Обеспечьте бесперебойную работу
Вашего ключевого оборудования
Онлайн мониторинг состояния ключевого оборудования
снижает затраты на техобслуживание и производственные
потери, предотвращает угрозы безопасности и экологии.
Ключевой или критический?
Прежде чем говорить о контроле технологических активов,
необходимо определиться с понятием ключевого технологического актива. В нашей статье под этим термином мы будем
понимать класс технологических активов, которые обычно не
имеют уже установленных систем контроля, но последствия
их отказов могут быть серьезными. В то время как онлайн
контроль (и защита) критически важного оборудования, такого
как большие компрессоры или турбины, является обычной
практикой на многих производственных площадках, то онлайн
контроль оборудования второго уровня, такого как насосы,
теплообменники, вентиляторные установки, небольшие
компрессоры, градирни и воздушные холодильники (с вентиляторами и оребрением), традиционно считается чрезмерно
дорогим, чтобы его реализовывать, или слишком сложным. В
то же время выход из строя этих не охваченных контролем или
контролируемых вручную активов, или их неисправность, может
привести к серьезному нарушению технологического процесса
или его остановке.
По словам Дуга Уайта, эксперта в области нефтепереработки с более чем 30-летним опытом: «...Мы провели большое
количество исследований для различных НПЗ по всему миру.
Согласно нашему анализу на основе данных, собранных из
многочисленных промышленных источников, порядка 25%
незапланированных простоев на типичном НПЗ связаны с отказом оборудования. Наши сводные данные (Рис. 1) показывают
главные причины незапланированных остановов, снижения
темпов производства, и уменьшения готовности единиц оборудования к работе в связи с каждым из них. В соответствии
с результатами наших исследований, за большинство убытков
ответственны семь классов оборудования: арматура, насосы,
сосуды, компрессоры, трубопроводы, теплообменники и тепловое оборудование».
Рисунок 1
В части расходов на обслуживание данного оборудования
Уайт добавляет: «По результатам нашего отраслевого анализа,
на обслуживание этих семи позиций оборудования уходит до
70% всего бюджета ремонта и обслуживания типичного НПЗ.
Мы выявили близкую взаимосвязь расходов на ремонт и обслуживание с реализуемой стратегией управления основными
активами. Правильный выбор стратегии может способствовать
сокращению издержек, повышению надежности оборудования
и его загруженности.
Весьма заманчивой представляется стратегия концентрации
на сокращении издержек, но такая практика в конечном итоге
приводит к снижению надежности. Техобслуживание и надежность неразрывно связаны между собой. Акцент следует сделать
на повышение надежности, что, в конечном итоге, снизит общую
стоимость владения»
Общие стратегии надежности
Выбор правильной стратегии управления ключевыми активами – это всегда балансирование между стоимостью реализации
и ожидаемой надежностью. Реагирующее техническое обслуживание по принципу «сломалось – заменили» является самой
дорогой и наименее надежной программой обслуживания.
84
НЕФТЕГАЗ INTERNATIONAL
www.neftegazint.ru
Альтернативно на некоторых объектах реализуется программа упреждающего технического обслуживания, делающая
упор на регулярном обслуживании оборудования, независимо
от того, имеется ли для этого объективная потребность или нет.
Хотя такой подход и обеспечивает повышение надежности по
сравнению с методом «эксплуатации на износ», у него все же
есть и недостатки. Ценное время и ресурсы расходуются на
обслуживание систем, объективно не требующих ремонта. Занятый таким обслуживанием персонал мог бы заниматься более
продуктивной деятельностью. А если для обслуживания активов
отсутствуют запасные части, то техпроцесс без необходимости
сбивается, ценное эксплуатационное время тратится впустую.
В ситуации выбора стратегии управления ключевыми
активами идеальным подходом для повышения надежности
и минимизации расходов на обслуживание будет стратегия
автоматического мониторинга – та, что предоставляет онлайн индикацию состояния оборудования. Автоматический
мониторинг позволяет выявлять такие условия техпроцесса,
которые могут способствовать возникновению неисправностей без ведома персонала. Зная о неблагоприятных условиях,
операторы смогут подбирать такие режимы, которые позволят
предотвратить выход оборудования из строя по причинам технологического характера. В случае надвигающейся угрозы отказа
система онлайн индикации подаст предупреждающий сигнал
об ухудшении состояния. Заблаговременное предупреждение
позволяет подготовить к вводу в эксплуатацию запасной агрегат, ликвидировать риск нарушения процесса, выпуска брака и
аварийных инцидентов.
Предупреждающие сигналы на основе анализа данных и их
объединения, полезны только в том случае, если они вовремя
доходят до тех сотрудников, для которых они предназначены.
Организация процесса информирования – очень важная составляющая автоматизированной системы контроля. Подобной
информированности можно достичь разными способами, наиболее эффективный из которых – автоматическое оповещение.
Предупреждающие сигналы в форме текстовых сообщений
или электронной почты гарантируют, что информация сразу же
дойдет до нужного человека.
Раннее предупреждение дает обслуживающему персоналу
информацию, необходимую для принятия решения, о том, когда
требуется ремонт, даже оборудования, не имеющего запасных
частей. Стратегия автоматического контроля приведет процесс
управления ключевыми активами в диспетчерскую, исключая
сбор данных непосредственно на объектах. Централизованный
мониторинг оборудования позволяет не отправлять персонал
для проведения замеров в зоны повышенной опасности.
Технологии онлайн мониторинга доступны уже сейчас
Новый уровень мониторинга ключевого оборудования стал
возможен благодаря достижениям в области беспроводных систем и технологий связи. Беспроводные технологии позволяют
легко и экономично добавлять недостающие каналы измерения
для ключевых технологических активов. Системы контроля
работают по типу «подключи и работай» и обеспечивают простой сбор и анализ данных. Дистанционный контроль и автоматизированные предупреждающие сигналы гарантируют, что
сигналы, сформированные системами контроля, не пропадут,
и корректирующие мероприятия будут проведены до возникновения незапланированного простоя из-за отказа оборудования.
Хотя беспроводная технология и обеспечила простоту и
экономичность добавления новых точек измерения, сам по
себе сбор данных не способен предотвратить отказ оборудования или повысить надежность установки. Для генерирования
предупреждающих сигналов данные необходимо группировать
и анализировать. Сочетание данных о состоянии оборудования, информации о техпроцессе и статистических методов
управления создает эффективную базу для выявления проблем
оборудования. Применение интеллектуальных методов анализа
для выработки значимых тревожных сигналов также помогает
преодолеть нехватку квалифицированных инженеров по надежности или в узких специалистов по конкретному оборудованию, поскольку даже менее опытный персонал может принять
правильные меры, когда проблемы обозначаются понятными
тревожными сигналами.
Следующая составляющая – это предварительно разработанные готовые комплексные решения, включающие прикладное ПО и необходимые измерительные приборы. В качестве
примера можно привести такое ПО для прогностического технического обслуживания, как AMS Suite. Подобные ПО облегчают
получение точной диагностической информации в реальном
времени с широкого ряда единиц оборудования на предприятии.
Результатом являются удобные и всеобъемлющие средства
мониторинга оборудования. Путем объединения данных процесса и технической диагностики комплексное решение может
обеспечить легкое, “plug-and-play” решение проблем, которые
поначалу выглядят совершенно неприступными.
Готовые комплексные решения также дают возможность быстрого развертывания системы на нескольких единицах одного
оборудования. Единообразие методики анализа в применении
ко всем агрегатам какого-либо одного типа (напр., насосам
или вентиляторам) является инструментарием эффективного
принятия решения.
Ниже мы приведем ещё два примера новейших технологий
для мониторинга ключевого оборудования.
Мониторинг состояния воздушного холодильника
Неисправность воздушного холодильника может затруднить
процесс охлаждения и сократить объем выпускаемой заводом
продукции на 0,2% от его производственной мощности. Потери могут возникнуть в техпроцессах с применением колонн
ректификации и дистилляции, охлаждения нефтепродуктов
перед отправкой в резервуарные парки и пр. В жаркие дни, когда
производство еще сильнее зависит от процесса охлаждения,
незапланированный простой холодильника может вызвать внезапное повышение давления в верхней части ректификационной
колонны, что приведет к подрыву предохранительного клапана
и сбросу избыточного давления газа на факел (происшествие,
регистрируемое как аварийная ситуация).
Новое решение от компании Emerson (Air Cooled Heat
Exchanger Monitoring Solution) для контроля состояния воздушного холодильника использует предварительно настроенное
программное приложение и сети проводных или беспроводных
приборов. Как правило, большинство заводов периодически
выполняют мониторинг состояния холодильников вручную.
Однако подобные действия проводятся редко, поэтому быстро
усугубляющиеся проблемы или меняющиеся технологические
условия, которые вызывают неполадки оборудования, часто
остаются незамеченными.
Данное решение позволяет контролировать процесс, диагностировать все виды отказов и предупреждать персонал об
ухудшении состояния оборудования (Рис. 2). Таким образом,
операторы могут отрегулировать ход техпроцесса в соответствии с доступными (сократившимися) возможностями по
охлаждению, а также провести профилактическое техобслуживание. Причинами неполадок могут стать вибрация вентилятора, износ подшипников, наличие на оребренных трубах пыли,
нефти и коррозии, проблемы с жалюзи или низкая температура
окружающей среды. Доказано, что подобное прогностическое
обслуживание экономит до 30% затрат на техобслуживание по
сравнению с ремонтом по факту полного отказа.
Рисунок 2
Мониторинг состояния градирен
Подача качественной охлаждающей воды является критически важным фактором для поддержания непрерывной
производственной деятельности на большинстве объектов. На
производственных предприятиях и НПЗ тысячи литров воды
циркулируют через системы охлаждения. Низкое качество воды
может привести к быстрому засорению всей сети теплообмена,
снизив эффективность процесса охлаждения и ограничив объем
производства. Более того, может потребоваться дополнительный ремонт и останов для очистки.
Проблемы в работе насоса водяного охлаждения или неисправность вентилятора градирни вынуждают операторов
реагировать на внезапное снижение мощности охлаждающей
системы. Даже если не возникнет необходимости в останове
предприятия, перебои при подаче охлаждающей воды могут
спровоцировать срабатывание предохранительного клапана
давления и потребовать временного снижения производительности, что в конечном итоге приведет к неэффективному
использованию производственного оборудования.
Поскольку расходы на химикаты, добавки и очистку пресной
воды входят в категорию самых крупных переменных затрат на
поддержание работоспособности градирни, важную роль играет
скорость очистки и подачи подпиточной воды. Эффективное
управление циркуляцией воды и химических веществ, определяющих ее свойства, требует измерения параметров качества
воды в режиме реального времени. Многие заводы работают с
данными ежедневного или даже еженедельного анализа охлаждающей воды. Онлайн мониторинг качества охлаждающей воды
поможет снизить затраты на подпиточную воду и химикаты, а
также на устранение засоров в теплообменниках.
Интегрированное решение для мониторинга градирен от
Emerson (Cooling Tower Monitoring Solution) включает набор
предварительно настроенных программных приложений, обеспечивающих круглосуточный онлайн-мониторинг и анализ состояния градирни и сопутствующего оборудования. По оценкам
Emerson онлайн-мониторинг и анализ состояния крупногабаритной системы охлаждения воды производительностью 1,3 литра
в минуту может обеспечить дополнительную экономию до $450
000 в год за счет снижения производственных потерь, экономии
энергии и объемов химикатов и воды.
Выгоды от контроля ключевых активов
Простой ключевых активов является причиной снижения
производительности или останова основного процесса, что
приводит к потерям в производстве и прибыли. Программа
автоматического контроля сокращает незапланированные
остановы и замедление темпов производства, обеспечивая
высокую надежность и минимальные расходы на ремонт и
обслуживание. Беспроводные технологии, объединенные с
готовыми комплексными решениями, снижают финансовую
планку проектов мониторинга ключевых активов.
Повышение надежности и снижение расходов на ремонт
и обслуживание означают увеличение прибыли. Как показано
на рис. 3, типовому НПЗ мощностью 250 000 баррелей/сутки
эффективная программа контроля ключевых активов может
принести до $14,7 млн. только за счет выявления предаварийной
динамики состояния оборудования. Предоставление операторам инструмента для выявления и предотвращения опасных
для оборудования режимов работы приносит дополнительную
выгоду полного устранения отказов. Соответственно, экономия может выходить далеко за очерченные в таблице рамки.
Сегодня все необходимые для этого технологии уже существуют на рынке. Передовые НПЗ уже начали переход на системы
автоматического контроля – и уже имеют первые результаты.
Рисунок 3
Узнайте больше о современной технологии контроля
ключевого оборудования на сайте: www.emersonprocess.ru
НЕФТЕГАЗ INTERNATIONAL
www.neftegazint.ru
85