О ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКЕ АСУ ТП И ВЫБОРЕ АРМАТУРЫ КРУПНЫМИ ЭНЕРГОХОЛДИНГАМИ Часть 2

а) Клапан Neles серии Х с улучшенной надежностью для применения в тяжелых условиях отсечки, включая клапаны аварийной безопасности (ESD) и условий высокой цикличности

б) Клапан серии Finetrol с пневмоприводом QPX и цифровым позиционером ND 9100

Какова же реальная отдача от инвестиций при приобретении клапанов, оснащенных смарт технологией? Размер, конечно же, варьируется в зависимости от применения. В типичном случае, экономия за срок службы клапана составит до 30%, тогда как затраты на клапаны со смарт устройствами при закупке выше не более чем на 20%. Потребители должны помнить, что фраза «на 20% больше» относится только к стоимости программно-диагностического комплекса клапана, в то время как фраза «на 30% меньше» относится ко всему жизненному циклу клапана, включая затраты на закупку, установку, ремонт и техническое обслуживание, также как и потеря ожидаемых выгод. Таким образом, отдача от инвестиций от смарт клапанов будет в самом деле значительна.

Проводите сертификацию поставщиков и производителей. Простое соответствие стандартным сертификатам качества или ответы на претензии не обеспечивают приемлемого качества.

Используйте современные способы диагностического обслуживания на основе программно-диагностических комплексов. В дальнейшем применение развернутой диагностики позволяет перейти к планово-диагностическому обслуживанию.

 Оптимизация производится на основе анализа критических позиций клапанов, частоты использования, стоимости и повышения оборачиваемости склада. 

 Это позволит использовать многие способы доверительного управления складом, развивать диагностику, создавать более сильные технические решения в кооперации. Правильный партнер может помочь вам сделать выбор таких клапанов, которые резко повысят качество процессов и обеспечат постоянное снижение затрат. Давайте рассмотрим примеры из работы Метсо.

Более 356 932 Евро было сэкономлено за 2 года при применении подхода, основанного на смарт технологиях.

Основой этого стали следующие решения:

- Заменялись клапаны, выходящие из строя или не соответствующие условиям технологии.

- Решения в области сервиса и технического обслуживания основывались на сервисном договоре, диагностическом обслуживании и экономии на запчастях

- Бюджет проекта рассчитывался на основе расчета экономии по технологии снижения затрат за весь срок владения проектом.

- Использовались новые подходы к планированию остановов с учетом возможности расширения интервалов между остановами и определения критических позиций. Основой является использование цифровых позиционеров ND9000, рис. 11.

Рис. 11. Цифровой позиционер ND 9000

Программы обслуживания по прогнозу текущего состояния окупаются много раз

Затраты по контракту на диагностику и обслуживание по состоянию окупились много раз за счет уменьшения количества клапанов, выводимых с производства, и подвергаемых разборке. Среднее время между ремонтами (критерий MTBR) было значительно расширено для отслеживаемых клапанов, и компания – заказчик отметила дополнительную экономию за счет уменьшения объема заказываемых и поддерживаемых на складе запчастей, также как и уменьшенное количество используемых запчастей для ремонта. Это было достигнуто при помощи диагностики. Было значительно уменьшено время отделов закупок, КИП и механиков на организацию закупки запчастей. Эта экономия способствовала снижению затрат и на других участках или сроков ремонта в других производственных отделах.

Более 335 937 Евро было показано в отчетах клиента как результат экономии при применении планово-диагностического обслуживания.

Экономия была достигнута при снижении затрат на материалы и нормо-часы для 22х клапанов при сравнении с решением без использования диагностики. Клапаны других производителей должны были ремонтироваться каждые 4 года, тогда как при использовании диагностики клапаны Метсо могли работать без сервисных работ более 7 лет. Расчет экономии приведен в табл.5.

Табл. 5. Расчет экономии при использовании смарт клапанов

Из рассмотренных нами примеров с легкостью можно видеть, сколько возможностей экономии не используется предприятиями, не применяющих подходы с позиций полной стоимости владения.

Применение концепции полной стоимости владения с объединением всех затрат, связанных с клапанами, и затрат, связанных с арматурным хозяйством в целом, внедрением смарт технологий и изменением организационных подходов к работе с арматурой являются залогом значительной экономии предприятий в долгосрочной перспективе. Однако если этих пунктов нет в технической политике предприятий, усилия по внедрению этих современных подходов серьезно затрудняются.

Наши оценки показывают неоднозначность решений, приводимых в документах по технической политике. В своем большинстве компании стремятся сохранить установленные комплексы ПТК и использовать арматуру, приведенную в РД 153-34.1-39.504-00. Только в одном крупном энергохолдинге в связи с этим может насчитываться до 8-10 различных ПТК отечественного и зарубежного производства. В утверждаемых АСУ ТП явно заметна замена Российских АСУ ТП на АСУ ТП крупных международных компаний. При этом количество вендоров постоянно уменьшается.

Место АСУ ТП в крупных узлах, таких как турбина и котлы занимают соответствующие производители турбин, имеющие свои системы автоматизации, например, Siemens. Только в растущем сегменте ПГУ мы отметили рост применяемости АСУ ТП, предлагаемых разными вендорами. Наличие достаточно большого разнообразия вендоров заметно только в области малых решений, например, ГДК и других локальных или специальных систем автоматизации.

Через свои дочерние компании по производству и поставке КИП и арматуры, крупные международные компании укрепляют свой пакет предложений по комплексной поставке АСУ ТП, КИП и ЗРА. В этом случае проблемы с совместимостью решений, дальнейшим пуском и эксплуатацией сводятся к минимуму.

Среди вендоров, осуществляющих поставку арматуры, первое место исторически занимают Российские производители, в частности, ЧЗЭМ по энергетической арматуре и ЧЗЭИМ по электроприводам. Пакеты арматуры зарубежных производителей практически не встречается. Однако, при этом в вендор – листах присутствует значительно количество рекомендуемых зарубежных производителей электроприводов.

Рассмотрим основные разрывы между применяемыми в АСУ ТП решениями и предлагаемых в вендор-листах арматурой и приводах. По нашему мнению это следующие основные несоответствия:

- Развитие интеллектуальной составляющей приводов не успевает за современными решениями в области АСУ ТП. Наилучшее свидетельство этому – закладывание устаревших аналоговых сигналов или максимум 4-20 мА, даже в документы технической политики, планирующих развитие АСУ ТП энергообъектов до 2020 г.г.

- В требованиях к арматуре не применяются современные возможности по протоколированию, архивированию данных, снятию диагностических данных с арматуры в он-лайн режиме, не применяются интерфейсы подсказок оперативному и сервисному персоналу по различным видам неисправностей и утечек в арматуре.

- Существует высокая сложность определения неисправностей из-за серьезной разницы в подходах разных производителей компонентов АСУ ТП к построению системы. Причиной является как использование разных протоколов, так и способов организации передачи данных.

- Отсутствуют конкретные требования и регламенты применения новых типов арматуры. В частности многие типы арматуры могли бы быть раскрыты более детально и описаны с точки зрения критериев как связи с АСУ ТП, так и с элементами проектирования и расчета, эксплуатации, унификации, диагностики и обслуживания арматуры.

- Отсутствуют требования к точности регулирования и классам точности регулирующих клапанов. В устранении погрешностей регулирования, как правило, лежит наибольшая доля экономии от работы регулирующих клапанов. Для решения этой проблемы в требованиях к регулирующим клапанам должны быть прописаны требования подтверждения класса точности клапанов по методикам, показанным выше.

- Отсутствует широко применяемая в энергетике пневмоприводная регулирующая арматура, как вследствие проектной инерции, так и отсутствия у предприятий стимулов к энергосбережению. Закон 263-Ф об энергосбережении, а также законы о внутреннем трансфертном образовании цены, исключающей бесплатность получения электроэнергии на внутренние нужды, позволяют надеяться на изменение ситуации.

- В области малых клапанов, составляющих более 80% спецификации арматуры, не используются возможности унификации и связанной с ней современных способов ее диагностики вместо простой замены на новую.

- Ремонтные спецификации арматуры, повторяющиеся из года в год, не анализируются на предмет разработки проектов реконструкции арматурного хозяйства с целью снижения ежегодных затрат на закупку одной и той же арматуры.

-Требования к работе с арматурой, как наиболее массовым элементом оборудования, как правило, не применяются. Не используются модели массового обслуживания, глубокой унификации, включая виды уплотнений, штоков, корпусов арматуры, ее приводов и позиционеров. В результате не используются современные способы организации поставки запчастей, поддержания складов арматуры, изготовления уплотнений непосредственно в ремонтных цехах и пр.

- Применяются подходы к выбору поставщиков только на основе низкой цены. Такие подходы не способствуют росту надежности и безопасной эксплуатации. Применяется много неликвидной, лежалой и пр. арматуры. В связи с этим нет возможности сформировать программы унификации; сокращения складов запчастей и управления ими; снижения операционных издержек на основе внедрения программно-диагностических комплексов.

- При наблюдающейся разносортице клапанов нет возможности более глубокой интеграции, таких как внешняя приемка у поставщиков арматуры на базе одного авторизованного поставщика, имеющего в своем распоряжении гидроиспытательное оборудование, и несущего финансовые обязательства перед энергопредприятием - конечным потребителем.

- Вендор - лист не может быть руководящим документом для отделов закупок без прохождения экспертизы у технических специалистов предприятий для конкретных участков технологических схем. В частности, новые решения на основе пневмоприводной арматуры должны приниматься к рассмотрению по таким узлам как газовые газогорелочные и отсечные контуры.

В целом многие из этих факторов свидетельствуют об общем отставании применяемой арматуры от современных систем автоматизации, рис. 12.

Наибольшее отставание происходит в случае полного невнимания к показателям работы арматуры и использования только решений, базирующихся на низкой цене, вариант 1. При этом разрыв между эффективностью внедрения системы АСУ ТП и возможностью достижения показателей системы на имеющихся регулирующих клапанах будет максимален (П2). В тоже время применение арматуры, отвечающей в большей степени требованиям АСУ ТП способно дать наиболее высокие показатели и собственно системы АСУ ТП (график П3).

1.Включение в техническую политику предприятий положений о росте применения поворотной арматуры в связи с ростом требований по точности регулирования.

Для решения многих задач АСУ ТП может быть предложена схема перспективных решений в соответствии с современными способами повышения эффективности применения арматуры и эффективности арматурного хозяйства в целом, табл. 6.

Табл. 6. Применяемые и перспективные решения по использованию арматуры по видам АСУ ТП

1.Включение в техническую политику положений о повышении доли применения пневмоприводов в регулирующих контурах, способных резко повысить плавность и непрерывность регулирования в АСУ ТП с ужесточением допусков настроек, что приведет к снижению общих потерь расхода.

2.Разработка положений о критериях оценки качества регулирующей арматуры по классам точности на основании методик IEC 60534-4 (Inspection and routine testing, IEC 61514 Methods of evaluating the performance of valve positioners with pneumatic outputs, ISA 75.25 Test Procedure for Control Valve Response Measurement from Step Inputs).

3.Разработка положений о повышении доли информатизации и интеллектуализации арматуры и внедрении программно-диагностических комплексов на основе цифровых технологий и полевых шин, как основе качества и эффективности современных ПТК.

4.Разработка положений о применении требований экологической безопасности к арматуре и возможности ее автоматического контроля на выбросы и протечки. Эффективной схемой может быть сертификация на выбросы (Fugitive emissions) и применение автоматических акустических и газоанализаторов.

5.Закрепление положений в технической политике о подходах к выбору производителя и поставщика арматуры или их альянсов на основе критериев способности обеспечения снижения общей стоимости владения. Для этих целей должны включаться положения о выборе единой платформы арматуры, способов обеспечения ее надежности с применением современных средств диагностики, обеспечения складского резерва запчастей и управления складом, организации обменного фонда, организации внешней приемки и несения финансовых обязательств перед конечным потребителем.

Хотя техническая политика крупных энергохолдингов в области АСУ ТП и должна отражать наиболее современные требования, как к самим системам, так и к автоматической арматуре, однако ближайшее рассмотрение показывает, что еще существуют значительные разрывы между ними. Одновременно существуют и технические и организационные возможности для ее совершенствования.

Целью совершенствования технической политики должно стать внедрение новых стандартов к запорно-регулирующей арматуре и приводам. Особое внимание предстоит уделить степени интеграции арматуры в работу и функциональность АСУ ТП, в т.ч. и с применением поворотной арматуры и пневмоприводов. Во многом это позволит устранить разрывы между современными решениями АСУ ТП и в целом отстающих от них решениями по арматуре.