Станислав Горобченко - Курс «Инженер по расчету и выбору регулирующей арматуры»

Метод KPI может быть использован для быстрого обнаружения критичных участков с действительно тяжелыми условиями работы арматуры из большого набора позиций спецификации в крупномасштабных проектах. Кроме того, это легко позволяет прогнозировать влияние изменения условий процесса, что также не редкость при пуске и вводе технологических линий в эксплуатацию. Это также, наконец, позволяет доказать подходят ли все выбранные клапаны в проекте для применения в данном процессе, исходя из их описания, каталожных данных и данных эксплуатации. При этом список вариантов использования можно легко расширить до сценариев ситуаций на действующем предприятии (устранение неполадок, реконструкция, расшивка узких мест).

Хотя KPI кажется простым критерием, однако, при выполнении проектов, следующих описанному подходу, есть много различных аспектов и проблем, делающих практическое применение KPI сложной задачей. Они могут быть как ожидаемые, так и неожиданные.

В реальных проектах данные по процессу получают непосредственно из средств, используемых при проектировании технологических процессов, контрольно-измерительных приборов и материалов поставщиков арматуры, как правило, в форматах Excel или XML. Но наиболее частой проблемой оказывается, что информация не соответствует действительности. Важные данные для критических участков, т.е. особые случаи обычно обнаруживаются как несоответствия и нестыковки, как замечания и комментарии к пояснительным запискам проектов. Это, в основном, неструктурированная информация, которую нелегко интерпретировать и, тем более, формализовать для перевода в рассчитываемые показатели.

Данные по трудностям, возникающим при пуске, вспенивании, дегазации и продувке, наиболее часто указываются в примечаниях. При этом они не переводятся в форму спецификаций, и далее не находят отражения в предложениях поставщиков арматуры.

Решением является выделение этих важных данных отдельно от основной спецификации при разработке процесса, что позволяет обеспечивать завершенность и надежность расчетов, и их корректировки, и, соответственно, выбранного инструментария и арматуры.

Когда, наконец, все данные импортируются с помощью адаптера (средств ПО, позволяющих импортировать данные процесса, в спецификацию, а также расчеты поставщиков), дальнейшие проблемы значительно снижаются.

Обсуждая результаты, можно столкнуться с тем, что не все вовлеченные стороны имеют один и тот же уровень понимания и знаний о проблеме. Когда речь заходит, например, о прогнозировании шума (производимый шум может быть индикатором для проблем надежности), необходимо использовать самые последние стандарты для того чтобы предсказать шум в жидкости, газе и при применении пара. Однако поставщики или EPC контракторы зачастую могут использовать ориентировочные расчеты или устаревшие стандарты.

Также проблемы может вызывать интерпретация полученного KPI. Например, при выводе KPI необходимо рассматривать скорость потока на выходе (на фланце выхода клапана), тогда как некоторые поставщики арматуры относят скорость к диаметру трубы на выходе, игнорируя сужения соединительных деталей трубопроводов. Также они могут не учитывать несоответствие правил, применяемых к ограничениям скорости для газа и пара. Алгоритм KPI имеет значение 0.3 М (М – значение скорости звука данной среды) в виде первой критической точки, тогда как некоторые EPC контракторы используют значение 0.5 М.

Также полнота и доступность данных об арматуре производителя имеют решающее значение для хороших результатов расчета. Получение самых последних данных для факторов клапана, таких как xFz (поведение при кавитации), F L² (дросселирование потока для жидкостей) или х T(дросселированный поток для газов и пара) является проблемой само по себе.

В некоторых редких случаях KPI неприменим. Это случаи, когда клапан был сконструирован как специальный, и не мог быть смоделирован по имеющимся стандартам, или имеется недостаточно информации, или информация о нем не была раскрыта поставщиком для его расчета должным образом.

Кроме технических вопросов на первый план выступает проблема, общая для всех проектов – коммуникация и координация в общем процессе инжиниринга. У вас есть, по крайней мере, три стороны, которые выполняют проект. Как правило, все стороны имеют свои интересы и не привыкли использовать в разработке проекта и технологической схемы процесс, позволяющий использовать KPI в качестве центрального элемента управления качеством (Рис. 2.7).

Рис.2.7. KPI, как центральное звено управления выбором регулирующих клапанов.

Заметим, что такая ситуация наиболее распространена, и ее невозможно предотвратить по объективным причинам.

Можно сказать, что отсутствует доказанная передовая практика обеспечения качества в расчете диаметров арматуры и выборе регулирующей арматуры для критических участков технологии в крупномасштабных проектах. Наиболее часто встречаются ситуации, когда данные уже после расчета все еще изменялись, в то время как клапан был уже заказан. Проблемой также является отсутствие общего языка данных для проработки спецификации и выбора определенных данных.

Но если удается обнаружить такие случаи, то лучше проверить влияние на расчет и выбор неудовлетворительного клапана, и принять меры к перерасчету арматуры, если это необходимо, вместо того, чтобы столкнуться с проблемами во время пуска. Тогда Вы делаете следующий шаг к более высокому качеству инжиниринга.

Расчет коэффициента затрат (BCR), при сравнении стоимости, охвата и экономии от обычной процедуры контроля качества (обычно осуществляемого собственником или оператором предприятия) со стоимостью, охватом и потенциальной экономией, даваемой при использовании KPI, основанным на качественном контроле, показывает, что достигается типичный BCR в диапазоне от 30 до 100 (даже не принимая в расчет потери производства).

АЛГОРИТМ РАСЧЕТА KPI

Общий алгоритм расчета KPI показан ниже. В качестве исходных данных принимается спецификация арматуры проекта.

Алгоритм расчета KPI

1. Разработка критериев

2. «Прогон» спецификации

3. Определение клапанов, удовлетворяющим стандартам и критериям надежности

4. Выделение критических участков регулирования

5. Выделение проблемных и специальных участков в отдельную спецификацию

6. Устранение проблем, связанных с критическими условиями регулирования.

На основании полученных данных по расчету KPI формируется общее представление о качестве проектной спецификации и дорабатываются сложные участки до достаточного уровня регулирования. Общая схема проведения анализа по алгоритму представлена на рис.2.8.