Курс «Инженер по расчету и выбору регулирующей арматуры»

Начнем с примера. Современный ЦБК – это 4000 регулирующих клапанов, до 10.000 единиц автоматической арматуры, составляющих общий пул до 30.000 единиц арматуры. Все они должны быть точно рассчитаны и поставлены точно в срок. При запуске нового предприятия часто требуется реинжиниринг и замена регулирующих клапанов на критических участках. Это может привести к длительным задержкам пуска предприятия и значительным эксплуатационным потерям, как в самом начале его эксплуатации, так и в процессе всего жизненного цикла оборудования.

ВНЕПРОЦЕССНЫЙ КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

Применение новых принципов оценки надежности для “Внепроцессного контроля качества" (NPQC) прокладывает путь к значительному повышению качества в выборе клапанов, снижению стоимости устанавливаемой арматуры и уменьшения проблем, связанных с арматурой для персонала предприятий при очень привлекательном соотношении затрат и выгод на спецификацию арматуры.

Традиционно, критичными участками эксплуатации для работы арматуры называют те из них, где регулирование или управление процессом сильно затруднено. Это участки с пенообразованием, газовыделением, противопомпажные системы, редукционные клапаны и пр. На них, как правило, устанавливают специальную арматуру.

Отдельным блоком выступают критические участки установки регулирующей арматуры, где недостаточная точность регулирования приводит к большим отклонениям и значительной колебательности процесса.

Приведем пример.

«Комбинат Kruger Waygamatik, Канада имеет следующие показатели:

– Новая бумагоделательная машина для выпуска легкомелованных видов бумаг.

– Коммуникации, основанные на HART протоколе.

– Основная система управления – Metso DNA

– Основное обеспечение – Metso Automation, (регулирующие и отсечные клапаны, датчики концентрации и анализаторы), АВВ – датчики температуры, давления и расхода, Е+Н – расходомеры, Vega – регуляторы давления, Rosemount (управление температурой и давлением от HART DTM).

Клапан подачи осветленной воды обычно способен устранять малые вариации и отклонения от заданного перемещения до 0,8%. Отклонение до 0,8% обычно не так важно, но в этом случае оно имело очень большой эффект на вес м2 бумаги. После выбора клапана с лучшей равнопроцентной характеристикой и его перерасчета, включения в спецификацию цифрового позиционера с возможностью самодиагностики и увеличения надежности измерений отклонение перемещения от заданного было уменьшено до 0,3% и вариации веса м2 были соответственно уменьшены. Для этого клапана было достигнуто значение тревожного сигнала при отклонении перемещения от заданного на величине не более 0,3%.»

(По данным компании Metso Automation)

Как можно видеть из приведенного примера, надежное и, в то же время, недорогое решение было достигнуто при помощи совершенствования расходной характеристики клапана и соответствующего выравнивания коэффициента усиления, но не применения сверхточной и потому дорогой специальной арматуры.

Одной из существенных проблем является то, что количество дорогой арматуры, поставляемой для критичных условий эксплуатации, приводит к неоправданному росту стоимости проекта. Так, глядя на влияние выбранных по проекту клапанов на дополнительные затраты по запуску предприятия или технологической установки, можно увидеть некоторые закономерности. Количество клапанов, работающих не должным образом во время запуска или вскоре после него, и приводящих к задержкам пуска или простоям, составляют, по данным компании F.I.R.S.T Gmbh от 3-х до 6%, в зависимости от процесса. Как правило, это касается критичных участков эксплуатации, и здесь устанавливают наиболее серьезные и дорогие клапаны. Их обычно называют клапанами "с высокими эксплуатационными характеристиками для критических применений” (в общепринятой терминологии High Performance Valves). Их процент в общей стоимости приобретаемых клапанов может составлять до 40%, как это показано на рис.2.5.

Рис. 2.5. Доля поставленной арматуры для критичных условий эксплуатации в проекте нефтехимического завода в Китае.

а) – по количеству; б) – по стоимости

Поэтому имеет смысл выявить их как можно раньше. Если выделить немного больше времени на их тщательный выбор, то это может сэкономить во много раз больше средств, чем нести затраты при устранении неполадок во время эксплуатации.

Эта проблема рождает ряд задач, решение которых позволит резко сократить долю слишком дорогих клапанов без снижения надежности работы технологических линий. Основой этого является анализ проектов и использование сильного программного обеспечения, учитывающего разнообразие возможностей применения арматуры различных классов. К такому программному обеспечению можно отнести программу расчета и выбора клапанов CONVAL компании F.I.R.S.T.Gmbh.