Poboljšanje pouzdanosti i efikasnosti pogonske opreme termoelektrana. Odnos efikasnosti, pouzdanosti i kvaliteta savremenog menadžmenta
V.F. Rezinskikh, A.G. Tumanovski
OJSC "Sve-ruski dvaput orden Crvene zastave rada Institut za termotehnička istraživanja", Moskva
ANOTATION
Prikazani su neki od najznačajnijih niskobudžetnih tehničkih predloga OAO VTI u cilju poboljšanja pouzdanosti i efikasnosti rada instalirane opreme TE.
1. UVOD
Jedan od osnovnih zadataka Instituta je da obezbijedi pouzdan i efikasan rad postojeće opreme. Oprema instalirana u elektranama 60-80-ih godina prošlog vijeka će se koristiti dugo vremena. Uprkos značajnoj starosti, resursi za poboljšanje njegove pouzdanosti i operativne efikasnosti još nisu u potpunosti iscrpljeni. Ispod je opis nekih brzih tehničkih rješenja koje je razvilo OJSC VTI, a koja će omogućiti proizvodnim kompanijama da efikasnije upravljaju termomehaničkom opremom termoelektrana.
2. OPTIMIZACIJA RASPOREDA OPREME TE
Značajan dio troškova vezanih za proizvodnju toplinske i električne energije otpada na popravku termičke i mehaničke opreme. Prilikom izvođenja popravki slijede dva cilja: održavanje pouzdanosti opreme na prihvatljivom nivou i njena efikasnost. Uslovi popravki i njihov obim regulisani su industrijskim propisima koji postavljaju jedinstvene zahteve za standardnu opremu bez obzira na njeno tehničko stanje. Po pravilu, ovi zahtjevi su konzervativne prirode. Za određenu opremu moguće je smanjiti radove na popravci i/ili odgoditi popravke. Istovremeno, nije isključena situacija kada za opremu koja je odradila zadati resurs, rokovi i obim remonta propisani sistemom preventivnog održavanja više neće osigurati pouzdanost i efikasnost njenog rada. U tom slučaju bit će potrebno smanjiti vijek trajanja remonta i povećati obim popravki.
Svrha ovog rada je optimizacija troškova proizvodne kompanije tokom rada termomehaničke opreme TE za remont.
Za postizanje ovog cilja rješavaju se sljedeći zadaci:
Procjena tehničkog stanja opreme TE elektrana na osnovu podataka o kvarovima opreme, rezultatima dijagnostike i izvršenim popravkama;
Tehnička revizija elektrana sa prognozom degradacije njihovih pokazatelja učinka u periodu remonta;
Procjena rizika povezanih sa izmjenama propisa za kontrolu metala i popravku opreme;
Ekonomska opravdanost prelaska na novi propis za popravku termomehaničke opreme;
Izrada regulatornih dokumenata za kontrolu metala glavnih elemenata kotlova, turbina i cevovoda i pravilnika za njihove popravke.
Dosadašnje iskustvo izvođenja ovog posla u JSC VTI na nizu elektrana na elektranama snage 200-800 MW do sada je omogućilo povećanje resursa između remonta do 50 hiljada sati.
3. MODERNIZACIJA PLINSKIH I NAFTNIH BLOKOVA KORIŠTENJEM KOMBINOVANE GASNE TEHNOLOGIJE
U vezi sa razvojem resursa jedinica, izgleda obećavajuće njihovo osavremenjivanje, što se može učiniti:
Demontaža i zamjena sa ISU;
Modernizacija prema parno-gasnom ciklusu. Da bi ova modernizacija bila kao
efektivno, OJSC VTI predlaže realizaciju ovog projekta u sledećem redosledu:
1) izradu investicionog projekta;
2) izradu tehničkih uslova za opremu;
3) optimizacija termičkih i startnih kola i upravljačkog algoritma;
4) unapređenje režima tretmana vode i hemije vode;
5) izradu mjera zaštite životne sredine;
6) puštanje u rad i garantna ispitivanja.
4. IZRADA PAKETA MJERA ZA PREVOĐENJE RADNIH KOTLOVA NA SAGOREVANJE NEPROJEKTOVANIH GORIVA
Zbog ekonomskih promjena u zemlji, mnoge elektrane su prinuđene da koriste goriva koja nisu projektovana.
Prilikom pretvaranja pogonskih kotlova na sagorevanje neprojektovanog goriva nastaju problemi koji se mogu uspešno prevazići samo ako
njihovo kompleksno rešenje: razvoj mera za pripremu goriva za sagorevanje (sistemi snabdevanja gorivom, sušenje i mlevenje), organizovanje sagorevanja u kotlovskoj peći, čišćenje dimnih gasova od štetnih emisija uz obezbeđivanje pouzdanosti rada opreme i postizanje zahtevanih standarda za zaštitu životne sredine i ekonomski pokazatelji
Kao rezultat implementacije ovih mjera, moguće je osigurati efikasnost kotlova, smanjiti štetne emisije na propisane standarde, povećati pouzdanost i efikasnost pojedinih kotlova.
5. RAZVOJ I IMPLEMENTACIJA INTEGRISANE METODE ZA SMANJENJE EMISIJA AZOTOKSIDA ZA KOTLOVE NA UGALJ I PRIRODNI PLIN
U mnogim energetskim sistemima evropskog dijela Rusije i Urala, kotlovi na prah uglja rade na prirodni plin tokom proljetno-ljetnog i jesenskog perioda i primorani su sagorijevati čvrsto gorivo samo 2-3 mjeseca. Za takve kotlove, iz ekonomskih razloga, nije racionalno graditi instalacije za prečišćavanje dimnih gasova od NOX, čak ni u slučajevima kada je sadržaj atmosferskih gasova iz drugih izvora visok.
Značajno smanjenje emisije može se postići trostepenim sagorijevanjem uz smanjenje NOX stvaranjem lokalne redukcijske zone u peći.
OAO "VTI" predlaže implementaciju projekta koji energetskim sistemima omogućava smanjenje emisije ΝΟΧ iz sagorevanja uglja za 75% uz minimalne troškove.
6. RAZVOJ MJERA ZA SMANJENJE PLINSKE KOROZIJE GREJNIH POVRŠINA KOTLOVA
U toku rada kotlova na čvrsta, tečna i gasovita goriva sa visokim sadržajem sumpora uočava se korozija ekrana komora za sagorevanje, pregrejača, ekonomajzera i repnih grejnih površina. Glavni spoj koji uzrokuje koroziju rešetki peći (vodonik sulfid) nastaje u zoni aktivnog sagorijevanja uz nedostatak oksidacijskog sredstva. Eliminacija stvaranja H2S u baklji značajno smanjuje brzinu korozije.
Pregrijači mogu biti podvrgnuti intenzivnoj visokotemperaturnoj koroziji plina zbog aerodinamičke neujednačenosti strujanja vrućih plinova i hidrodinamičke neujednačenosti strujanja medija kroz pojedinačne zavojnice. Zadnje grijaće površine su podvrgnute sumpornoj koroziji, čija je brzina određena temperaturom metala i koncentracijom para sumporne kiseline u plinovima
Predlaže se smanjenje stope korozije sita:
Intenziviranje mešanja tokova prašine i gasa u zapremini komore za sagorevanje i na izlazu iz gorionika;
Optimizacija omjera viška zraka gorionika;
Racionalan izbor temperatura u zoni aktivnog sagorevanja;
pregrijači zbog:
Otklanjanje neravnomjernih tokova plina sa vanjske površine cijevi i protoka parovodnog medija između pojedinačnih namotaja - iznutra;
grijači zraka zbog:
Racionalan izbor temperature metala, njegovog kvaliteta, pasivne zaštite (emajliranje i sl.)
7. IZRADA MJERA ZA SMANJENJE ZLAKA GREJNIH POVRŠINA NA KOTLOVIMA NA UGALJ
Šljunak grijnih površina je čest problem kod kotlova na ugalj. DD "VTI" je razvio preporuke za smanjenje zguranja grejnih površina u kotlovima na ugalj.
Smanjenje zguranja sita i konvektivnih grijaćih površina postiže se intenziviranjem paljenja čestica ugljene prašine na izlazu iz gorionika, optimizacijom temperaturnog režima u zoni aktivnog sagorijevanja i eliminacijom zona sa reduciranim plinskim okruženjem. Intenzitet šljake i čvrstoća naslaga mogu se smanjiti za 2-5 puta.
8. RAZVOJ I IMPLEMENTACIJA NA KOTLEVIMA OPERATIVNIH SKD JEDINICA PUNOPREGRIJANIH ILI UGRAĐENIH separatora SA VRHUNSKIM IZLAZOM PARE, OSIGURATI POVEĆANJE POUZDANOSTI PARNIH PREGRIJANIH-POKRETNIH POVRŠINA
Utvrđeno je da se kod postojećih ugrađenih separatora kotlova SKD blokova voda ubacuje u pregrijane grijne površine, što naglo smanjuje njihovu pouzdanost. Kada se koriste separatori s punim otvorom, početna jedinica je značajno pojednostavljena eliminacijom složenih spojnica. (VZ; Dr-1 i Dr-3).
Za specifične objekte predlaže se izrada novih dizajna separatora (punog provrta i ugrađenog sa gornjim izlazom za paru). Kada se koriste separatori s punim otvorom, poboljšat će se hidraulički krugovi parogeneracijskog dijela trakta za izvođenje lansiranja pod kliznim pritiskom u cijelom traktu.
9. UVOĐENJE NA ELEKTRANE SA SCR JEDINICAMA KAPACITETA 300-800 MW REŽIMA PUŠTANJA PRI KLIZNOM PRITISKU U CIJELOM PARVOVODNOM VOZU KOTLOVA
Puštanja agregata SKD 300 i 800 MW na klizeći pritisak u celom putu kotlova iz različitih termičkih stanja, za razliku od puštanja u rad po standardu
Upute za zavijanje su, na primjer, na jedinicama od 800 MW sa kotlovima TPP-804 pokazale sljedeće glavne prednosti: povećana pouzdanost, smanjenje vremena pokretanja iz različitih termičkih stanja i pojednostavljenje operacija pokretanja, ušteda goriva, mogućnost pokretanja jedinica sa "sopstvenom" parom
OJSC VTI predlaže razvoj novih standardnih operativnih uputstava za uvođenje režima pokretanja kliznim pritiskom u čitavom putu kotla, kao i rasporeda zadataka za optimizaciju takvih pokretanja iz različitih termičkih uslova.
10. UNAPREĐENJE SISTEMA ZA PROČIŠĆAVANJE RASHLADNE VODE I KUGLIČNO ČIŠĆENJE KONDENZATSKIH CIJEVI
Postojeći projekti samočistećeg automatizovanog filtera, uređaja za hvatanje kuglica, komora za istovar i druge opreme imaju nedostatke otkrivene tokom rada, što negativno utiče na pouzdanost njihovog rada.
DD "VTI" nudi razvoj i implementaciju poboljšanih strukturnih elemenata opreme za čišćenje kuglica koristeći hidraulični pogon za filter; izrada radne dokumentacije, arhitektonski nadzor izrade i ugradnje.
11. TIPIČNA RJEŠENJA ZA POVEĆANJE DOSTUPNOG TOPLOTNOG OPTEREĆENJA TURBINA ZA GREJANJE SMANJENJEM GUBITAKA TOPLOTE U KONDENZATORU
U toku rada grejnih turbina sa potpuno zatvorenim regulacionim dijafragmama, u cilju obezbeđivanja prihvatljivog toplotnog stanja, obezbeđuje se određeni ventilacioni prolaz pare u LPR, čija je projektna vrednost 20-30 t/h. U slučaju hlađenja kondenzatora cirkulirajućom vodom, toplota ove pare se potpuno gubi. Predlaže se niz mjera za povećanje raspoloživog toplinskog opterećenja turbina kapaciteta 50-185 MW smanjenjem ovog protoka pare za 5-10 puta. Paket mjera uključuje modernizaciju upravljačkih dijafragmi u cilju njihovog zaptivanja i ugradnju novog sistema za hlađenje izduvnih gasova. Ove mjere su testirane na velikom broju turbina. Njihovo uvođenje povećava raspoloživo toplotno opterećenje za 7-10 Gcal/h i omogućava uštedu goriva od najmanje 1 τ c.u. t/h. Istovremeno, ekonomski efekat se postiže bez smanjenja pouzdanosti, manevarske sposobnosti i raspoložive električne energije
OAO VTI je spreman da izradi tehničku dokumentaciju za zaptivanje regulacione membrane i sistema za hlađenje kogeneracionih turbina kapaciteta 50-185 MW, kao i da organizuje njenu implementaciju.
12. RAZVOJ NAČINA I KONSTRUKTIVNIH MJERA ZA SMANJENJE EROZIJSKOG TROŠENJA TURBINA ZA GREJANJE LPP
Prednje ivice radnih lopatica niskotlačnih delova (LPP) podložne su značajnom erozivnom habanju ne samo u poslednjim, već iu prvim fazama LPP. Ovo trošenje je povezano s posebnostima rada u promjenjivim režimima prvog stupnja LPC-a, koji ima regulacionu rotirajuću membranu. Stvarni proces u njemu se značajno razlikuje od procesa prigušivanja, što dovodi do povećanja termičke razlike po stepenu i kao rezultat toga do povećanja stepena vlažnosti u LPR fazama. Analiza stvarnih režima rada turbina na pojedinoj CHPP (prema pritisku u donjem izvlačenju, toplotnom opterećenju, stepenu otvaranja membrane i sl.) omogućava organizovanje ovakvih režima i specifičnih mera čijom se primenom smanjuje količina mase. vlage u LPR stepenima različitih turbina, što osigurava pouzdaniji i trajniji rad
OJSC VTI je spreman za analizu režima rada turbine i izradu preporuka za njihovu optimizaciju, kao i pripremu tehničke dokumentacije za projektne mjere.
13. AUTOMATSKI SISTEM ZA KONTROLU I DIJAGNOSTIKU VIBRACIJA (ASKVD) TURBO JEDINICA, UKLJUČUJUĆI AWP ZA VIBRACIJSKO ODRŽAVANJE ROTACIONE OPREME
ASKVD je razvijen i implementiran na brojnim TE, što osigurava ispunjenje svih zahtjeva PTE i GOST-a za praćenje stanja vibracija turbinskih agregata. Koristeći mrežne tehnologije, u sklopu ASKVD-a implementiran je AWP za održavanje vibracija i kontrolu opreme. Dugogodišnje iskustvo rada na sedam turbinskih agregata Konakovske GRES potvrdilo je efikasnost upotrebe ASKVD-a za otkrivanje kvarova u razvoju, sprječavanje hitnih slučajeva i izvođenje radova na prilagođavanju vibracija.
AD "VTI" je spreman za isporuku sistema, puštanje u rad ASKVD i AWS po principu "ključ u ruke" na bazi postojeće standardne vibracione opreme ili kao komplet u novoj; prilagoditi sistem postojećoj opremi (programi za praćenje, dijagnostiku, balansiranje, analizu arhiviranih podataka itd.); vrši servisno održavanje sistema i njegovu tehničku podršku, obuku osoblja.
14. UVOĐENJE REKUPERACIJSKE TOPLINSKE OBRADE PAROVODA
Zamjena parovoda koji je iscrpio svoj resurs je vrlo skupa i dugotrajna operacija. Pravovremeno i pravilno izvedena rekuperirajuća termička obrada (RHT) može u potpunosti
moguće je obnoviti metalni resurs parovoda. AD "VTI" ima višegodišnje pozitivno iskustvo u održavanju STO.
U okviru ovog posla AD „VTI“ je spreman da utvrdi izvodljivost i načine vođenja STO, organizaciju STO, kao i određivanje resursa obnovljenog parovoda. Restorativna toplinska obrada produžava vijek trajanja parnog cjevovoda za oko dva puta.
15. RAZVOJ I IMPLEMENTACIJA ANTIEROZIJSKIH ZAŠTITNIH PREMAZA ZA LOpatice PARNIH TURBINA
Erozivno trošenje prednjih i stražnjih ivica lopatica posljednjih stupnjeva kondenzacijskih i grijaćih turbina glavni je razlog njihovog prijevremenog kvara i naknadne zamjene novima. Postojeće metode za zaštitu prednjih ivica lopatica su nepouzdane. Titanijumske oštrice, s obzirom na specifična svojstva titanijumskih legura, generalno nemaju zaštitu od erozivnih efekata protoka pare i kapljica.
OAO VTI je razvio i uspešno primenjuje već 10-ak godina tehnologiju nanošenja antierozionih zaštitnih premaza na čelične i titanijumske lopatice parnih turbina, zasnovanu na tehnologiji elektroiskrinog legiranja. Tehnologija omogućava obnavljanje lopatica bez lopatiranja rotora tokom remonta turbine.
Iskustvo VTI akumulirano do danas omogućava povećanje vijeka trajanja oštrica posljednjih faza za najmanje 2 puta. Trenutno je više od 20.000 lopatica poslednjih stepeni turbina K-200-130 LMZ, K-300-240 KhTGZ, K-300-240 LMZ, K-220-44 KhTGZ, K-800-240 LMZ Stavropoljskaya u pogonu, Kostromskaya GRES, Ryazanskaya GRES, Berezovskaya GRES-1, GRES-24, Zainskaya GRES, Iriklinskaya GRES, Kola NPP, itd.
16. ANKETA OPERATIVNOG TLU SA RAZVOJOM PREDLOGA ZA OPTIMIZACIJU NJIHOVOG POSLOVANJA I IZVOĐENJE RADOVA PRILAGOĐAVANJA
Uvjeti rada PPOV mnogih TE su se značajno promijenili, na tržištu su se pojavili novi materijali, reagensi i jono-izmjenjivačke smole. Njihovo uvođenje omogućava postizanje značajnog ekonomskog efekta bez rekonstrukcije PPOV.
Stručnjaci OAO VTI vrše istraživanje TLU-a, razvijaju jeftine mjere za optimizaciju rada TLU-a i pružaju pomoć u njihovoj implementaciji. Rezultati sprovedenih aktivnosti su nove režimske karte rada opreme, revidirana uputstva za upotrebu.
17. IZVOĐENJE ČIŠĆENJA PARA-VODA-KISENIK, PASIVACIJA I KONZERVACIJA PARNIH KOTLOVA, TURBINA I DRUGE TOPLO-MEHANIČKE OPREME TE
Upotreba parno-kiseoničke obrade energetskih kotlova i agregata u cjelini omogućava istovremeno rješavanje problema djelomičnog čišćenja grijaćih površina i protočnog puta turbina, pasivizacije i konzervacije opreme uz malo ili nimalo primjene kemijskih reagensa. .
OAO VTI je razvio metodološke smjernice (MU) za korištenje ove tehnologije kako za čišćenje opreme prije pokretanja tako i za operativno. Zbog činjenice da priroda proizvodnih naslaga može biti izuzetno raznolika, za svaki objekt mora se odabrati tehnologija i shema obrade. Za određeni objekat izrađuju se tehnološki propisi i tehnološka šema. Pruža tehničku pomoć u implementaciji tehnologije.
18. RAZVOJ I SPROVOĐENJE OČUVANJA ENERGETSKE OPREME TOKOM DUGI DANA
DD "VTI" nudi metode očuvanja električne energije i toplovodnih kotlova sa inhibitorima korozije koji stvaraju film ili vazduhom.
Konzervacija inhibitorima stvaranja filma
Prednosti konzervacije sa ovim inhibitorima su sljedeće:
konzerviranje se vrši na sobnoj temperaturi;
rastvor konzervansa se može ponovo koristiti, tj. oprema se može očuvati zauzvrat sa istim inhibitorskim rastvorom, što obezbeđuje značajne uštede;
nakon formiranja zaštitnog filma, rastvor za konzerviranje se može isprazniti (to omogućava popravku ili zamenu opreme) ili ostaviti do kraja perioda konzervacije.
OAO VTI nudi monbalizaciju energetskih kotlova sa niskotoksičnim inhibitorima korozije N-M-1 i D-Sch i nastavku toplovodnih kotlova sa netoksičnim inhibitorom Mincor-12.
Rok zaštitnog dejstva inhibitora kod dreniranja rastvora je 6 meseci, dok je rastvor inhibitora u zapremini za ceo period konzervacije - do dve godine.
Očuvanje vazduha
Ova tehnologija omogućava:
sačuvati opremu od prvog dana isključenja;
zaštititi unutrašnje površine od atmosferske korozije metodom bez reagensa tokom dugog perioda neaktivnosti;
obavljati tekuće popravke na opremi koja je ukinuta;
smanjiti vrijeme oporavka vodeno-hemijskog režima na norme PTE tokom pokretanja nakon zastoja.
AD "VTI" nudi ventilacione agregate za sušenje vazduha tipa VOU i ventilacione sušno-grejne jedinice tipa BONU, namenjene za konzervaciju kotlova i turbina, kao i svoje usluge u toku konzervacije.
19. IZRADA STANDARDA ZA MAKSIMALNO DOZVOLJENE I PRIVREMENO DOGOVORENE EMISIJE (MAL I TEM) ZAGAĐIVAČA U ATMOSFERU ZA TE
JSC "VTI" dugi niz godina razvija projekte MPE za TE sa inventarom emisija zagađujućih materija i odobrenjem od strane organa Rospotrebnadzora i Rostekhnadzora.
Rekonstrukciju i modernizaciju opreme TE prati ekološko opravdanje i prilagođavanje postojećih dokumenata o regulisanju emisije zagađujućih materija. Osim toga, moguće je prilagoditi granice SZZ, ako je to potrebno za ekološke indikatore, uzimajući u obzir puštanje u rad nove opreme. Prilikom prilagođavanja zapremine MPE, standardi za specifične emisije zagađujućih materija u atmosferu utvrđuju se prema metodologiji koju je izradio VTI i preporučilo Ministarstvo prirodnih resursa za upotrebu u 2009. godini.
Uvođenje nove efikasnije opreme za sakupljanje pepela omogućava u mnogim slučajevima opravdanje smanjenja koeficijenta taloženja pepela u atmosferi i prilagođavanje MPE standarda njegovom povećanju bez kršenja ekoloških zahtjeva. Ovo je posebno važno u vezi sa povećanjem udjela čvrstih goriva u strukturi bilansa goriva.
20. TEHNIČKA RJEŠENJA ZA JEFTINU MODERNIZACIJU ELEKTRIČNIH FILTERA U RADU TE
Elektrofilteri moralno i fizički zastarjelih tipova PGD, DGPN, PGD, PGDS sa visinom elektrode do 7,5 m instalirani na termoelektranama na ugalj su do sada iscrpili svoj vijek trajanja, nemaju dovoljne dimenzije da osiguraju standardnu emisiju letećeg pepela u atmosferu i treba ih značajno rekonstruisati kako bi se više puta smanjile emisije letećeg pepela. Noviji uređaji tipa UGZ, EGA, EGB i EHD sa visinom elektrode od 9-12 m u pravilu također ne daju projektne indikatore čišćenja i potrebno ih je modernizirati, što će smanjiti emisiju elektrofilterskog pepela za 2-3 puta. S tim u vezi, potrebno je razviti tehnička rješenja koja omogućavaju, bez povećanja dimenzija, uz umjerene troškove, smanjenje emisije pepela i povećanje pouzdanosti aparata. Takva rješenja uključuju:
Instalacija prefiksa mikrosekundnog pražnjenja na energetske jedinice;
Instalacija sistema za automatsku kontrolu i optimizaciju režima napajanja i otresanja elektroda;
Instalacija automatizovanog sistema za istovar pepela.
Rezultat rada će biti tehnička dokumentacija za modernizaciju elektrofiltera; montaža, nabavka i podešavanje opreme. Očekuje se da će se emisija letećeg pepela smanjiti za 2-3 puta i potrošnja vode za hidraulično uklanjanje pepela za 2 puta.
ZAKLJUČAK
Predstavljena tehnička rješenja ne iscrpljuju cijeli paket prijedloga OAO VTI usmjerenih na poboljšanje pouzdanosti i efikasnosti rada instalirane opreme TE. Spremni smo pažljivo proučiti želje kupaca i pronaći najbolja rješenja za uočene probleme.
480 rub. | 150 UAH | $7,5 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Teza - 480 rubalja, dostava 10 minuta 24 sata dnevno, sedam dana u nedelji i praznicima
Smorodov Evgeny Anatolievich. Metode za poboljšanje pouzdanosti i efikasnosti tehnološke i energetske opreme za proizvodnju i transport nafte i gasa: Dis. ... Dr. tech. nauka: 05.02.13, 26.05.03 Ufa, 2004 317 str. RSL OD, 71:05-5/160
Uvod
1 Metode praćenja i upravljanja parametrima pouzdanosti tehničkih sistema u industriji nafte i gasa 18
1.1 Metode za dobijanje i obradu informacija u industriji nafte i gasa 21
1.2 Metode za modeliranje tehničkih sistema i izgledi za njihovu primjenu za poboljšanje pouzdanosti naftne i plinske opreme 24
1.3 Dijagnostičke metode za praćenje operativne pouzdanosti naftnih i gasnih postrojenja 36
1.4 Metode za poboljšanje pouzdanosti snabdevanja energijom i energetske efikasnosti naftnih i gasnih preduzeća 50
Poglavlje 1 Zaključci 57
2 Razvoj metoda za praćenje i dijagnostiku parametara pouzdanosti rada opreme za proizvodnju nafte i gasa 58
2.1 Uticaj radnih uslova na parametre pouzdanosti naftne i gasne opreme 58
2.2 Razvoj metoda za praćenje i dijagnostiku tehničkog stanja postrojenja za proizvodnju nafte i gasa prema operativnim podacima 89
2.3 Simulacija kvarova tehnološke opreme za proizvodnju nafte i gasa 106
Poglavlje 2 Zaključci 125
3 Razvoj teorijskih osnova i praktičnih metoda za praćenje i dijagnostiku sistema transporta nafte i gasa 126
3.1 Razvoj metoda za analizu podataka dijagnostike vibracija rotacionih mašina 127
3.2 Dijagnoza zapornih ventila kompresorskih stanica magistralnih gasovoda akustičnim metodama 151
3.3 Primena fenomenoloških modela u dijagnostici tehničkog stanja opreme za prenos gasa 157
3.4 Modeliranje dinamike promjena tehničkog stanja opreme za prijenos plina u procesu razvoja operativnog resursa 171
3.5 Određivanje tehničkog stanja gasnih kompresorskih jedinica na osnovu ažuriranog proračuna termodinamičkih parametara
gasnoturbinsko postrojenje 177
Zaključci o poglavlju 3 182
4 Poboljšanje efikasnosti rada naftne i gasne opreme na osnovu optimalnog planiranja 183
4.1 Generalizovane karakteristike proizvodnog fonda polja i ocena efikasnosti geološko-tehničkih operacija 184
4.2 Razvoj metoda za optimalno planiranje aktivnosti održavanja naftne i gasne opreme 193
4.3 Metode smanjenja troškova hitnih mjera oporavka naftnih i plinskih postrojenja 213
4.4 Izrada teorijskih osnova za planiranje i postavljanje objekata za proizvodnju i transport nafte i gasa 234
Zaključci o poglavlju 4 245
5 Unapređenje energetske efikasnosti naftnih i gasnih objekata 247
5.1 Metode za određivanje i korištenje indikatora energetske efikasnosti za naftna i plinska preduzeća 248
5.2 Razvoj metoda za smanjenje gubitaka električne energije na transformatorskim stanicama naftnih i plinskih polja ... 264
5.3 Smanjenje troškova naftnih i gasnih kompanija za energente na osnovu korišćenja autonomnih izvora energije... 273
5.4 Metode optimizacije postavljanja elektroenergetskih objekata prema kriterijumu minimalnih gubitaka energije 279
Poglavlje 5 Zaključci 291
7 Lista korištenih izvora
Uvod u rad
Osiguranje pouzdanosti rada i industrijske sigurnosti objekata naftne i plinske industrije u savremenom društvu je najvažniji zadatak. Tehnološki procesi ekstrakcije i transporta ugljikovodičnih sirovina potencijalno su opasni po prirodi, što je povezano sa velikim količinama zapaljivih organskih sirovina koje se proizvode na poljima i transportuju na velike udaljenosti. Velike nesreće u preduzećima industrije dovode do ekoloških katastrofa, čije otklanjanje posledica zahteva ogromne finansijske troškove, a za obnavljanje prirodnog okruženja potrebno je mnogo godina.
Nivo operativne pouzdanosti tehničkih sistema u industriji nafte i gasa ima direktan uticaj na efikasnost proizvodnje. Problemi povećanja efikasnosti industrije nafte i plina usko su povezani sa zadatkom smanjenja troškova proizvodnje, posebno energetskih resursa i izvođenja mjera popravke i restauracije. Zauzvrat, ovi zadaci su određeni tehničkim stanjem opreme industrije, pa je njihovo rješavanje moguće razvijanjem mjera za poboljšanje pouzdanosti opreme i poboljšanje metoda tehničke dijagnostike.
U ovim uslovima dolazi do naglog porasta potrebe za naučnim razvojem u cilju rešavanja hitnih problema u vezi sa unapređenjem metoda i tehničkih sredstava koja se koriste u industriji nafte i gasa. Uloga naučnih dostignuća u poboljšanju pouzdanosti i sigurnosti rada proizvodnih objekata je nesumnjiva, što je od posebnog značaja s obzirom na ekološke posledice akcidenata u naftno-gasnom kompleksu.
Rad na pouzdanosti naftne i plinske opreme ima niz specifičnosti. Ogromne prostorne skale, izloženost oštrim klimatskim uslovima, karakteristike rada opreme u stalnom
promjenjivi uvjeti rezervoara - svi ovi faktori čine gotovo nemogućim postavljanje eksperimenata u punom obimu, što je uobičajena praksa za klasične studije parametara pouzdanosti opreme. Stoga se velika uloga u proučavanju i predviđanju parametara pouzdanosti pridaje metodama modeliranja kvarova.
Temeljna ograničenja nametnuta modelu u okviru determinističkog pristupa dovela su do sve veće upotrebe stohastičkih modela čije ponašanje može biti mnogo složenije, što u mnogim slučajevima omogućava adekvatnije opisivanje stvarnog tehničkog sistema. Za potrebe modeliranja i predviđanja ponašanja složenih tehničkih sistema sve se više koristi pristup zasnovan na konceptima samoorganizacije, odnosno sinergetike.
Problem dijagnostike opreme usko je povezan sa proučavanjem pouzdanosti. Savremeni dijagnostički sistemi su vrlo savršeni sa tehničke tačke gledišta. Međutim, interpretacija dijagnostičkih rezultata i dalje ostaje ozbiljan problem.
Jednako važan aspekt problema naftnog i gasnog kompleksa je efikasnost proizvodnje. Efikasnost se prije svega podrazumijeva kao nivo utroška svih mogućih resursa, uključujući i energetskih, za održavanje funkcionisanja preduzeća. Troškovi proizvodnje, kao jedna od glavnih komponenti troškova proizvodnje, trenutno predstavljaju ozbiljnu prepreku konkurentnosti ruskih ugljovodonika na međunarodnom tržištu. Stoga je posljednjih godina hitno potreban razvoj i implementacija tehnologija koje štede energiju i resurse.
Direktna povezanost troškova proizvodnje sa učestalošću remonta opreme, a time i stepenom njene pouzdanosti, zahtijeva razvoj metoda za dijagnostiku tehničkog stanja tehnološke opreme i metoda za smanjenje troškova njenog održavanja. I, konačno, neophodno je da bi se smanjili troškovi resursa, prvenstveno energije
7 Razvijat ćemo mjere za uštedu resursa i smanjenje troškova utrošenih resursa.
Razvoj metoda za rješavanje navedenih problema treba graditi uzimajući u obzir povećani nivo kvaliteta i obima inicijalnih informacija koje pružaju automatizirani upravljački i dijagnostički sistemi koji se široko koriste u industrijskim preduzećima.
Svrha disertacije je povećanje efikasnosti i sigurnosti naftnih i gasnih preduzeća razvojem metoda za upravljanje parametrima pouzdanosti rada opreme i smanjenjem troškova proizvodnje za održavanje i energetske resurse. Glavni ciljevi istraživanja:
Razvoj metoda za dijagnostikovanje i predviđanje parametara pouzdanosti rada opreme na osnovu izgradnje modela tehnoloških sistema za proizvodnju i transport ugljovodonika.
Izrada sistema dijagnostičkih parametara za procenu trenutnog tehničkog stanja i preostalog veka opreme na osnovu integrisanog korišćenja informacija sa uređaja za automatizovano prikupljanje podataka.
Razvoj teorijskih osnova i praktičnih metoda za operativno praćenje tehničkog stanja transportnih sistema nafte i gasa korišćenjem statističkih, fenomenoloških i dinamičkih modela.
Poboljšanje efikasnosti rada naftno-gasne opreme na osnovu optimalnog planiranja mjera popravke i restauracije.
Razvoj metodologije za obračun troškova održavanja usluga popravke i restauracije, koja omogućava minimiziranje štete od nezgoda u procesnoj opremi.
Razvoj metoda za poboljšanje pouzdanosti i efikasnosti rada elektroenergetske opreme, uzimajući u obzir promjenjiva opterećenja koja su
8 posljedica promjena uslova rada i tehničkog stanja potrošača energije;
Izrada teorijskih osnova za planiranje teritorijalne lokacije objekata i komunikacija naftnih i gasnih preduzeća u cilju povećanja pouzdanosti napajanja i smanjenja gubitaka energije, vremena oporavka opreme i kapitalnih troškova u izgradnji komunikacionih objekata.
Unapređenje pouzdanosti sistema za snabdevanje energijom ležišta zasnovano na kreiranju principa za plasman autonomnih izvora energije.
Metode rješavanja problema. Prilikom rješavanja postavljenih zadataka korištene su probabilističko-statističke metode, elementi teorije determinističkog haosa, metode teorije igara, teorije redova čekanja, metode za rješavanje problema optimizacije transporta. Za potvrdu zaključaka i implementaciju metoda i algoritama predloženih u radu disertacije, korišćene su industrijske informacije dobijene informaciono-mernim sistemom Skat-95 na više naftnih polja u Zapadnom Sibiru, baza podataka kompjuterskih mernih i upravljačkih sistema kompresora. stanice Bashtransgaz LLC, podaci iz vibracijske i gasnodinamičke dijagnostike TsPTL LLC "Bashtransgaz", podaci iz evidencije otpreme OJSC "Uraltransnefteprodukt" i druge informacije o proizvodnji.
Naučna novina je sljedeća:
Utemeljena je neophodnost prikupljanja i trajnog čuvanja celokupnog obima proizvodnih i dijagnostičkih informacija, te se pokazalo da su takve informacije od velike vrednosti sa stanovišta razvoja perspektivnih dijagnostičkih metoda zasnovanih na matematičkoj obradi velikih količina početnih podaci, kao što su metode matematičke statistike, dinamički haos, razvoj simulacionih modela, itd.
Ukazuje se na neophodnost uzimanja u obzir vremenske zavisnosti toka kvarova opreme usled promene karakteristika polja u procesu njegovog razvoja. Troparametarski model predložen u radu
9 Predviđanje radnog vremena procesne opreme za proizvodnju nafte i plina omogućava više nego udvostručenje pouzdanosti prognoza.
3. Utvrđeno je da različite vrste kvarova opreme imaju determinante
lokalizovanog karaktera na mestu nesreća i utvrđenog statističkog
visoko značajne veze između tipova kvarova i parametara procesa
rad bunara.
Predložena je tehnika za analizu podataka dijagnostike vibracija koja omogućava uzimanje u obzir destruktivnog dejstva stohastičkih procesa u složenim tehničkim sistemima i osigurava prepoznavanje razvojnih nedostataka u opremi za transport nafte i gasa koji su nedostupni tradicionalnim metodama.
Razvijen je skup metoda za optimalno planiranje vremena popravki opreme za proizvodnju nafte i transporta gasa, što omogućava minimiziranje gubitaka preduzeća i zasniva se na retrospektivnoj analizi baza podataka automatizovanih mernih sistema o dinamici protoka bušotine. stope i numerička rješenja dobijena na osnovu simulacionog modela. Predložene metode omogućavaju da se uzmu u obzir ne samo karakteristike pouzdanosti opreme, već i utjecaj faktora kao što su trenutne cijene sirovina i negativan utjecaj samih aktivnosti održavanja.
Prikazane su teorijske odredbe za određivanje strategije izbora vrsta i lokacija autonomnih izvora energije na teritoriji polja, što omogućava povećanje pouzdanosti energetskog snabdijevanja naftnih i plinskih polja i smanjenje troškova utrošene toplinske i električne energije. .
Uzeti za odbranu rezultate naučnog razvoja u oblasti modeliranja tehnoloških procesa i unapređenja dijagnostičkih metoda u cilju poboljšanja pouzdanosti rada tehnološke opreme
10 rudarstvo i osiguranje energetske efikasnosti i industrijske sigurnosti objekata naftne i gasne industrije.
Praktična vrijednost i realizacija rada.
Tehnike i algoritmi za predviđanje vremena kvarova opreme za podzemnu proizvodnju nafte, razvijene u disertaciji, uključene su u razvijeni automatizovani sistem za praćenje parametara proizvodnje nafte "Skat-95". Ovaj sistem je namenjen za upotrebu u velikom broju preduzeća u Zapadnom Sibiru. Korištenje predloženih metoda omogućilo je povećanje pouzdanosti prognoza za kvar ESP pumpi za 2-5 puta.
Metode za izračunavanje učestalosti mera čišćenja koje su predložene u radu testirane su u OAO Uraltransnefteprodukt. Sprovedene studije su pokazale visoku efikasnost metode i tačnost procjena, dovoljnu za praktičnu upotrebu.
Rezultati proračuna korišteni su u planiranju aktivnosti tretmana za naftovode Salavat-Ufa, Ufa-Kambarka, Sineglazovo-Sverdlovsk.
Metode utvrđivanja tehničkog stanja i energetske efikasnosti gasnoturbinskih agregata razvijene u radu disertacije testirane su u službi Centralne kontrolno-tehničke laboratorije JP „Baštransgaz“ i koriste se za praćenje tehničkog stanja GPA.
Prvo poglavlje posvećena je analizi savremenih metoda za modeliranje tehničkih sistema industrije nafte i gasa, sprovedena je analiza metoda za praćenje i regulaciju parametara pouzdanosti proizvodne i transportne opreme.
nafte i gasa i razmatra načine smanjenja troškova utrošenih energetskih resursa.
Izvršena analiza je pokazala da postojeći modeli za predviđanje pouzdanosti naftne i plinske opreme ne uzimaju u obzir dinamiku promjena karakteristika objekta tokom vremena. Istovremeno, postoji veliki broj dobro razvijenih matematičkih metoda koje omogućavaju modeliranje stvarnih fizičkih procesa u složenim tehnološkim sistemima. Donedavno je implementacija ovih metoda bila ograničena nedostatkom dovoljne količine početnih informacija, koje su se po pravilu koristile kao podaci iz evidencije otpreme. Zahvaljujući uvođenju automatizacije i kompjuterskih tehnologija u industriju nafte i gasa i akumuliranim velikim nizovima operativnih podataka, postalo je moguće kreirati i koristiti algoritme i kompjuterske programe koji implementiraju savremene metode modeliranja koji mogu značajno povećati nivo operativne pouzdanosti postrojenja naftne i gasne industrije.
Razmotrene su glavne metode za dijagnosticiranje tehničkog stanja elektroenergetske opreme transporta nafte i gasa i pokazano je da one nemaju potrebnu pouzdanost. Dakle, analiza rezultata vibracione dijagnostike gasnih kompresorskih jedinica pokazala je da se u velikom broju slučajeva razvoj kvara ne prepoznaje postojećim metodama obrade vibracijskih signala. Zaključeno je da je potrebno proširiti skup dijagnostičkih karakteristika i unaprijediti metode obrade dijagnostičkih podataka, koje omogućavaju adekvatnu procjenu trenutnog tehničkog stanja energetskih mašina.
Razmatraju se pitanja povećanja energetske efikasnosti industrije nafte i gasa. Kako bi poboljšali energetsku sigurnost rada i smanjili troškove energetskih resursa, mnoge naftne i plinske kompanije nastoje koristiti vlastite autonomne izvore električne energije. Izvršen je pregled karakteristika i cijene industrijskih autonomnih elektrana različitih tipova. Neophodnost izvođenja
12 studija izvodljivosti za izbor tipa ovakvih instalacija prema kriterijumima: "trošak - kapitalni troškovi - period povrata - trajnost".
Drugo poglavlje je posvećen proučavanju prirode kvarova i modeliranju funkcija pouzdanosti opreme za proizvodnju nafte i plina. Na osnovu korišćenja industrijskih podataka dobijenih uz pomoć automatizovanog sistema za prikupljanje podataka, izvršena je klasifikacija tipova kvarova opreme, utvrđeni zakoni distribucije kvarova za svaku vrstu i određeni parametri ovih zakona.
Na osnovu provedenih studija utvrđeno je da intenzitet raznih vrsta kvarova opreme ovisi o njenoj lokaciji na terenu. Predložena je metoda za grupisanje klastera bušotina na osnovu njihove predispozicije za defekte određenih tipova. Razvijena je metoda za određivanje prostornih zona nenormalno visokih stopa otkaza opreme u razvijenom polju.
Upotreba automatizovanog prikupljanja proizvodnih podataka na naftnom polju omogućava dobijanje uzoraka stotina i hiljada eksperimentalnih tačaka. Takve veličine uzorka omogućavaju razumnu primjenu i tradicionalnih metoda matematičke statistike i metoda teorije nelinearnih sistema, prepoznavanja obrazaca, teorije igara itd. Konkretno, u radu je utvrđeno da su haotične promjene protoka naftnih bušotina determinističke prirode, te je pokazano da fraktalne karakteristike vremenske serije mjerenja protoka omogućavaju otkrivanje defekata u razvoju koji su nedostupni tradicionalnim metode.
Kvarovi na opremi su relativno rijetki događaji. Stoga se javlja problem modeliranja parametara pouzdanosti, uzimajući u obzir malu veličinu uzorka za vanredne događaje i zahtjev za najvećom preciznošću prognoze. Izvršena analiza je pokazala da u uslovima male veličine uzorka najpouzdanije prognoze daje model preporučen metodom teorije rasplinutih skupova.
13 Treće poglavlje posvećena je istraživanju dinamike razvoja kvarova opreme i unapređenju metoda za dijagnostiku sistema transporta nafte i gasa.
Izvršena je analiza razloga niske pouzdanosti vibracione dijagnostike rotacionih pogonskih mašina i utvrđeno je da je jedan od razloga pojava modulacije informativnog dijagnostičkog signala stohastičkim niskofrekventnim signalom. Razmatraju se mogući fizički mehanizmi ovog fenomena.
Na osnovu proučavanja prirode stohastičkih procesa u složenim mehaničkim sistemima, razvijena je tehnika za analizu spektralnih podataka dijagnostike vibracija, koja omogućava da se uzme u obzir destruktivni efekat stohastičkih procesa u složenim tehničkim sistemima i omogućava prepoznavanje razvoj kvarova u opremi za transport nafte i gasa koji su nedostupni tradicionalnim metodama.
Odgovorne komponente transportnog sistema su elementi ventila. Utvrđivanje trenutnog tehničkog stanja ove vrste opreme bez gašenja dionice cjevovoda moguće je pomoću akustičkih dijagnostičkih metoda. Metoda akustičke dijagnostike kvarova na zapornim ventilima sistema za prenos gasa razvijena u radu omogućava utvrđivanje prisustva curenja i kvantitativno procenu stepena razvoja kvarova.
Važan zadatak praćenja tehničkog stanja opreme je istraživanje u cilju razvoja metoda za proračun parametara rada opreme, za koje su potrebna dodatna mjerenja koja nisu predviđena standardnim instrumentima. To uključuje, posebno, metode za izračunavanje efikasnosti pumpnih i kompresorskih jedinica. U radu se predlaže upotreba fenomenoloških modela opreme za pumpanje gasa za procenu tehničkog stanja gasnog kompresorskog agregata na osnovu mernih podataka sa standardnih mernih uređaja.
14 Jedan od problema održavanja opreme je planiranje vremena popravke, uzimajući u obzir trenutno tehničko stanje. Takvi proračuni zahtijevaju statističke podatke o pokazateljima pouzdanosti tokom cijelog radnog vijeka jedinice. U radu je predložena metoda za procjenu dinamike prosječnih radnih karakteristika plinskog kompresorskog agregata tokom cijelog radnog vijeka. Pokazano je da u prosjeku dolazi do monotonog smanjenja operativnih karakteristika agregata u procesu njegovog starenja.
Značajne poteškoće nastaju prilikom izračunavanja efikasnosti energetskih jedinica zbog velike greške mjerenja. Ovaj faktor je posebno važan u metodi proračuna za određivanje potrebnih parametara. Na primjer, nedostatak standardnog termoelementa za mjerenje temperature ispred GPA visokotlačne turbine dovodi do potrebe da se ona izračuna iz temperature na izlazu iz turbine, što povećava ukupnu grešku. U radu se predlaže iterativni metod za proračun koeficijenata tehničkog stanja gasnog kompresorskog agregata, koji omogućava povećanje tačnosti određivanja koeficijenta tehničkog stanja agregata za najmanje 6%. Na osnovu sprovedenih studija sugerisano je da je moguće povećati maksimalnu snagu dotrajalih gasnih turbina, bez narušavanja standarda pouzdanosti, povećanjem maksimalno dozvoljene temperature nakon LPT, što će povećati efikasnost postrojenja za 11 % u odnosu na postojeću.
Četvrto poglavlje posvećena pitanjima racionalnog održavanja postrojenja za proizvodnju i transport ugljovodonika.
Istrošeni resurs naftne i plinske opreme zahtijeva njenu pravovremenu i kvalitetnu popravku i prevenciju. U četvrtom poglavlju rada razmatraju se moguće sheme organizacije održavanja postrojenja za proizvodnju i transport nafte i plina, koje omogućavaju minimiziranje troškova proizvodnje i smanjenje štete od zastoja opreme.
Razvijena je metoda koja vam omogućava da brzo odredite vrijeme popravke, ovisno o stopi pada proizvodnje bunara, koju
15 koji se naziva razvojni kvar pumpne i energetske opreme. Proračuni, dati uzimajući u obzir vrijeme između kvarova pumpne opreme, pokazali su da se, uz primjenu ovih preporuka, specifična dobit preduzeća za proizvodnju nafte povećava za 5-7%.
Sličan problem se javlja i pri planiranju popravki opreme za prijenos plina. U radu je predložen simulacioni model koji omogućava da se na osnovu statističkih podataka o kvarovima opreme za prenos gasa izračuna optimalni period remonta za rad gasnih kompresorskih jedinica. Razvijeni model se može koristiti za planiranje kalendarskih datuma planiranih preventivnih i remonta plinskih kompresorskih jedinica bilo kojeg tipa.
Efikasno upravljanje uslugama popravke i restauracije preduzeća može značajno povećati efikasnost održavanja opreme i time smanjiti gubitke od izgubljene dobiti. U radu se predlaže metod obračuna troškova održavanja remontno-restauratorskih timova naftnih preduzeća, koji omogućava minimiziranje štete od havarija u procesnoj opremi za proizvodnju nafte. Pokazano je da predloženi metod omogućava brzo upravljanje uslugama hitne popravke, u zavisnosti od stepena amortizacije osnovnih sredstava i dinamike cena ekstrahovanih sirovina.
Poznato je da provođenje preventivnog održavanja, posebno vezano za gašenje servisirane opreme, dovodi do opasnosti od „uhodavanja“ kvarova. Stoga se nameće problem racionalnog smanjenja broja ovakvih intervencija u radu mehanizama, pod uslovima bezbednog rada. U radu se predlaže rješenje sličnog problema na primjeru optimizacije perioda između aktivnosti tretmana na plinskoturbinskim motorima plinskih kompresorskih jedinica. U ovom slučaju, kriterij optimizacije je minimiziranje operativnih troškova jedinice, uključujući troškove samih popravaka i dodatnu korist od poboljšanja operativnih karakteristika jedinice.
U zaključku četvrtog poglavlja razvijene su teorijske osnove za planiranje teritorijalne lokacije objekata i komunikacije naftnih i gasnih preduzeća, koje mogu značajno smanjiti gubitke energije, vremena čekanja na popravke opreme i kapitalne troškove u izgradnji komunikacionih vodova. .
Peto poglavlje disertacija je posvećena pitanjima osiguranja pouzdanosti snabdijevanja energijom i energetske sigurnosti naftnih i gasnih preduzeća. Značajna udaljenost potrošača energije od izvora energije stvara niz specifičnih poteškoća koje dovode do smanjenja pouzdanosti opskrbe energijom i, kao rezultat, do smanjenja operativne sigurnosti rada objekata industrije nafte i plina.
U cilju utvrđivanja rezervi za uštedu energetskih resursa, razmatra se struktura potrošnje energije preduzeća, utvrđuju se glavni uzroci neracionalnih gubitaka energije i navode načini za njihovo smanjenje.
Najadekvatniji pokazatelj energetske efikasnosti preduzeća je specifična potrošnja energije. U radu disertacije ovaj pokazatelj je razmatran na primjeru preduzeća za proizvodnju nafte, te je utvrđeno da rast specifične potrošnje energije može poslužiti kao jedan od kriterija za ocjenu predvanrednog stanja tehnološke opreme. Pokazano je da u okviru istog polja razlika u obimu potrošnje energije za proizvodnju nafte može biti 2... ,4 puta.
Da bi se smanjili neracionalni gubici električne energije, potrebno je osigurati racionalno opterećenje transformatorskih stanica. Ovaj problem je u radu disertacije riješen razvojem algoritma za proračun opterećenja, koji omogućava optimizaciju raspodjele opterećenja transformatorskih podstanica na naftnim i plinskim poljima, uzimajući u obzir promjene stvarne snage potrošača energije. Predloženi algoritam omogućava povećanje vijeka trajanja transformatorskih podstanica i energetske opreme približavanjem njihovog opterećenja nominalnom.
Da bi se poboljšala energetska sigurnost rada preduzeća za proizvodnju nafte i gasa, povećala pouzdanost snabdevanja energijom i smanjili gubici tokom prenosa i konverzije, kao i da bi se smanjili troškovi električne i toplotne energije, autonomni izvori se sve više koriste u industrije nafte i gasa. Ovo postavlja problem izbora tipa, kapaciteta i lokacije autonomnih agregata, uzimajući u obzir njihovu pouzdanost, radni vijek, cijenu i minimalne gubitke energije pri prijenosu do potrošača.
Izvršena je analiza radnih karakteristika industrijskih blok izvora energije domaće i strane proizvodnje. Pokazano je da su prema kriterijima "trajnost - cijena energije - pouzdanost" prioritet za preduzeća za proizvodnju nafte i plina sekcioni plinsko-klipni agregati električne energije snage oko 1...5 MW, koji rade na prateći plin. .
Razvijena je tehnika za optimalno postavljanje autonomnih izvora i druge energetske opreme na teritoriji polja. Pokazano je da predloženi algoritam omogućava ne samo povećanje pouzdanosti napajanja naftnih i plinskih polja, već i smanjenje gubitka električne energije u dalekovodima za 2...5 puta.
Autor izražava iskrenu zahvalnost svom naučnom savjetniku profesoru I.R. Baikovu za neprocjenjivu pomoć i podršku u rješavanju problema koji se javljaju u toku rada, profesorima I.R. Kuzeev, Yu.G. Matveev, V.A. Burenin, F. Sh. Khafizov, F.A. Agzamov, R.G. Šarafijevu za raspravu o radu i konstruktivnu kritiku, što je omogućilo značajno poboljšanje strukture disertacije. Autor se zahvaljuje kandidatima tehničkih nauka K.R. Akhmadullin, V.G. Deev, V.Ya. Solovjov i SV. Kitaevu za pružanje podataka za proračune, korisne konsultacije o proizvodnim pitanjima i aktivno učešće u implementaciji razvoja u proizvodnji, te osoblju Odsjeka za industrijsku termoenergetiku UGNTU-a na pažnji prema radu autora.
Metode dobijanja i obrade informacija u industriji nafte i gasa
Metode praćenja parametara pouzdanosti tehničkih sistema zasnivaju se na podacima primarnih mjerenja fizičkih veličina – protoka, pritisaka, temperatura, električnih veličina itd. Tačnost i obim izvršenih mjerenja određuju maksimalnu moguću tačnost modela izgrađenog na njihovoj osnovi.
U skorijoj prošlosti, glavni izvor informacija o proizvodnji bili su zapisi u dispečerskim dnevnikima, u koje su očitanja redovnih mjernih instrumenata upisivana u intervalima od nekoliko sati do dana. S ovom metodom snimanja informacija, brzina odgovora na kvarove pokazala se neprihvatljivo niskom, osim toga, mnoge učinkovite matematičke metode za obradu informacija i modeliranje su se pokazale suštinski neprimjenjivim zbog nedovoljnog broja uzoraka mjerenih parametara. Na primjer, poznato je da je za izračunavanje parametara poput korelacijske dimenzije atraktora, entropije, spektra Ljapunovljevih eksponenata i drugih stohastičkih karakteristika potrebno imati veličinu uzorka od najmanje M M =102+0 4D ivi _ iviMHH iU j j gdje je D dimenzija atraktora.
Ako prihvatimo D 2.8 za stohastičke procese proizvodnje nafte, tada bi broj eksperimentalnih tačaka trebao biti najmanje 1000. Jasno je da se takve količine uzoraka mogu dobiti samo pomoću automatskih mjernih sistema.
Tehničke mogućnosti savremenih mjernih instrumenata i dijagnostičkih uređaja omogućavaju rješavanje ovakvih problema. Standardni uređaji za automatizaciju, oprema i uređaji za tehničku dijagnostiku energetskih mašina, informacionih i mernih sistema naftnih i gasnih polja, omogućavaju prijem i pohranjivanje desetina hiljada merenja u memoriju.
Nove tehnologije omogućile su prevazilaženje jedne od značajnih poteškoća koje ograničavaju pouzdanost statističkih procjena i matematičkih modela tehnoloških procesa nafte i plina – naime, nedostatak obima i niska tačnost podataka o industrijskom radu.
Savremeni automatski kompjuterski sistemi, pušteni u rad u većini naftnih i gasnih kompanija, omogućavaju gotovo neograničeno popunjavanje baza podataka o radnim parametrima, tipovima i kretanju tokom rada čitavog asortimana opreme, troškovima energetskih resursa za proizvodnju i nizu drugih proizvodnih podataka. i indikatori. Aktivno uvođenje kompjuterskih sistema u naftne i gasne kompanije započelo je prije otprilike 8-10 godina (1990-1995) i do sada je količina akumuliranih informacija dostigla “kritičnu masu”, što je omogućilo kvalitativni skok u pristupima problemima pouzdanosti. , dijagnostika i prognoza u industriji nafte i plina.
Razmotrimo jednostavan primjer iz proizvodnje nafte, koji pokazuje potrebu za "dubokim" akumulacijom podataka na vrijeme. Neka 500 dubinskih pumpi radi na polju srednje veličine, sa prosječnim operativnim resursom od oko 500 dana. Dakle, postoji otprilike 1 kvar pumpe dnevno. Za adekvatnu statističku analizu pouzdanosti pumpi potrebno je identifikovati određenu veličinu i marku pumpe, kao i uzeti u obzir vrstu kvara ili kvara. Lako je izračunati da je sa 30 različitih tipova pumpi, 5 agregiranih načina kvara i minimalnom veličinom uzorka od 20 događaja, potreban period posmatranja više od 8 godina. Za isti period potrebni su podaci o protoku, isječenosti vode, injektivnosti injekcionih bunara i drugim podacima o proizvodnji, bez kojih je nemoguće uzeti u obzir uticaj uslova rada na pouzdanost pumpi. Razmatrani jednostavan primjer pokazuje da je praktički nemoguće izvršiti adekvatne proračune parametara pouzdanosti bez upotrebe kompjuterskih tehnologija.
S druge strane, metode modeliranja tehnoloških procesa i predviđanja kvarova opreme također zahtijevaju veliku količinu informacija, ali se dobijaju u relativno kratkom vremenu, uporedivo sa karakterističnim vremenom razvoja kvara ili radnim uslovima (brzine protoka, rez vode, dinamički nivoi, sadržaj nečistoća, itd.). Kao što pokazuje praksa, trajanje takvih perioda je oko 15 ... 30 dana. Tako postaje očigledna potreba za svakodnevnim mjerenjem radnih parametara, što je moguće samo uz automatizirano prikupljanje podataka.
Uticaj radnih uslova na parametre pouzdanosti naftne i gasne opreme
Jedan od bitnih faktora koji utiču na trajnost i pouzdanost opreme za proizvodnju nafte i gasa je skup parametara i karakteristika polja. Očigledno je da će radni vijek potpuno identične opreme koja radi u različitim uvjetima biti različit. Budući da se ovi faktori određuju bez obzira na karakteristike dizajna opreme, njenu vrstu, marku i materijale konstrukcije, uslovno ćemo ih nazvati „spoljnim“ faktorima. Stepen uticaja jednog ili drugog spoljnog faktora ne ostaje konstantan, već se menja tokom razvoja polja. Kvantitativni opis pokazatelja pouzdanosti napravljen je korištenjem funkcije raspodjele vjerovatnoće slučajnih varijabli, kao što su vrijeme rada uređaja, intervali između kvarova itd. Uzimanje u obzir uticaja spoljašnjih uslova dovodi do potrebe da se u obzir uzmu vremenske zavisnosti parametara distribucije.
Proučavanje uticaja spoljašnjih faktora na pouzdanost rada naftne i gasne opreme najvažniji je uslov za povećanje stepena pouzdanosti proizvodnje nafte i pouzdanosti metoda tehničke dijagnostike naftnih postrojenja.
Najpotpunija informacija o slučajnoj varijabli, na primjer, o vremenu između kvarova opreme, je njena funkcija distribucije. Kao što je prikazano u prethodnom poglavlju, parametri funkcije distribucije iste vrste tehnološke opreme, a u mnogim slučajevima i priroda same distribucije, zavise od mnogih faktora, kao što su veličina opreme i brojni radni parametri. - svojstva ležišta i proizvoda koji se proizvodi, protok bušotine, metode održavanja ležišnog pritiska, itd.
Dakle, parametri pouzdanosti iste procesne opreme zavise od karakteristika polja, koje se, pak, vremenom mijenjaju. To dovodi do značajnih poteškoća pri pokušaju izgradnje teorijskih modela za opisivanje parametara pouzdanosti, čak iu slučajevima kada postoji značajna količina proizvodnih podataka o kvarovima opreme.
Stoga je do sada najpouzdanija metoda za određivanje zakona distribucije u studijama pouzdanosti proizvodnje nafte i plina konstrukcija empirijskih funkcija distribucije. Upotreba elektronskih baza podataka, koju trenutno široko praktikuje većina naftnih i gasnih kompanija, može značajno poboljšati pouzdanost empirijskih modela povećanjem obima eksperimentalnih podataka. U ovom slučaju, kao što će biti pokazano u nastavku, moguće je ne samo konstruirati funkcije distribucije za svaku vrstu terenske tehnološke opreme koja se koristi, već i uzeti u obzir vremenske ovisnosti stope kvarova, kao i identificirati odnos između pokazatelja pouzdanosti i uslova rada, što se posebno izražava u korelaciji intenziteta kvarova sa lokacijom opreme na teritoriji polja.
Najčešće se u studijama o pouzdanosti naftne i plinske opreme koristi jednoparametarska distribucija sa stacionarnim protokom kvara (eksponencijalna), dvoparametarska (normalna i Weibullova distribucija). Upotreba tri ili više parametara za konstruisanje empirijskih modela zahtijeva značajnu količinu eksperimentalnog materijala i do danas nije bila široko korištena.
Funkcije distribucije parametara pouzdanosti mogu se predstaviti u različitim ekvivalentnim oblicima - u obliku integralnog zakona distribucije vjerovatnoće kvarova u vremenu F(t), gustine distribucije f(t) = dF/dt, funkcije vjerovatnoće kvara- slobodni rad R(t) =1- F(t) itd.
Za empirijsko određivanje parametara pouzdanosti u ovom radu korišćena je funkcija verovatnoće rada bez otkaza R(t), koja je određena na osnovu informacija iz operativnih baza podataka o kvarovima prema relaciji:
Razvoj metoda za analizu podataka vibracione dijagnostike rotacionih mašina
Vibrodijagnostika je trenutno jedna od glavnih metoda za procjenu tehničkog stanja složene i skupe opreme u industriji nafte i plina - pumpi, kompresora, turbina. Razvojem tehnologije za snimanje i obradu vibracionih signala, a posebno sa prelaskom na digitalni oblik predstavljanja podataka, dijagnostičke mogućnosti metode su značajno porasle. Stoga se vjeruje da vibrodijagnostičke metode trenutno omogućavaju postizanje pouzdanosti dijagnoze (omjer broja tačnih dijagnoza i njihovog ukupnog broja) do 90%.
Pouzdanost vibracione dijagnostike zavisi ne samo od savršenstva tehnike merenja i snimanja signala, već i od matematičkih metoda koje se koriste u njihovoj analizi. Dakle, prema podacima, pouzdanost dijagnoze prema srednje kvadratnoj vrijednosti (RMS) brzine vibracije je 60-70%, prema spektrima vibracijskih signala - 80%, korištenjem cepstralne analize (homomorfno filtriranje) - 83%. Puni arsenal metoda (u kombinaciji sa upotrebom sinhrone spektralne analize) povećava adekvatnost procjene tehničkog stanja opreme za prijenos gasa na 85-87%. Međutim, imajte na umu da je takva točnost dijagnoze moguća samo kod visokokvalificiranih stručnjaka, jer je automatsko podešavanje parametara u takvim algoritmima obrade vrlo teško.
U praksi je tačnost dijagnoze znatno niža. Kao što pokazuje statistička analiza hitnih kvarova gasnih kompresorskih jedinica (GCU) koje rade u Bashtransgazu, tradicionalne metode za identifikaciju tehničkog stanja jedinica omogućavaju predviđanje ne više od 30% nesreća. U tom smislu, od interesa je razviti alternativne metode dijagnostike vibracija.
U posljednje vrijeme postoji trend razvoja tzv. modalne analize, tj. proračun karakteristika prirodnih oscilacija konstrukcije na osnovu konstrukcije matematičkog modela cjelokupnog mehanizma ili njegovih jedinica. Poređenje teorijskog i eksperimentalnog spektra agregata svakako će pojednostaviti tumačenje potonjeg, ali je teorija ove metode trenutno nedovoljno razvijena, što otežava njenu praktičnu primjenu.
Pregled postojećih metoda za obradu i analizu početnih informacija o vibracijama pokazuje da je matematička obrada signala u gotovo svim slučajevima ograničena na filtriranje, proračun RMS-a i Fourierovu transformaciju. U ovom dijelu pokušava se povećati pouzdanost dijagnostičke analize vibracija, uzimajući u obzir komponentu buke mjerenja, te mogućnosti korištenja metoda zasnovanih na korištenju matematičke statistike, teorije nelinearnih pojava i sinergije u dijagnostičke svrhe. smatraju se.
Mehaničke vibracije rotacionih mašinskih jedinica, kao što su gasni kompresori i uljne pumpe, nose informacije o tehničkom stanju jedinice u frekvencijskom opsegu od 10-1000 Hz, koji se koristi za dijagnostiku vibracija.
Kao što pokazuje praksa vibracionih istraživanja, spektri vibracija iste jedinice jedinice se značajno razlikuju, čak i ako je period između snimanja spektra sati, pa čak i minuta. Ova činjenica se ne može objasniti pojavom kvara ili promjenom načina rada mašine, stoga postoje oscilacije sa dugim periodom koje nisu uzete u obzir pri snimanju spektra. Budući da niskofrekventne oscilacije (LF) same po sebi ne mogu promijeniti visokofrekventni (HF, što znači informativni opseg od 10-1000 Hz) spektar, može se pretpostaviti da je nestabilnost spektra tokom vremena posljedica nelinearne interakcije visokofrekventne i niskofrekventne oscilacije, što dovodi do VF modulacionih oscilacija sa pojavom većeg broja kombinovanih suma i razlika frekvencija.
Razmotrimo jedan od pristupa proučavanju prirode ovog fenomena. Uobičajeno je da se spektri predstavljaju kao zbir determinističkih i slučajnih komponenti CHN = (/) + (/), (3.1) gdje je V amplituda brzine vibracije; 0 je funkcija koja opisuje promjenu amplitude brzine vibracije od frekvencije u HF opsegu, koja se može predstaviti kao Fourierov niz i=m 0(/) = 0,(d) = S sin(+ G Í) ; i = 0 (f) je komponenta šuma signala, koja općenito ima proizvoljnu distribuciju.
Pod našim pretpostavkama, funkcija (f) ne opisuje šum, već je rezultat nelinearne interakcije oscilacija različitih frekvencijskih opsega.
Funkcija 0(f) određena je mehaničkim stanjem rotacijske mašine, te je po toj funkciji moguće odrediti nastajuće nedostatke. Međutim, da bi se ova funkcija izolovala u njenom „čistom obliku“, potrebno je imati informaciju o zavisnosti (f), ili, barem, proceniti stepen njenog uticaja na informativni VF spektar.
Generalizovane karakteristike fonda proizvodnih bušotina polja i ocena efikasnosti geološko-tehničkih operacija
Metode za dijagnosticiranje tehničkog stanja opreme za proizvodnju nafte, o kojima se govori u drugom poglavlju ovog rada, omogućavaju izgradnju određene skale za procjenu tehničkog stanja pojedinih elemenata polja (bušotina, pumpa, kolektor, itd.) . Međutim, takve informacije nisu dovoljne za procjenu nivoa tehničkog stanja ležišta, koje se smatra jednim objektom.
Samo po sebi, stalno praćenje tehničko-tehnoloških karakteristika opreme koja radi na pojedinačnim bušotinama je od interesa samo sa stanovišta dijagnostike opreme i prevencije akcidenata na pojedinačnim objektima, ali ne daje informacije o tehničkom stanju objekta (terenski , radionica, grupa bunara) kao jedinstvena cjelina.
Čak i nakon utvrđivanja skupa koeficijenata tehničkog stanja različitih tipova opreme instalirane u naftnom polju, suočava se sa problemom integralne procene tehničkog stanja čitavog skupa opreme ugrađene u bušotine sa različitim vekom trajanja, različitim rez na vodu proizvedene nafte, različit faktor gasa itd.
U tom smislu, čini se relevantnim razviti metode za integralnu procjenu nivoa tehničkog stanja sve opreme koja se koristi u okviru istog polja.
Razmotrimo jedan od pristupa koji omogućavaju provedbu sveobuhvatne procjene stanja fonda bunara. Ovaj pristup je implementiran u našem radu. Izgradnja predloženog kompleksnog indikatora tehničkog stanja bilo kojeg skupa naftnih bušotina zasniva se na korištenju Ginijevog koeficijenta.
Gini koeficijent - Ka - koristi se u sociologiji za opisivanje stepena neravnomjerne raspodjele ukupnog prihoda društva među različitim segmentima stanovništva. Uz potpunu jednakost prihoda, Kd = 0, ali ako je društvo oštro diferencirano po slojevima (prihodima), onda je Kd - 1.
Slična svojstva Ginijevog koeficijenta omogućavaju kvantifikaciju doprinosa pojedinačnih komponenti dobijanju rezultirajućeg proizvoda u cijelom sistemu.
Razmotrimo fizičko značenje koeficijenta Kd u odnosu na problem procjene tehničkog stanja fonda proizvodnih bušotina.
Na slici 4.1 prikazani su rezultati obrade podataka o akumuliranim brzinama protoka pojedinačnih bušotina na poljima JV "VatOil" TYP "Kogalymneftegaz" DOO "LUKOIL-Zapadni Sibir", dobijenih iz baze podataka IIS SKAT-95 za JV "VatOil" .
Prilikom konstruisanja slike 4.1, protoci pojedinačnih bunara su preliminarno rangirani po vrednosti u odnosu na doprinos ukupnom obima proizvodnje unutar polja. Geometrijski, u koordinatama "ukupna proizvodnja - protok bušotine (ili "podmetača")", Kd je jednak omjeru OABCO površina prema površini OBD trougla.
Očigledno, kada bi sve bušotine bile identične u smislu parametara i dale bi jednak doprinos ukupnoj dnevnoj proizvodnji nafte na polju, tada bi se omotač BAW degenerisao u simetralu odgovarajućeg koordinatnog ugla, a koeficijent Kd bi bio jednak na nulu.
U realnim uslovima, ujednačena distribucija protoka proizvodnih bunara je događaj koji je praktično nemoguć. Stvarna distribucija proizvodnje je uvijek opisana krivom sličnom BAB (sa različitim stupnjevima zakrivljenosti), koja se zove Lorenzova kriva.
Ovakav prikaz informacija o dnevnim količinama proizvodnje omogućava nam da konstatujemo da je Gini koeficijent, koji karakteriše stepen neujednačenih brzina proizvodnje pojedinačnih bunara, u granicama Kd 1. Vrijednost Kd = 1 odgovara graničnom slučaju kada je samo jedna bušotina obezbeđuje proizvodnju čitavog polja.
Razmotrimo predloženi metod za procjenu tehničkog stanja fonda proizvodnih bušotina na primjeru obrade baze podataka JV "VatOil".
Istovremeno, u skladu sa rezultatima istraživanja, pretpostavićemo da je najinformativniji parametar koji najpotpunije karakteriše trenutno tehničko stanje opreme za proizvodnju nafte proizvodnja nafte.
Koncept efikasnosti uključuje odnos rezultata aktivnosti prema ciljevima, što neki istraživači nazivaju "ciljnom efikasnošću". Odnos rezultata i ciljeva je određena mjera korespondencije između rezultata i cilja. Ova korespondencija se smatra pouzdanošću. Dakle, ako sistem funkcioniše pouzdano, odnosno ako rezultat njegove aktivnosti odgovara ciljevima, onda je omjer rezultata i cilja blizu maksimuma.
Ako se pri određivanju efikasnosti uzme u obzir granični slučaj, postavljajući visoki prioritet određenom kriterijumu koji karakteriše odnos između rezultata i ciljeva, onda se dobija identitet efikasnosti i pouzdanosti. U opštem slučaju, povećanje pouzdanosti može uticati na povećanje efikasnosti na različite načine: potonja može ostati nepromenjena, povećati se ili smanjiti - ovde mnogo zavisi od toga kako se povećavaju troškovi, odnosno šta se dešava sa ekonomskom efikasnošću i kako će vrednost i potrebna komponenta efikasnosti. Povećanje efikasnosti u opštem slučaju takođe ne dovodi do neizbežnog povećanja pouzdanosti. Prvo se može dogoditi nezavisno od drugog, povećanjem drugih omjera koji određuju efikasnost. Međutim, u posljednje vrijeme pouzdanost, izražena u odnosu na rezultat prema ciljevima, počinje da igra dominantnu ulogu u određivanju efikasnosti. Može se dati dovoljno dokaza u prilog tome.
Saznajte kuda treba da idemo "u potrazi za efikasnim upravljanjem". Ovdje ćemo se poslužiti savjetima autora istoimene knjige, koji su svoje zaključke izveli na osnovu proučavanja iskustava najboljih kompanija. Njihov savjet je: "Kvalitet na prvom mjestu!" Šta misle pod kvalitetom? Ispostavilo se da je to ono što jeste - rad bez kvarova (bez grešaka), odsustvo braka kako direktno u fazi proizvoda tako i u svim ostalim fazama proizvodnog procesa. Ali nedostatak grešaka je jedan od glavnih uslova za pouzdanost. To znači da je prvi i glavni uslov za efikasno upravljanje danas, njegov, da tako kažem, neophodan uslov, kako pokazuju iskustva najboljih kompanija, pouzdanost kao svojstvo koje obezbeđuje da proces funkcionisanja sistema bude u skladu sa njegovom normom. Drugi uslov za efikasno upravljanje, prema autorima, jeste participativni stil upravljanja, koji definišu kao „međusobnu odgovornost u sistemu odnosa između menadžera i podređenih“. Dakle, glavni zahtjevi za efikasno upravljanje su pouzdanost i odgovornost, ili, kako tvrde T. Peters, R. Waterman, J. Harrington, W. Deming, kvalitet i odgovornost.
Spomenuli smo da se u menadžmentu koncept "kvaliteta" počeo samostalno koristiti kasnije od pojmova "efikasnosti" i "pouzdanosti". Njegov izgled je najvećim dijelom posljedica činjenice da je količina proizvedenih proizvoda, tzv. šaht, prestala da garantuje uspjeh na tržištu, što u konačnici nije omogućavalo osiguravanje odgovarajućeg "kvaliteta života" i sigurnosti zemlje. Dakle, kvantitet je zamijenjen kvalitetom. Upravo je to postao novi ideal, čije je postizanje trebalo baciti sve glavne snage i resurse. Kvalitetan rad proglašen je predmetom profesionalne odgovornosti rukovodilaca. Glavni sadržaj koncepta "kvaliteta" u menadžmentu postao je bez nedostataka. Zašto je ovaj sadržaj postao glavni u konceptu kvaliteta u oblasti menadžmenta? Želja da se zadovolji rastuća potražnja, koja je znatno nadmašila ponudu nakon Drugog svjetskog rata, dovela je do širenja proizvodnje kako u oblasti povećanja proizvodnih površina, nabavke nove opreme, tako i u privlačenju nove, često nedovoljno obučene radne snage. Sve to, zajedno sa sve složenijom tehnologijom, dovelo je do nastanka velikog broja brakova. Neko vrijeme se smatralo prirodnim. Stoga su pri planiranju proizvodnje unaprijed predviđeni dijelovi za otkrivanje i otklanjanje nedostataka. Ovi pogoni su bili popunjeni najkvalitetnijim radnicima, jer je uvijek mnogo teže nešto ponoviti nego odmah. Brzo otklanjanje nedostataka smatralo se poželjnijim od razvoja dugoročnih mjera za njihovo sprječavanje. Ova situacija se smatrala normalnom sve dok je donosila uspjeh.
Ali povećanje ponude roba i usluga na tržištu dovelo je do toga da su potrošači prestali da kupuju proizvode sa čak i manjim nedostacima, čak i po sniženim cenama. Empirijska mjerenja su pokazala da „visokokvalitetni proizvodi donose oko 40% više povrata ulaganja od proizvoda niske kvalitete“. Stoga su investitori nastojali ulagati tamo gdje je kvalitet proizvoda bio veći, stimulirajući na taj način drugačiji odnos prema prisutnosti nedostataka u proizvedenim proizvodima. Uostalom, viši kvalitet je doveo do povećane potražnje za japanskom robom širom svijeta i osigurao konkurentski uspjeh Japana na globalnom tržištu roba i usluga.
Kada ponuda premašuje potražnju, potrošač diktira svoje uslove proizvođaču. Prije svega, počinje da brine o "kvalitetu i pouzdanosti po razumnoj cijeni", što posredno nalazi potvrdu u sadržaju oglašavanja. "Kvalitet" i "pouzdanost" su postale jedne od ključnih riječi koje se koriste u oglašavanju.
Dakle, budući da je potrošač sve nezadovoljniji prisutnošću nedostataka u proizvodima, a korporacije gube dosta novca na neispravnim proizvodima (na primjer, 1984. godine Sjedinjene Države su izgubile više od 7,8 milijardi dolara na tome), tada je glavni sadržaj koncepta "kvaliteta" u menadžmentu postaje upravo odsustvo nedostataka, ispravnost, nepogrešivost. Potonje su, kako smo napomenuli, jedan od uslova za pouzdanost. Stoga je, u suštini, takav sadržaj pojma kvaliteta bio uzak i kvalitet je pretvorio u jedan od kriterijuma pouzdanosti.
S druge strane, navedeni sadržaj pojma "kvaliteta" poklapa se sa onim koji je Kotarbinski uneo u pojmove ispravnosti i efikasnosti, budući da odgovara kriterijumima korisnosti, tačnosti, veštine i čistoće koje je on uveo. Shodno tome, koncept kvaliteta koji se razvio u menadžmentu postaje identičan konceptu efikasnosti koji je uveo Kotarbinski.
Međutim, najčešće gledište o odnosu kvaliteta i efikasnosti u menadžmentu jeste prepoznavanje da je kvalitet jedan od kriterijuma efikasnosti. "Jedan od najboljih načina za povećanje efikasnosti je poboljšanje kvaliteta na svaki mogući način." U teoriji menadžmenta formiran je novi pristup – „upravljanje kvalitetom“, čiji su glavni predstavnici F. B. Crossby, W. E. Deming, A. V. Feigenbaum, K. Ishikawa, J. M. Juran, J. Harrington i dr. Metodološka osnova ovog pristupa je prepoznavanje sljedeća dva osnovna principa poslovanja kompanije:
1. Zaposleni koji obavljaju posao koji im je dodijeljen moraju razumjeti njegovu suštinu i biti odgovorni za kvalitet rezultata svojih aktivnosti.
2. Neophodno je stvoriti mehanizam za praćenje efektivnosti rada svakog izvođača uz istovremeno pravo da vrši promjene u procesu rada i obezbijediti mu sredstva za stalno unapređenje kvaliteta rada.
Ukratko, kvalitet i odgovornost su proklamovali kao ključne tačke svake aktivnosti, a odgovornost su smatrali neophodnim uslovom za osiguranje kvaliteta.
Treba napomenuti da pristalice ovog pristupa u osnovi nisu težile jedinstvenom tumačenju pojma "kvaliteta". "Prvo osnovno pravilo" su proglasili: "Kvalitet je subjektivan pojam i svako ga definiše na svoj način." Tako, na primjer, F. Crossby to definira kao "usklađenost sa zahtjevima", W. Deming smatra da je kvalitet "usklađenost sa zahtjevima tržišta", J. Juran kvalitet smatra "adekvatnošću svrsi", A. Feigenbaum kvalitet naziva "a skup složenih tržišnih tehničkih, proizvodnih i operativnih karakteristika proizvoda (ili usluge), zahvaljujući kojima proizvod (ili usluga) koji se koristi ispunjava očekivanja potrošača“, J. Harrington definira kvalitet kao „zadovoljavanje ili prevazilaženje zahtjeva potrošača u prihvatljivu cijenu za njega" itd.
Važno je naglasiti sljedeće. Uprkos raznovrsnosti formulacija u definisanju koncepta „kvaliteta“ u menadžmentu, cilj poboljšanja, formulisan u „trećem osnovnom pravilu“, je isti za sve – otklanjanje grešaka. Takvo jedinstvo svrhe je sasvim prirodno. Budući da se kvalitet uvijek definira kao usklađenost s nečim, onda se "ne kvalitet" definira kao "nedosljednost", a neslaganje se tada tretira kao greška. Dakle, otklanjanje grešaka je otklanjanje nedoslednosti, to je otklanjanje „nekvalitete“, odnosno povećanje kvaliteta.
Često postoji identifikacija pojmova "greška" i "neuspjeh" ili se, barem, greške smatraju glavnim uzrokom neuspjeha. Ovaj trend ima svoje korijene u identifikaciji funkcioniranja čovjeka i tehnologije. Na osnovu toga je, na primjer, problem grešaka u profesionalnoj djelatnosti, tradicionalan za socijalnu psihologiju, uključen u problem pouzdanosti koji se pojavio mnogo kasnije. Na osnovu ovoga možemo konstatovati da je problem kvaliteta u menadžmentu, koji je uglavnom povezan sa otklanjanjem grešaka, uključen u opštiji problem pouzdanosti.
Posebno treba istaći sljedeću činjenicu. Teorija pouzdanosti prepoznaje objektivnu prirodu grešaka, greške se smatraju "normalnim" fenomenom, čime se indirektno postulira princip da ne postoji aktivnost bez greške, "ko ništa ne radi ne greši". Stoga je u teoriji pouzdanosti glavni akcenat na tome kako, u prisustvu grešaka u funkcionisanju pojedinih elemenata sistema, postići potrebno funkcionisanje sistema u celini. To dovodi do činjenice da otklanjanje posljedica grešaka, a ne uzroka, počinje igrati posebnu ulogu u osiguravanju pouzdanosti.
U menadžmentu, u teorijskom razvoju problema kvaliteta, akcenat je potpuno drugačiji. To je zbog činjenice da se tu prepoznaje pretežno subjektivna priroda grešaka. Stoga je svrsishodnije otklanjati uzroke grešaka, nego se baviti njihovim posljedicama. "Možda je ljudski pogriješiti, ali samo mu Bog može platiti za to. Naš poslovni svijet uzima greške zdravo za gotovo." Ali poslovni svijet je bio primoran da promijeni ovaj odnos prema greškama čim je postalo jasno da to nije ekonomski isplativo. Princip "kvalitet traži novac" je zastario i zamijenjen je drugim principom - "kvalitet donosi novac", čije značenje je da se troškovi poboljšanja kvaliteta stostruko isplate.
Ako u teoriji pouzdanosti polaze od činjenice da je moguće izgraditi pouzdan sistem od nepouzdanih elemenata, onda se u razvoju upravljanja kvalitetom poseban značaj pridaje činjenici da nije dovoljno govoriti o kvaliteti proizvoda (neki integralni karakteristika kompanije), potrebno je zahtijevati visok kvalitet od svakog elementa sistema. Samo kvalitetan rad svih elemenata može zaista osigurati kvalitetu proizvoda.
Na osnovu uticaja grešaka na kvalitet i pouzdanost, može se tvrditi da su i kvalitet i pouzdanost sistema značajno povezani sa bezgrešnošću. Međutim, teorija pouzdanosti i teorija „upravljanja kvalitetom“ zauzimaju suprotne pozicije kako u odnosu na glavne uzroke grešaka, tako i u odnosu na uticaj grešaka pojedinih elemenata na greške čitavog sistema. To ih čini metodološki različitim i međusobno komplementarnim. Teorija pouzdanosti ispovijeda holistički princip da je "cjelina veća od svojih dijelova"; upravljanje kvalitetom zasniva se na činjenici da se „kvalitet sistema sastoji od kvaliteta njegovih elemenata“, odnosno da se rukovodi principom redukcionizma. Razlike koje smo identifikovali u velikoj meri su određene činjenicom da su ove teorije razvijene u okviru različitih oblasti istraživanja menadžmenta. Teorija pouzdanosti je prvobitno formirana u oblasti upravljanja tehničkim sistemima, a upravljanje kvalitetom razvijeno je u menadžmentu. Razlika u objektima upravljanja, predmetima istraživanja i utvrđenoj metodologiji dovela je do uočenih značajnih razlika u odnosu na greške u teoriji pouzdanosti i u upravljanju kvalitetom.
Može se prepoznati da je razvoj u oblasti upravljanja kvalitetom donio određene praktične rezultate, na osnovu kojih se pokušalo izvesti zaključak o njegovom teorijskom značaju. Općenito, teorija kvaliteta je ostala vrlo nezadovoljavajuće razvijena, što je kasnije dovelo do toga da je sljedeća moda u menadžmentu postepeno nestala.
Prije svega, ova nezadovoljavajuća, po našem mišljenju, povezana je sa vrlo ograničenom interpretacijom kvaliteta, koja se, u suštini, svela na rad bez grešaka. Pokušaji kontrole kvalitete na svakom radnom mjestu i iza svakog proizvodnog procesa u početku su dali neke rezultate, ali su onda postajali sve manje uočljivi. Ovo je sasvim razumljivo. Ovo u potpunosti manifestuje princip doslednosti (tim zvezda nije tim zvezda). Poboljšanje kvaliteta u pojedinim elementima sistema ne dovodi uvek do povećanja kvaliteta sistema u celini, a ponekad ga čak i umanjuje, jer promena kvaliteta pojedinog elementa zahteva restrukturiranje celog sistema, što ne može implementirati odmah. Štaviše, ovakvo restrukturiranje može dovesti do značajne promjene kvaliteta ostalih elemenata, što nije uvijek moguće predvidjeti i ocijeniti, a što može umanjiti kvalitet sistema u cjelini. Upotreba koncepta „kvaliteta“ u menadžmentu u suštini treba da se zasniva na filozofsko-metodološkoj analizi kategorije kvaliteta, koja otkriva takve njene neophodne karakteristike, koje, s jedne strane, izražavaju univerzalne veze stvari i pojava. objektivnog svijeta, a s druge strane, omogućavaju nam razumijevanje svih semantičkih nijansi raznih situacija u kojima se ovaj koncept može koristiti. Dracheva E.L., Yulikov L.I. Menadžment: Udžbenik. - M.: Akademija, 2005.
Hegel je kvalitet definirao kao sigurnost identičnu biću. Uprkos apstraktnosti ove definicije, ona nam omogućava da izvučemo niz zaključaka koji karakterišu najznačajnije aspekte kvaliteta. Kvaliteta je, budući da je identična sa sigurnošću, neodvojiva od postojanja odgovarajućeg objekta, stoga ga odvaja od svih drugih objekata i time je granica njegovog postojanja. Gubeći kvalitet, objekat postaje nešto drugo. Stoga kvalitet karakterizira predmet u smislu održavanja njegove sigurnosti. Budući da je jedan od bitnih aspekata menadžmenta funkcionalan, kvalitativna sigurnost kako sistema upravljanja, tako i njegovih elemenata uglavnom je povezana sa funkcijama koje oni obavljaju. Kroz funkcije se izražava kvalitet sistema upravljanja. Sistem ostaje dat sistem, odnosno ima svoj kvalitet, samo u onoj meri u kojoj obavlja svoju funkciju. U menadžmentu je, dakle, samoidentitet objekta povezan s njegovom sposobnošću da obavlja određene funkcije, a ne s drugim manifestacijama njegovog postojanja. Dakle, posebno interesovanje za funkcionisanje u menadžmentu dovelo je do izdvajanja funkcionalnog aspekta kvaliteta sistema. (Imajte na umu da ovo opet pokazuje "tehničku" orijentaciju kontrole.) Analiza kvalitativne sigurnosti u njenom funkcionalnom aspektu omogućava nam da uvedemo koncept efikasnosti. To je moguće na osnovu toga što funkcionalnost pretpostavlja postojanje dobro definiranog efekta (radnje) u onim interakcijama u kojima se ispoljava kvalitativna određenost objekta. Dakle, odnos između efikasnosti i kvaliteta postaje lako uočljiv. Kvalitet elemenata je ono što u osnovi ograničava funkcioniranje sistema sintetiziranog iz njih. Određeni kvalitet sistema u celini i njegovih pojedinačnih elemenata određuje efikasnost kako samog sistema, tako i njegovih pojedinačnih elemenata. Sama mogućnost promene efikasnosti sistema zavisi od promene kvaliteta njegovih elemenata ili strukture.
Budući da se dato funkcionisanje sistema može obezbijediti samo dobro definisanim kvalitetom, problem kvaliteta u menadžmentu se mora rješavati u jedinstvu sa problemom efikasnosti i problemom pouzdanosti.
Važnu ulogu u proučavanju kvaliteta igra prelazak na kvantitativne procjene. Ovdje se može primijetiti da je među svim radovima koji se odnose na proučavanje efikasnosti, pouzdanosti i kvaliteta, velika većina posvećena upravo kvantitativnim metodama evaluacije.
Hegel je kvantitet definisao kao izvesnost, ravnodušnu prema biću. Tako je u opštem obliku izrazio relativnu nezavisnost kvantitativne sigurnosti od kvaliteta istih objekata. Ova definicija obuhvata dvostruki aspekt nezavisnosti kvantiteta od kvaliteta. Prvo, ista kvantitativna sigurnost svojstvena je kvalitativno različitim objektima. I, drugo, kvantitativna sigurnost može imati smisla i logično se misliti čak i u slučajevima kada ne postoje objekti sa takvom kvalitativnom sigurnošću.
Međutim, relativna nezavisnost kvantitativne sigurnosti od odgovarajućeg kvaliteta ne može se precijeniti. Postoji određeno jedinstvo kvaliteta i kvantiteta, koje je Hegel nazvao mjerom.
Mjera kao jedinstvo kvaliteta i kvantiteta ima nekoliko aspekata, koji se ogledaju u tri zakona mjere, koji se mogu ukratko formulisati na sljedeći način. Prema prvom zakonu, svaka kvantitativna promjena je kvalitativna promjena. Iz drugog zakona proizilazi da bilo kakva kvantitativna promjena ne utiče na skup svojstava datog objekta, te je zato kvantitativna. Treći zakon je da kvantitativne promjene u bilo kojoj osobini materijalnog objekta moraju imati gornju i donju granicu. U opštem slučaju, ova granica je definisana kao površina koja razdvaja prostor mere za odgovarajući kvalitet i prostor mere drugih kvaliteta. Sam prijelaz iz jednog kvalitativnog stanja u drugo formira određeni prostor stanja. Stoga se postavlja pitanje izbora neke osobine koja karakteriše tipove stanja objekta. Jedna od ovih karakteristika je održivost.
Dakle, stabilnost je rezultat razvoja koncepta mjere. Univerzalnost koncepta mjere dovodi do univerzalnosti koncepta stabilnosti. Zato se svaka nauka koja proučava svoju oblast sa stanovišta prirodne veze između kvantitativnih i kvalitativnih promena nužno susreće sa konceptom održivosti. Otpornost karakterizira sposobnost objekata da se odupru vanjskim utjecajima kada su dovoljno mali. Zanimljivo je napomenuti da je problem stabilnosti dobio značaj u određenoj nauci tek kada su otkriveni osnovni zakoni koji opisuju ponašanje objekata u datoj oblasti istraživanja. Kada se posmatra kvalitativna sigurnost objekata na nivou stabilnosti, dolazi se do nivoa integriteta. Ovo indirektno odražava činjenicu da koncept stabilnosti igra konačnu ulogu u sistemu mjernih kategorija. Dracheva E.L., Yulikov L.I. Menadžment: Udžbenik. - M.: Akademija, 2005.
Kao rukopis
POVEĆANJE POUZDANOSTI I EFIKASNOSTI
PUTUJUĆE TALASNE LAMPE KORIŠTENE U
IZLAZNI POJAČAČI KOMUNIKACIJSKIH SATELITA
naučni sekretar
disertacijsko vijeće
OPŠTI OPIS RADA
Relevantnost problema u razvoju.
Širokopojasne cijevi putujućih valova (TWT) O-tipa sa spiralnim sporotalasnim sistemima (SWS) se široko koriste u opremi svemirskih letjelica za različite namjene. Pouzdanost, električni te parametri težine i veličine ovih TWT-ova u velikoj mjeri određuju kvalitetu vazdušnih radio predajnika.
8., sertifikat Shalaev br. 000 za pronalazak "Lumpica na putujućim talasima". Registrovan u Državnom registru pronalazaka SSSR-a 15. avgusta 1989. Prijava br. 000. Prioritet pronalaska od 01.01.01.
9., sertifikat Shalaev br. 000 za pronalazak "Lumpica na putujućim talasima". Registrovan u Državnom registru pronalazaka SSSR-a 3. januara 1992. godine. Prijava br. 000. Prioritet pronalaska od 4. avgusta 1989. godine.
Publikacije u drugim publikacijama
10. Shalaev P. D. Rezultati eksperimentalnih studija spiralne TWT sa visokom elektronskom efikasnošću u dvofrekventnom režimu rada / , // 9th International Scientific and Technical Conference Actual Problems of Electronic Instrumentation. APEP-2010 Saratov.
11. Shalaev P. D. Rezultati proučavanja amplitudnih karakteristika spiralne TWT sa visokoefikasnom elektronikom / , // Zbornik radova sa naučno-tehničke konferencije "Elektronska i vakuumska tehnologija: Instrumenti i uređaji. Tehnologija. Materijali". Saratov. JSC "NPP" Kontakt". Izdavačka kuća Saratovskog univerziteta. 24 - 25. septembar 2009. Izdanje 3. C
12. Shalaev P.D. Tehnologija i osiguranje kvaliteta TWT-a za brodsku opremu svemirskih platformi. / , // Zbornik radova sa znanstveno-tehničkog skupa "Elektronski uređaji i mikrovalni uređaji". .Saratov. Federalno državno jedinstveno preduzeće "NPP Almaz". Izdavačka kuća Saratovskog univerziteta. 28 - 30. avgust 2007. P.
13. Shalaev P. D. O analizi pravaca za povećanje efikasnosti TWT / Shalaev P. D. Materijali međunarodne naučno-tehničke konferencije "Aktuelni problemi elektronske instrumentacije. APEP-2006". Saratov. Ed. SGTU. 20. - 21. septembar 2006. str. 120 - 127.
14. O jednoj mogućnosti procjene projektnih ograničenja elektronske efikasnosti spiralnih TWT-a / Shalaev PD // Zbornik radova međunarodne naučno-tehničke konferencije "Radiotehnika i komunikacije". Saratov. Ed. SGTU. 18 – 20. maj 2005. str. 372 - 377.
15. Shalaev P. D. O korelaciji fluktuacija izračunatih parametara višestepenih kolektorskih sistema sa greškama numeričkog modela / , // Zbornik radova međunarodne naučno-tehničke konferencije "Aktuelni problemi elektronske instrumentacije. APEP-2000". Saratov. Izdavačka kuća SSTU. 2000. S. 159 - 164.
16. Shalaev P.D. Rezultati razvoja uzorka TWT srednje snage u rasponu od tri centimetra sa efikasnošću do 69%. / // Zbornik radova sa naučno-tehničkog skupa "Perspektive razvoja elektronike i vakuumske tehnologije za period 2001 - 2006." Saratov. GNPP "Kontakt". Ed. Saratovski univerzitet. 22 - 23. februar 2001. Od 6
17. Shalaev P. D. Mikrovalni pojačavač snage X-pojasa male veličine s visokom efikasnošću i povećanom linearnošću karakteristika / , // Zbornik radova sa naučno-tehničke konferencije "Elektronski uređaji i uređaji nove generacije". Saratov. Ed. Saratovski univerzitet. 14. - 15. februara 2002. S.
18. Shalaev P. D. Proučavanje amplitudsko-faznih karakteristika spiralnih TWT-ova srednje snage sa visokom elektronskom efikasnošću / , // Zbornik radova sa naučno-tehničke konferencije "Obećavajući pravci razvoja elektronske instrumentacije". Saratov. Federalno državno jedinstveno preduzeće "NPP "Kontakt". Izdavačka kuća Saratovskog univerziteta. 18. - 19. februara 2003. Od
19. Shalaev P. D. Elektronski optički sistem visoke pervencije sa niskonaponskim upravljanjem bez mreže / Babanov G. N., Morev S. P., Shalaev P. D.// Zbornik radova sa Četvrte međunarodne konferencije o vakuumskim izvorima elektrona. Saratov, Rusija, 15-19. jul 2002. Saratov: Izdavačka kuća Državnog obrazovnog i naučnog centra „Koledž“, 2002. P.315-316.
20. Shalaev P. D. Nove tehnologije u TWT-u za sisteme satelitske i zemaljske komunikacije na brodu / , // Zbornik radova sa naučno-praktične konferencije RASU "Nove tehnologije u radio elektronici i sistemima upravljanja". Saratov. Federalno državno jedinstveno preduzeće "NPP Almaz", Izdavačka kuća Saratovskog univerziteta, 22 - 25. septembar 2003. str. 274 - 286.
_____________________________
1 Katz u lampama s putujućim valovima. Dio 1. O-tip svjetiljke putujućih valova / , // Ed. SSU. 1964, str.143.