Инновации в экономике и управлении на предприятиях нефтфгазовой пром

Нарушение технологической дисциплины приводит к увеличению расходных норм, снижению выхода продукта, увеличению потерь ценных компонентов, перерасходу энергии и топлива. Это происходит, например, в результате увеличения длительности таких энергоемких процессов, как обжиг, прокалка, сушка, крекинг, перемешивание и др., при повышении температуры сверх установленной технологическим регламентом, при помоле частиц меньше установленных размеров и т.д.

Укрепление технологической дисциплины непосредственно связано с оптимизацией. Оптимизация – это такое усовершенствование процесса, благодаря которому создаются условия для достижения экстремума определенной характеризующей активность процесса величины. По исследованиям, оптимизация технологических процессов позволяет снизить себестоимость химической продукции на 10 % при одновременном увеличении ее выпуска и улучшении качества. Из общей теории оптимизации известно, что необходимость оптимизации процесса возникает в случае наличия нескольких вариантов его осуществления, отличающихся величиной необходимых затрат и полученных результатов; в ситуации, когда отдельные показатели, отражающие входные параметры процесса: производительность, себестоимость, качество – при колебании параметров процесса меняются одновременно, но разнонаправлено; в случае ограниченности ресурсов.

Обязательными условиями оптимизации химико-технологичес- ких процессов является изучение их технологических и экономических связей, выбор критерия оптимальности. Для удобства анализа процесса при его оптимизации показатели целесообразно объединить

втри группы:

1.Технологические (температура, давление, концентрация) – первичные показатели, характеризующие ход технологического процесса.

2.Технико-экономические показатели, отражающие технические возможности и частичные экономические результаты процесса, которые, в свою очередь, подразделяются следующим образом:

– показатели, отражающие уровень использования сырья;

– показатели, обусловливающие количество получаемого продукта без учета затрат времени, средств на его получение (выход, степень, контактирование);

301

–показатели, характеризующие количество получаемого продукта с учетом затрат времени (часовая производительность и т.д.);

–качественные показатели, определяющие качество промежуточных продуктов и готовой продукции.

3. Экономические показатели, отражающие экономические результаты изучаемого производственного процесса (себестоимость производства продуктов, себестоимость их потребления, прибыль производства, капитальные затраты на единицу мощности и др.).

Для оптимизации конкретной задачи химической технологии необходимо:

а) установить возможные границы изменения переменных; б) определить количественный критерий оптимизации, на осно-

ве которого можно провести анализ вариантов с целью нахождения наилучшего;

в) выбрать внутрисистемные переменные, используемые для определения характеристик и идентификации вариантов;

г) построить модель, отражающую связи между переменными. В зависимости от экономической емкости показателя, принимаемого за критерий оптимальности, различают экономически и технологически оптимальные процессы. Технологически оптимальным называется процесс, параметры которого установлены при экстремальном значении одного из технико-экономических или локальных экономических показателей. С целью технологической оптимизации процессов определяется характер изменения и количественные зависимости результативных технико-экономических показателей процесса (выхода, степени превращения, времени процесса и т.д.) от из-

менения его технологических параметров.

Еще более широка область экономических изменений результативных показателей процесса, если изменение технологических параметров в поисках оптимума вызывает изменение качества продукции, уменьшение или увеличение процентного содержания полезного вещества. В этом случае изменяются затраты на производство продукции, на ее транспортирование и переработку. Изменение качества продукции связано с изменением ее количества и, следовательно, капитальных затрат на производство.

Экономическая оптимизация процесса выполняется после технологической и включает следующие основные этапы:

302

1.Выбор критерия экономической оптимальности.

2.Характеристика переменных и формулировка ограничений

на них.

3.Математическое описание процесса.

4.Расчет оптимальных параметров.

Следует иметь в виду, что первый и второй этапы выполняются, во-первых, параллельно-последовательно и, во-вторых, в две стадии – качественного и количественного анализа. Работа по экономической оптимизации начинается с переосмысливания выводов кинетического и термодинамического анализа, выявляя экономические последствия изменения параметров процесса для выбора критерия экономической оптимальности. На основании изучения экономических последствий изменения показателей производительности аппарата, выхода продукта, степени превращения и других критериев технологической оптимальности формулируется конкретная форма критерия оптимальности.

Оптимизация температурного режима работы контактного узла сернокислотного цеха Красноуральского медеплавильно-

го комбината. Основным технико-экономическим показателем, характеризующим работу контактного узла, является степень превращения. Величина степени превращения зависит от значения многих технологических параметров, большая часть которых остается неизменной в течение более или менее длительного времени. Это такие параметры, как давление, концентрация SO2, активность катализатора, объемная скорость газа и др. В контактном отделении сернокислотного цеха КМК поддерживается давление 1,15 атм, концентрация SO2 колеблется около 4 %. Значение этих колебаний очень велико, но от сернокислотного цеха они не зависят, величина концентрации определяется режимом работы металлургических цехов. Активность ванадиевой контактной массы постепенно падает по мере его оплавления, забивания пылью. Как только ванадиевый катализатор оказывается не в состоянии обеспечить требуемую степень превращения, его заменяют полностью или частично, объемная скорость газа 11 мм3/с (также определяется режимом работы металлургического цеха и изменяется незначительно).

Таким образом, основным параметром, влияющим на производительность действующего контактного аппарата, является его температурный режим. Согласно регламенту, температура газа, посту-

303

пающего на 1-й слой контактного аппарата, должна быть в пределах 420–460 °С. Нижняя граница определяется температурой зажигания катализатора и необходимостью достижения значительной скорости окисленияSО2, аверхняя– температурной устойчивостикатализатора.

Исходя из технологических соображения, оптимальной температурой называется температура, при которой скорость реакции имеет наибольшее значение при равенстве всех прочих условий. Оптимальная температура вычисляется по формуле

где Тр – равновесная температура для заданной, К; Е – энергия активации прямой реакции, ккал/моль; Q – тепловой эффект реакции, ккал/моль; R – универсальная газовая постоянная, ккал/моль; М – число молей SO2, окисляющихся при превращении одного активного комплекса.

Для достижения обычной на 1-м слое катализатора степени превращения 70 % оптимальная температура должна быть приблизительно 500 °С. Зная, что коэффициент увеличения температуры при изменении степени превращения от 0 до 1 равен 117 °С для концентрации О2, составляющей 4 %, находим технологически оптимальную температуру газа, поступающего в контактный аппарат:

Tк.опт =Тк −λх,

Тк.опт = 500 −117 0,7 = 418,1 °С.

Попытаемся округлить экономически оптимальную температуру газа, поступающего в контактный аппарат.

Из статистических данных следует, что для контактного отделения сернокислотного производства характерна следующая зависимость:

у =87,29357 −0,022 5х1 −0,730 8х2 ,

где у – расходы на сырье (SO2), руб.; х1 – разность температур на 1-м и 4-м слоях, °С; х2 – степень контактирования, %.

304

Приняв степень контактирования постоянной и равной 96,5 %, преобразуем формулу к виду

у =16,744 −0,225х1.

Таким образом, при температуре газа, поступающего в аппарат, tвх = 420 °С средняя температура газа на 1-м слое контактного аппарата (420+502)/2 = 461 °С, разность температур на 1-м и 4-м слоях контактного аппарата составит 41 °С.

С другой стороны, с возрастанием температуры газа, поступающего в контактный аппарат, возрастает расход мазута на подогрев газа в пусковом нагревателе. Большая часть газа (80 %) проходит через 3 внешних теплообменника и нагревается от 30 до 390 °С. Оставшаяся часть газа проходит пусковой подогреватель перед поступлением в контактный аппарат.

Зная общую газовую нагрузку (130 000 см3/ч), находим, до какой температуры нужно подогреть конверторный газ в пусковом нагревателе, чтобы его температура на выходе из контактного аппарата составила 420 °С.

Решаем уравнение теплового баланса:

(104 000 · 390 + 26 000 · tвx) = 130 000 · 420, tвx = 540 °С.

Находим количество компонентов газовой смеси, подогреваемых в пусковом подогревателе за 1 ч:

Аналогично находим M N2 = 27 200 кг/ч и MО2 = 4470 кг/ч.

Находим количество тепла, необходимое для подогрева газа в пусковом подогревателе от 30 до 540 °С.

Q = MCp∆t = (2970·0,7 + 27 200·1,058 + 4470·0,96)510 = = 35 147,8·510 = 17,93 · 106 кДж/ч = 4,28 · 106 ккал/ч.

Принимая, что 40 % мазута теплопроводной способности расходуется на подогрев газа, находим часовой расход мазута:

Мм = 4,28·106/0,4·9700 = 1103 кг/ч = 1,1 т/ч,

305

где 0,4 – КПД подогревателя, а 9700 – теплопроводная способность мазута, ккал/ч.

Аналогично рассчитываем данные для других температур и заносим их в таблицу.

Затраты материалов при производстве серной кислоты

Таким образом, с экономической точки зрения оптимальной является температура примерно 420 °С. Часовой расход мазута и сырья при этой температуре ниже соответствующих расходов при других температурах. Прямая реакция, протекающая в контактном аппарате, является экзотермической. Согласно правилам по смещению химического равновесия, для того, чтобы сместить равновесие реакции в сторону экзотермической реакции, температуру в системе необходимо понижать. Но, с другой стороны, при низких температурах, скорость реакции существенно падает. Экспериментальным путем установлено, что оптимальной температурой для протекания прямой реакции с максимальным образованием SO3 является температура 400–500 °С. Расчеты показали, что температура находится в допустимых пределах и для данного узла производства, идляработыкатализатора.

Технологическая дисциплина – строгое и точное соблюдение в процессе производства требований к технологии изготовления продукции, которые содержатся в операционных технологических картах или других технологических документах.

Высокий уровень технологической дисциплины – один из важнейших факторов, обусловливающих достижение высокого качества продукции и услуг. Соблюдение ее создает условия для быстрого освоения новых производств, лучшего использования рабочего времени, оборудования, сокращения потерь от брака.

Важную роль в соблюдении технологической дисциплины играет хорошо отлаженная организация службы технического контроля производства и постоянный надзор за состоянием оборудования. Укреплению дисциплиныспособствуетросттехническойоснащенностигруда.

306

Д.Н. Черемных, научный руководитель – канд. экон. наук, доцент Г.А. Тимофеева, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь, Россия

ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ ДОБРЯНСКОГО МОНТАЖНОГО УПРАВЛЕНИЯ «УРАЛЭНЕРГОМОНТАЖ»

В настоящее время высокое качество продукции является одним из главных факторов успеха предприятий любых отраслей, обеспечения их конкурентоспособности и экономической эффективности.

Под качеством продукции понимается совокупность ее свойств, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Качество выражает потребительские свойства изделий, обнаруживаемые в процессе их потребления.

Повышение качества продукции представляет собой многоплановую проблему, связанную с качеством сырья, материалов, техническим состоянием оборудования, квалификацией кадров и другими факторами, которые в разной степени влияют на качество готовой продукции и требуют комплексного, системного подхода к их регулированию.

Предприятие занимается изготовлением деталей, которые необходимы для сборки котлов, коллекторов, ТВП (трубных воздухоподогревателей); тепломеханического оборудования; деталей трубопроводов электростанций; металлоконструкции.

Предприятие производит детали для различных строительных компаний, для заводов и ГРЭС. Заказчиками, например, являются БКПРУ № 4, Рефтинская ГРЭС (ремонт котлов), Пермский пороховой завод (котлы и воздухоохладители), Белоярская атомная станция (строительство нового энергоблока). Основные виды продукции предприятия – баки без обогрева, воздухоподогреватели регенеративные для паровых котлов и топочных устройств, коллекторы солнечные, турбины паровые, услуги по ремонту готовых металлических изделий, услуги по ремонту машин и оборудования и т.д.

307

Предприятие можно отнести к единичному и мелкосерийному типу производства. Проблемы повышения качества продукции Добрянского монтажного управления «Уралэнергомонтаж» обусловлены следующими причинами:

–неритмичность производства (отсутствие ресурсов или перебои в их поставке, нехватка денежных средств, низкое качество материальных ресурсов и комплектующих);

–отсутствие автоматизации (сборка деталей ведется без применения конвейеров, станков ЧПУ или другого современного оборудования);

–отсутствие эффективной системы организации производства;

–низкая квалификация рабочего персонала и множество других недостатков, характерных для большинства аналогичных предприятий России.

Качество изделия, запущенного в производство, зависит от трех

важнейших факторов – оборудования, технологии изготовления

иквалификации кадров плюс характеристики получаемых со стороны сырья, материалов, полуфабрикатов. Важно установить и постоянно поддерживать установленный порядок разработки, утверждения

иизменения технической документации, необходимо внедрить электронный документооборот. При этом должна осуществляться четкая персональная ответственность работников конструкторской и технологической служб, а также административных руководителей за качество этой документации.

Существенные возможности улучшения качества кроются в повышении культуры производства – поддержании в цехах и на складах порядка, чистоты, постоянных параметров температуры и влажности, рациональном освещении, предупреждении шума и т.д.

Решение проблем повышения качества продукции обусловливает необходимость разработки методов количественной оценки качества труда отдельных работников, коллективов подразделений, объединений, предприятий и организаций в целом, а также других объектов управления на основе объективных критериев, учитывающих их задачи и функции.

Для повышения качества целесообразно обеспечить изготовление продукции в заданном количестве в установленные сроки, предусмотренные в проекте – ритмичность выпуска продукции. Несоблюдение ритмичности приводит к поломкам, авариям, простою обору-

308

дования, и как следствие – к затратам времени, труда, денежных средств на исправление нарушений или ликвидацию последствий.

По мере развития рынка и увеличения масштабов бизнеса резко возрастает необходимость профессионального управления. Необходимо производить обучение и повышение квалификации не только рабочего персонала, но и руководителей данного предприятия. К сожалению, как правило, ограничиваются обучением рабочего персонала. Видимо, руководители изначально считаются профессионалами

иполучают своеобразный «иммунитет» от сомнений в их управленческой компетенции.

Для решения накопившихся проблем необходим комплекс мероприятий:

–по автоматизации технологических процессов, организации поточного производства;

–совершенствованию проектных и инженерных решений;

–повышению технологического, технического и организационного уровня, а также культуры производства;

–соблюдению технологической дисциплины;

–улучшению технического контроля качества;

–росту квалификации работников;

–разработке системы материальной заинтересованности и ответственности за качество продукции.

Для повышения качества продукции, эффективности производства и управления целесообразно внедрять известные в мировой практике системы организации и оптимизации производства («бережливое производство», канбан, «точно в срок»).

Можно сделать вывод, что внедрение поточного производства невозможно, так как предприятие имеет единичный тип производства, характеризующийся штучным выпуском изделий. Для данного предприятия целесообразнее внедрить систему «бережливого производства» с концепцией «поток единичных изделий» и принципом «точно вовремя». Одновременно со внедрением системы организации

иоптимизации производства необходимо заменить старое оборудование и повысить квалификацию рабочего персонала.

Применение универсального оборудования и приспособлений, позволяющих обрабатывать широкий список деталей из-за часто меняющейся номенклатуры изделий, внедрение современного быстро переналаживаемого оборудования, станков с ЧПУ, обрабатывающих

309

центров позволит значительно повысить организационно-техничес- кий уровень производства и качество выпускаемой продукции.

Повышение качества продукции позволит снизить затраты и потери при создании предметов материального производства; снизить эксплуатационные затраты в период службы предмета (продукции); большими темпами осуществить научно-технический прогресс, выйти на мировой уровень по конкурентоспособности продукции отечественных предприятий.

К сожалению, руководство данного предприятия не заинтересовано в повышении качества выпускаемой продукции, в решении проблем эффективности производства и управления. Несколько месяцев назад данное предприятие объявило себя банкротом и было скуплено предпринимателем из Москвы, дальнейшая его судьба пока неизвестна.

310