определяется ее влиянием на ход процесса (соединением, усилением, ослаблением, отключением). Наиболее важны так называемые системообразующие связи, разрыв которых приводит к наруше­нию функционирования системы или разрушению одного или нескольких ее элементов.

Технологическая структура ХТС реализуется в определенной последо­ва­тельности внутренних технологических связей между элементами. Основ­ные виды структур определяются способами соединения операторов между собой. Различают следующие соединения: последовательное, параллельное, обводное (байпасное) и обратное (рецикл) или их комбинации.

Обычно структуру ХТС представляют словесным описанием, графи-чес­­кой или матричной формами. Словесное описание используют при доку­ментальном оформлении технологической схемы, которая является состав­ной частью технологического регламента. Графические методы представля­ются наиболее информативными и наглядными. В зависимости от элемент­но­го состава, характера связей и назначения различают функциональные, опе­раторные, структурные и технологические схемы.

Элементами структуры в функциональной схеме являются подсистемы, соединенные материальными связями. Элементами операторной схемы слу­жат соединенные материальными связями технологические операторы. Операторные схемы дают наглядное представление о физико-химической сущ­ности технологических процессов, используемых системой для последо­вательного превращения сырья в готовый продукт.

В структурной схеме операторы представлены в виде блоков, имею­щих несколько входов и выходов, соединенных между собой сплошными ли­ниями, изображающими материальные связи. В отличие от операторной схе­­мы, на структурной схеме изображают также энергетические связи, кото­рые чаще располагают перпендикулярно блоку и показывают пунктиром. При раз­­работке структурной схемы изображения операторов заменяют пря-моу­гольниками, которые затем объединяют в систему материальными (го­ри­зон­тальные линии) и энергетическими (вертикальные линии).

На основе структурной схемы составляют энергетические и тепловые балансы, необходимые для расчета энергоемкости системы и определения тре­буемых поверхностей теплообмена аппаратов.

Технологическую схему составляют на основе операторной, при этом вза­мен технологического оператора ставят аппарат, наиболее соответст­ву­ю­щий требованиям технологической операции, осуществляемoй дан­ным опе-ра­тором (реактор, колонна, смеситель, теплообменник, печь и т. д.). Тех­но­ло-гическая схема состоит из графического изображения соответ­ствующих ап-па­ратов и технологических линий, сопровождаемoe его описанием.

Описание технологической схемы дается по каждой подсистеме, начи-ная с поступления и подготовки сырья и кончая отгрузкой готовой продук­ции, с указанием основных технологических параметров процесса, характе­ристикой используемого основного оборудования, систем регулирования и бло­кировок, со ссылкой на чертеж технологической схемы. На чертеже ука­зывают оборудование, направление движения материальных потоков сырья, продуктов, теплоносителей, вспомогательных материалов, места контроля и регулирования технологических параметров процесса, а также сигнализации и блокировок. Технологическая схема снабжается спецификацией оборудо­ва-ния, технологических линий и привязкой контрольно-измерительных (КИП) и регулирующих приборов (РП).

Принципиальная технологическая схема – упрощенный вариант изобра­жения производственного процесса – представлена технологическими аппа-ратами, необходимыми для промышленной реализации разработанной техно-ло­гии, последовательно соединенными материальными линиями.