Авторы: С.В. Березин (Fluiten Italia SpA), А.А. Кобзев (ITT Goulds Pumps).
Опубликовано в журнале Химическая техника №7/2018
В настоящее время актуальной задачей ведущих российских химических и нефтехимических предприятий является не только модернизация действующих мощностей, но и реализация амбициозных проектов по строительству новых установок и новых заводов с целью наращивания объемов выпуска продукции или диверсификации производственных процессов.
Использование передовых технологических решений и глобального опыта проектирования новых объектов вовлекает в подобные работы лицензиаров, проектировщиков и поставщиков оборудования с мировым опытом. Таким образом, проект приобретает статус международного.
Существует, как правило, несколько этапов, в рамках которых поступательно решаются различные вопросы, начиная от общих очертаний базового проекта и заканчивая определением поставщиков оборудования, в том числе насосов и компрессоров, а зачастую и комплектующих к ним (например, торцовых уплотне-ний). Можно выделить следующие этапы, представленные в таблице.
Сторонами, вовлеченными в проектный процесс, как, правило, являются:
- предприятие – конечный пользователь оборудования (нефтеперерабатывающий завод, химические предприятия, магистральные насосные станции и т.д.);
- головная компания, в которое входит предприятие – конечный пользователь;
- лицензиар технологического процесса;
- EPC-контрактор (от англ. Engineering, Procurement and Construction – «инжиниринг, закупки и строительство»);
- локальный проектный институт, выполняющий функции локализации проекта (опционально данные функции в зависимости от компетенций также может выполнять EPC-контрактор);
- поставщики основного оборудования (теплообменники, насосы, компрессора, мешалки и др.);
- поставщики второго уровня (поставщики торцовых уплотнений, электродвигателей и др.);
- поставщики третьего уровня (поставщики приборов КИП, трубопроводной обвязки и др.).
Все вовлеченные стороны, как правило, находятся в разных странах, говорят на разных языках и по умолчанию руководствуются разными нормами. Нередко случается, что каждая из сторон также делает определенные технические допущения, и если одни такие допущения накладываются на другие, то в конечном итоге насосный агрегат может эксплуатироваться в условиях, отличных от оптимальных для подобранного оборудования.
Приведем несколько примеров.
- Влияние кавитационного запаса системы. Довольно часто на стадии проектно-изыскательных работ значение кавитационного запаса системы приводится либо с оговорками, либо вообще не приводится. Соответственно, заниженные значения приводят к тому, что вместо более экономически эффективного консольного насоса поставщики вынуждены предлагать двухопорные насосы с рабочим колесом двухстороннего всасывания, а то и вообще вертикальные полупогружные насосы, установленные «в стакане» (тип VS6 по стандарту API 610). И, наоборот, понижение значения кавитационного запаса системы на более поздних стадиях проекта может заставить поставщиков переходить на другие типы насосов, что означает для них практически полный пересмотр технического решения, включая работу с субпоставщиками.
- Особое внимание необходимо уделить работе проектных организаций с технологами конечного пользователя. Насос подбирается поставщиком с учетом оптимальных характеристик в рабочей точке, которую задает проектировщик в опросных листах (насос подбирается максимально близко к так называемой точке максимального КПД). Как правило, большинство центробежных насосов на НПЗ работают на фиксированной скорости без применения частотно-регулируемого привода. Cоответственно, если реальные необходимые параметры предприятия отличаются от запроектированных, то насос работает уже не в оптимальной зоне, что, в свою очередь, приводит к повышенным значениям вибрации, и, как следствие, к повышенному изнашиванию деталей насоса, подшипников и торцовых уплотнений.
Конечный пользователь может не знать всех последних технических решений, которые предлагают поставщики, а поставщики, в свою очередь, могут не знать особенностей предприятий и сложившихся на них особенностей эксплуатационной работы.
Как правило, структура поставщиков оборудования в рамках проекта является вертикальной иерархической структурой, где каждый последующий уровень на практике выглядит на этапе проектирования иерархически менее значимым для конечного заказчика. Рассмотрим место датчика давления системы обвязки торцовых уплотнений в этой иерархии:
- запрос на насосный агрегат формирует EPC-контрактор на базе данных, полученных от лицензиара базового процесса, и отправляет его в локальный проектный институт;
- проектный институт адаптирует запрос под конкретные требования конечного заказчика и местные нормы, правила и стандарты, запрос отправляется поставщикам насосных агрегатов;
- поставщик насосного агрегата – это, как правило, компания, занимающаяся производством насосов, при этом закупающая все другие изделия, входящие в состав агрегата. Производитель насоса запрашивает производителя торцовых уплотнений на поставку непосредственно торцовых уплотнений и систем их промывки;
- компании, занимающиеся производством торцовых уплотнений, закупают датчик давления у производителя и монтируют его в бачок системы промывки, который зачастую также производится сторонним предприятием.
Весовые коэффициенты, отражающие реальное положение и важность правильного предварительного подбора оборудования различных видов, часто меняются уже на этапе пусконаладочных работ и ввода в эксплуатацию. Так, в приведенном примере может сложиться следующая ситуация. Если до условного производителя датчика температуры, расположенного, например в Германии, не будет доведена информация по требованиям к поверке согласно нормам Российской Федерации, то вполне вероятно, что эти поверки произведены не будут, что в свою очередь чревато невозможностью запуска всей производственной линии.
Приведем еще один пример. Выбор торцового уплотнения обусловлен такими параметрами, как свойства перекачиваемой среды, рабочие характеристики насоса или иного динамического оборудования, особенности технологического процесса. Существенная часть этих данных попадает к производителю торцовых уплотнений уже непосредственно в процессе тендерных процедур. При этом часто важные для оптимального подбора нюансы не отражаются (полностью или частично) в опросных листах. Некоторая проблематика связана также с намеренным упрощением вариантов конструкции уплотнений или планов обвязки к ним в угоду экономической составляющей «здесь и сейчас».
Возможные последствия:
- выбор конструкции, не соответствующей требованиям технических регламентов (одинарное или двойное) для перекачиваемых сред;
- существенное снижение ресурса уплотнений, так как не учтены условия работы (наличие механических примесей, химическая стойкость материалов уплотнения, скачки давления при запуске, временная смена перекачиваемой среды и т.п.)
- некорректная работа системы обвязки (неверный расчет утечки затворной жидкости, неверный расчет времени необходимой дозаправки системы, отсутствие необходимого перепада давления затворной жидкости и перекачиваемой среды).
При этом торцовое уплотнение, правильно подобранное на стадии проектно-изыскательных работ, с одной стороны, будет иметь приемлемую стоимость, что важно для EPC-контрактора и поставщика насосного агрегата, а с другой – грамотный технический выбор уплотнения и системы обвязки к нему даст надежную эксплуатацию и снижение стоимости обслуживания в будущем для конечного заказчика, так как, по статистике, более 50% выхода из строя динамического оборудования в процессе эксплуатации связаны с выходом из строя уплотнений. Причиной этого в более чем трети случаев является некорректный выбор материала или конструкции уплотнения, сделанный при проектировании.
Сроки выполнения проектных этапов зачастую сжатые, а ввиду многоуровневой иерархичности риски ошибок велики. Соответственно, взаимодействие всех вовлеченных сторон уже на этапе проектно-изыскательных работ крайне важно для конечного результата. Проведение установочных технических совещаний позволит подобрать наиболее экономически выгодное и технически оптимальное решение для конечного пользователя. В совещаниях должны быть задействованы не только специалисты-механики, но и технологи.
| Этап | Результат |
| Предварительная проектно-изыскательная работа (англ. Pre-FEED), целью которой является определение объема работ |
|
| Проектно-изыскательная работа (англ. FEED Front End Engineering Design) – предварительное проектирование проекта на основании данных, полученных в процессе предварительной проектно-изыскательной работы |
|
| Стадия технического проектирования (англ. EDS – Engineering Desiпn Stage), основанная на данных от предыдущего этапа |
|
| Детальное инженерное проектирование (англ. DE – Detailed Engineering), производимое на основе данных, полученных на стадии технического проектирования. Цель – разработка финальных версий всех технических документов, а также анализ эксплуатационных опасностей и работоспособности технологического оборудования |
|
| Монтажно-установочный этап (англ. Construction) |
|
| Предварительные пусконаладочные работы (англ. Pre-Commissioning) | |
| Ввод в эксплуатацию (англ. Start-Up) | |
| Завершение проекта (англ. Project Close Out) |
Уверены, что информация из данной статьи будет интересна широкому кругу лиц, вовлеченному в процесс проектной деятельности. Технологии и оборудование в нефтяной и химической отрасли развиваются стремительно. Грамотная реализация международных проектов, учитывающая последние достижения науки и техники и локальные нормы, позволяет не только обеспечить промышленность самыми современными, экономичными и экологически безопасными технологиями, но и повысить технические компетенции всех вовлеченных в реализацию проекта сотрудников.
Это первая статья в цикле «Мнение специалистов», в котором высказываются мнения на актуальные вопросы по применению оборудования для химического и нефтегазового сектора.
При возникновении каких-либо вопросов с авторами статьи можно связаться по электронной почте:
Березин Сергей Викторович: bsv135@mail.ru
Кобзев Алексей Александрович: kobzev.alexey@gmail.com
