Под контролем – Журнал «Сибирская нефть»

Под контролем

Омский НПЗ повышает надежность оборудования с помощью уникальных отечественных систем диагностики

Текст: Денис Банников
Фото: Стоян Васев, Николай Кривич

Одна из стратегических целей «Газпром нефти» на ближайшее десятилетие — стать бенчмарком отрасли по эффективности бизнеса в международном масштабе. Для такого крупного производственного объекта, как нефтеперерабатывающий завод, эффективность в первую очередь зависит от бесперебойной работы оборудования, ведь даже день незапланированного простоя ведущих установок НПЗ — это миллионные убытки. Использование современных систем диагностики не только позволяет обеспечить высокую эксплуатационную готовность агрегатов, но и делает более эффективным сам процесс их обслуживания и ремонта

Плановые профилактические ремонты технологических установок на нефтеперерабатывающих заводах — давняя практика. Их задача — успеть отремонтировать или поменять оборудование до того момента, как оно внезапно выйдет из строя. В ХХ веке масштабные плановые ремонты были единственным способом минимизировать риски, связанные с крупными поломками. Их проводили, опираясь на расчетные значения ресурса оборудования. Мелкий ремонт оставался на совести обслуживающего персонала — опыт и добросовестность были здесь определяющими факторами. Современные технические возможности диагностики оборудования позволяют в корне изменить подход к ремонтам установок на НПЗ, учитывать их фактическое состояние и полностью исключить человеческий фактор.

Политика надежности

Уже несколько лет на Омском нефтеперерабатывающем заводе «Газпром нефти» реализуется техническая политика по повышению надежности оборудования и эффективности ремонта. Ее цель — перевести на 4-летний межремонтный пробег все технологические установки завода (включая строящиеся). Для сравнения: еще пять лет назад завод вставал на плановые ремонты раз в два года. А каждый такой ремонт — это миллионы недополученной прибыли для компании. Ключевыми инструментами нового подхода стали проактивный сервис агрегатов и применение наиболее современных методов их диагностики.

Один из таких методов — диагностика на основе контроля вибрации оборудования.

Методы виброакустической диагностики для определения состояния технологических систем попытались начать применять еще в середине прошлого века. Однако только к началу двухтысячных годов возросшие технические возможности качественно улучшили точность и прогнозный потенциал вибродиагностики. Сегодня этот метод входит в диагностический арсенал всех ведущих НПЗ мира. Мировая практика внедрения вибродиагностики показывает: до 30–50% сокращаются затраты на ремонт и техническое обслуживание оборудования, до 20% уменьшаются объемы материально-производственных запасов, на 2–6% повышается рентабельность производства.

Первый опыт разработки и внедрения системы мониторинга и вибродиагностики на ОНПЗ появился в конце 80-х годов прошлого века, когда механики завода обратились в омский Институт авиационных двигателей с предложением разработать систему объективной, не зависящей от воли, желаний и навыков людей оценки технического состояния оборудования для снижения уровня аварийности действующих агрегатов.

В 1991 году первые четыре агрегата установки первичной переработки нефти АВТ-10 были оборудованы датчиками системы, непрерывно отслеживающей состояние оборудования. В первый месяц работы система помогла предотвратить серьезную нештатную ситуацию, после чего было принято решение развернуть систему вибродиагностики в масштабах всего завода. В результате еще в 2003 году первые установки перешли на сервис оборудования и ремонт агрегатов по фактическому состоянию (по сигналам системы вибродиагностики).

В дальнейшем на ОНПЗ также сделали ставку на отечественных разработчиков. В итоге Омский НПЗ стал пилотной площадкой для создателей российской системы КОМПАКС, которая сегодня, благодаря заводу, встала в один ряд с мировыми лидерами в сфере вибродиагностики и по количеству функций не имеет аналогов в мире. В свою очередь, у предприятия есть возможность развивать и масштабировать вибродиагностику на основе самых передовых решений.

Что такое вибродиагностика

Метод вибродиагностики основан на анализе параметров звуковых волн, возникающих при работе оборудования или при разрушении исследуемого объекта. Так, при работе динамического оборудования (оборудования, имеющего движущиеся части) — компрессоров, вентиляторов, насосов — возникают определенные волновые колебания. Частота этих колебаний меняется в зависимости от условий работы, в том числе и износа оборудования. Анализ колебательных процессов позволяет выявить любые отклонения от нормы, а высокая интеллектуальность современных систем диагностики дает возможность точно определить причину отклонений.

Виброакустическая диагностика применима и для стационарного оборудования. В случае с НПЗ это могут быть печи, коксовые камеры, реакторы, трубопроводы. Здесь применяется диагностика по акустической эмиссии. На статическом оборудовании источником звука становятся любые дефекты: акустическая волна возникает при деформации напряженного металла и истечении газов или жидкостей сквозь трещины. Современные датчики могут обнаруживать дефекты еще на стадии возникновения деструктивных нагрузок в материалах, что позволяет оперативно реагировать и предотвращать более серьезные инциденты.

В зеленой зоне

Эффективность использования вибродиагностики на ОНПЗ проверялась несколько лет. Механики сравнивали результаты работы оборудования, оснащенного соответствующими датчиками, и надежность установок, подвергающихся традиционным планово-предупредительным ремонтам. Оказалось, что агрегаты, подпадающие под вибромониторинг, намного реже выходят из строя, а ремонты по фактическому состоянию в конечном итоге обходятся предприятию дешевле плановых.

«Главное техническое преимущество эксплуатируемых систем мониторинга и вибродиагностики — высокая достоверность результата оценки состояния на уровне 95–98%, — объясняет главный специалист отдела технического обслуживания оборудования управления главного механика «Газпромнефть — ОНПЗ» Юрий Згуровец. — Проблема обнаруживается еще на стадии зарождения, когда человек ни на ощупь, ни на слух не способен уловить ее. Это дает операторам и механикам цифровую картинку состояния парка оборудования в режиме реального времени. Фактически система улавливает малейшие изменения еще в зеленой зоне, когда формально вроде как все хорошо. Но мы уже видим проблему и можем сработать на упреждение».

Вибродиагностика хороша и тем, что со временем ее использование дает устойчивый положительный эффект — количество агрегатов с серьезными поломками стабильно уменьшается, в перспективе стремясь к нулю. Подобную тенденцию наблюдали механики ОНПЗ по мере внедрения вибродиагностики на динамическом оборудовании. Так, если еще в 2016 году в красной зоне, обозначающей, что агрегат требует срочного ремонта, было зафиксировано 57 единиц динамического оборудования из включенных в вибромониторинг, то в 2017-м всего одна, а за первое полугодие 2018 года — ни одной. Своевременная диагностика позволила отлавливать мелкие неполадки, устранять их и таким образом предупреждать крупные проблемы.

Александр Беликов
Александр Беликов,
главный механик «Газпромнефть — ОНПЗ»:

Вибродиагностика дает глобальный синергетический эффект. Как только агрегат оснащается системой вибродиагностики, предприятие получает возможность перейти от планово-предупредительного ремонта единицы оборудования на его обслуживание по фактическому техническому состоянию — проактивный сервис, надежностно-ориентированное техническое обслуживание, что приводит к увеличению межремонтного пробега установок, сокращению затрат на ремонт и в целом — к повышению эксплуатационной готовности всего предприятия.

Внедрение систем вибромониторинга — ключевой элемент более глобального процесса перевода всех установок ОНПЗ на 4-летний межремонтный пробег. Мониторинг технического состояния способствует увеличению реального межремонтного периода в среднем на 15–30% за счет исключения необоснованных плановых ремонтов. Сегодня на ОНПЗ системой вибродиагностики уже оснащены 2420 из 3880 единиц динамического оборудования: насосов, компрессоров, вентиляторов. Это один из самых высоких показателей в отрасли и важный элемент технологического лидерства Омского НПЗ "Газпром нефти".

Кроме того, виброакустический контроль действует и на статическом оборудовании. Например, на регенераторе Р-202 установки каталитического крекинга КТ-1/1 установлена система контроля зарождения и развития трещин в корпусе аппарата, позволяющая оценить степень опасности развивающегося дефекта с локацией местоположения на объекте.

Интеллект на страже

Вибродиагностика постоянно развивается. Датчики становятся более компактными и чувствительными с точки зрения обнаружения отклонений. Кроме того, сегодня система не просто собирает данные, но делает анализ тенденций регистрируемых параметров и позволяет определять узлы оборудования наиболее подверженные износу, устанавливать причинно-следственные связи между режимами работы и неисправностями оборудования, показателями работы как отдельных единиц оборудования, так и установок в целом, формировать актуальный страховой резерв запасных частей. Эти данные, в свою очередь, становятся базой для систем учета обслуживания и ремонта оборудования SAP ТОРО и программы надежности оборудования Meridium. Повышение интеллектуальности системы позволяет не только указывать больные места, но и давать конкретные рекомендации по обслуживанию оборудования: например, затянуть крепление электродвигателя, заменить подшипник, провести центровку валов, заменить масло и т. д.

Проводить вибродиагностику сегодня возможно и в мобильном режиме. Система «КОМПАКС-микро», внедренная на ОНПЗ в 2017 году, позволяет оперативно исследовать оборудование, имеющее вспомогательные функции и не требующее постоянного мониторинга. Мобильная система — это тандем из ручного сборщика-виброанализатора размером с небольшую рацию во взрывозащищенном исполнении, промышленного ноутбука и программного обеспечения, создающего рациональную логистику обхода агрегатов.

Полностью оснастить установки завода системой вибродиагностики планируется к 2022 году. Датчики будут установлены (или обновлены) не только на уже действующих установках, но и на строящихся объектах: установке первичной переработки нефти, комплексе глубокой переработки нефти, установке гидроочистки и установке замедленного коксования. Все новое оборудование также будет работать в режиме 4-летнего межремонтного пробега.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ