Фаст-Трэк "Ваш проект" Опытный завод

Пилотные установки - Часть 1:

Эти проверенные и надежные советы и приемы могут способствовать ускорению проектирования и строительства Вашего экспериментальный завод, и сэкономить деньги одновременно.

Опытный завод находится на пути КРИТИЧЕСКИХ многих проектов коммерциализации, и его значение может быть много кратных ее стоимости. График сбережений в проектировании и изготовлении опытного завода могут быть непропорционально полезным для общего развития проекта. С другой стороны, неуместно ярлыки в результате чего основные упущения могут быть непропорционально проблематичным.

В этой статье некоторые предложения и ярлыки, а также области, требующие дополнительного внимания, проектов опытно-промышленной установки. Некоторые из них продемонстрировали и другие узнали трудный путь, о недавнем проекте опытной.

Дизайн входа: лабораторных данных и моделирование

"Правильный путь", чтобы сделать проект конструкции оборудования является наличие полностью разработаны технологической схемы с полной массой и энергией баланс на требуемой рабочей точки с самого начала. К сожалению, в реальности большинство проектов опытно-промышленной установки является то, что одна из целей завода заключается в предоставлении данных, что очень для потенциальных полномасштабного объекта. В экспериментальных установках, неопределенности и несколько потенциальных сценариев операционной является скорее правилом, чем исключением.

Лабораторные данные и моделирование являются важным источником информации для калибровки резервуаров, насосов и приборов. Это намного проще, быстрее и экономически эффективнее использовать моделирование для оценки основных возможностей и различные варианты процесса создания нового процесса, чем делать это в эксперименте. Моделирование и дизайн лабораторных экспериментов могут помочь вам избежать серьезных катастроф. Важно также понимать, что партия лабораторных данных и моделирование не является заменой для непрерывных данных экспериментального завода. Самое главное, если вы ждете схемы и массовых и энергетических балансов быть прибиты полностью перед началом разработки опытно-промышленной установки, вам никогда не начать.

Вместо создания одной точки дизайн, основанный на моделировании, мы обнаружили, что лучше для параметризации проектирования с использованием моделирования данных для определения рабочего диапазона для каждой единицы оборудования. Процесс разработки экспериментального завода может быть проведена на протяжении всего параметрического диапазона, для того, чтобы завод динамический диапазон, необходимые для обработки широкого спектра оперативных дел. Иногда, чтобы получить желаемый динамический диапазон, несколько единиц оборудования или инструментов, должны будут или различные подходы процесса должны быть разработаны в опытно-промышленной установки. Если это так, то лучше начать процесс проектирования с учетом этого не пытаться модифицированной требуется динамический диапазон позже.

Управление проектами и связи

Некоторые простые правила применяются к управлению проектом опытной. Это может сделать разницу между плавный и успешный проект, и один, который является головной болью для всех заинтересованных сторон.

Ключ продукта опытного завода является процесс познания, и, возможно, образцы для клиентов - не конкретные фунтов в час производительность. Проекта опытно-промышленной установки, следовательно, имеет различные цели и требует такого подхода, которые отличаются от используемых на коммерческой растений.

Мы рекомендуем проектирования / строительства экспериментального подхода для растений. Традиционный подход - с проектирования компании завод в достаточно подробно, чтобы удаленный производитель может строить его под контролем руководителя строительства - имеет тенденцию к увеличению расходов и график поставок для небольших проектов, как опытных установках. Неэффективность возникает из поколения чертежи и другие документы, которые не являются необходимыми, когда люди, которые разработали растение непосредственно руководит его приготовления.

Получить дизайнер и производитель участие еще в процессе планирования, как это возможно. Воспользуйтесь своим опытом.

Держите связь проекта проста. Не вставляйте третий участник между владельцем и дизайнером или промышленное предприятие. Поставьте людей, которые могут сделать процесс решения в непосредственном контакте с людьми, делать дизайн и производство.

Держите официальных заседаний и докладов до минимума, необходимого для удовлетворения управления.

Принесите экспертов по конкретным вопросам по мере необходимости, но не позволяйте им задерживаться за столом.

Выбор "дизайн точкой" для экспериментального оборудования завода

Установка максимального рабочего давления и температуры комбинации основных элементов оборудования в опытно-промышленной установки является одним из ключевых процессов принятия решений в любом проекте, и по существу значительные анализа и мышления. Выбор дизайна степени, что это слишком низкими, это может оказать завод бесполезно. Выбор точки, что является необоснованно высоким может значительно увеличить стоимость и сроки поставки завода. Он может также затрудняют работу необоснованно ограничивает виды оборудования, арматуры и приборов, которые могут быть использованы, в результате чего увеличилось время простоя или снижения способности растений к доставить желаемый измерений, продуктов и данных. Даже в опытно-промышленной установки, оно не может быть в интересах проекта в целом лишь догадываться высока.

Различные стратегии могут быть использованы для определения пунктов естественного дизайна для оборудования, даже в условиях значительной неопределенности процесса (табл. 1, 2, 1 и 2). Обратите внимание, что многие из этих ограничений касаются ограничений уплотнительных материалов. Пределах 175C для Viton и 232C для PTFE соответствуют внезапного и резкого сдвига в стоимости, доступности и надежности большая часть клапаны, приборы и закрытия, которые полагаются на эти материалы, чтобы нормально функционировать. Таким образом, переход этот порог произвольно не рекомендуется. Не устанавливайте дизайн предел 50F 450F, если будет делать.

Отметим также, что максимальное рабочее давление, и максимально допустимое рабочее давление (МДРД) не являются синонимами. Максимальное давление операционной для завода, безусловно, должны быть значительно ниже МДРД сосудов и трубопроводов, так как предохранительные устройства должны быть установлены на давление не выше, чем МДРД. Даже самые лучшие клапаны и разрыв диски могут варить или досрочно разрываться при давлениях, превышающих 90% от заданной температуры, поэтому необходимо выбрать МДРД по меньшей мере 10-15% больше, чем хотелось бы максимальное рабочее давление. Опять же, чрезмерное конструкция может иметь значительные затраты, сроки и работоспособность последствия, и его следует избегать.

Диапазон регулирования и отложным являются ключевыми

После нескольких случаев эксплуатации и значительной неопределенности в операционной ставки являются общими в экспериментальных установках, важно рассмотреть динамический диапазон инструментов при проектировании оборудования.

Некоторые инструменты претензии очень большой динамический диапазон, или отказ отношение. Тем не менее, в ходе операции опытной, часто только один выбор для рассматриваемого документа - наименьшее из возможных, от производителя. Таким образом, значительное количество динамический диапазон прибора может быть уже рассчитывать на то, встретиться операционной случае максимальная пропускная способность, которая соответственно уменьшает доступный динамический диапазон прибора в процессе эксплуатации.

Такая проблема часто возникает из-за неточной выбор проектных центров для ключевых элементов оборудования, где владелец выбрал расчетное давление, освобождение от давления и пропускная способность значительно больше, чем требуется рабочее давление или пропускной способности. В этих случаях, серьезное внимание следует уделить либо снижения расчетного давления, так что ближе к реальным ожидаемых условиях эксплуатации или установке нескольких, избыточных инструментов для размещения в результате широкий спектр динамический диапазон. Где высокого давления дизайн выбрали для защиты от беглых реакции или другой ситуации, рельефа, важно выбрать дизайн точкой для работы и дизайн точкой для сохранения давления, и никогда не смешивать их.

Утилиты ограничения могут также привести к отложным проблем. Например, охлаждающие теплообменники вода может использоваться и с выходом воды температуры около 25-80C, возможно, растяжение до 100-105C для замкнутой лечение охладитель или градирню воды. Если необходимый процесс температура находится в пределах этого диапазона, динамический диапазон не является проблемой, если вентиль охлаждающей воды контроля адекватного динамический диапазон. Если желаемый диапазон температуры процесса превышает 80-100C, утилита ограничение соответствует конечной отложным лишь около 4:01 на дежурстве. Кипячение в режиме операции с использованием конденсата может быть вариант, но может представлять нежелательных процессов, обеспечения безопасности трудности. Таким образом, замкнутая закаленного воды и нефти закаленного системы часто требуется на пилотных установках предложить адекватные динамический диапазон контроля температуры.

Упростить

Ненужная сложность приводит к ненужным задержкам и увеличению расходов - деньги, которые можно было бы лучше потратить на дополнительное обучение для операторов, больших склада запасных частей и т.д.

Тщательно продумайте, жизненного цикла и режим опытно-промышленной установки. Будет ли это необходимым или даже допустимо продолжать работать во время ремонта или замены ключевых элементов аппаратуры или оборудования, или остановки неизбежны? Если верно последнее, блок-и-сливные краны на инструментах, двойной блок клапанов и объездных дорог вокруг контроля клапанов, а как только может добавить к излишним затратам и сложности системы без добавления значительную ценность. Затраты на оплату труда для установки и тестирования, закупок и технические требования / подбор рост почти в прямой зависимости от количества отметил пунктов на заводе, поэтому устранение ненужных компонентов может привести к значительному сокращению затрат и сроки поставки продукции для завода .

Иногда, креативный дизайн могут даже ликвидировать целые части технологического оборудования. Например, если насос необходимо передать жидкости, рекомендуется использовать побочные назад от того же насоса смешать танк, а не с помощью специального миксера. Если центробежный насос используется, то, скорее всего операционной слева от кривой (т. е. высокая голова, низкий расход) и, следовательно, тратить энергию на внутренней рециркуляции, что может быть лучше для смешивания бак.

В последние опытной, ни механическим приводом агитаторы были использованы. Вместо этого, газ / жидкость контакт, для смешивания жидких смесей и жидких экспедиция были выполнены использованием центробежных насосов и эжекторов Вентури. Это позволило устранить значительное число основных единиц оборудования.

Акцент на то, что вам нужно пилота. Если что-то добавляет сложности без повышения способности растений к предоставлять необходимые данные или продукта, его ликвидации.

Хорошим примером этого является интеграция тепла и рекуперации тепла. Если это очень крупная демонстрация растения, потребление энергии на заводе, возможно, будет незначительна по сравнению с затраты труда и материалов для ее эксплуатации. Подставляя утилиты для работы с технологическим потоком, можно устранить по крайней мере один теплообменник и связанных с ней контроль, уменьшая при этом необходимые площади для основных теплообменников благодаря улучшению движущей силой. Более важным, чем экономия в столице, однако, является улучшение управления, результаты де-соединения двух частей процесса, с тем, что они могут быть быстро и самостоятельно отрегулировать. Некоторые из экономия должна быть инвестированы в обеспечении достаточных документов, касающихся таких обменников, что общие коэффициенты теплоотдачи (U-значения) могут быть рассчитаны на он-лайн. По тем же причинам, электрические нагреватели часто заменяет пара или прямой нагреватели на опытных установках.

Выбор материалов и методов производства

Если пилотная установка предназначена, чтобы доказать это новая технология, ее срок службы будет относительно коротким. В данном случае, это не смысл использовать 30-летнего прочность при выборе строительных материалов, оборудования или изготовление методами. Если пилотная установка предназначена для работы вместе с коммерческим объектом или создания образцов для клиентов, больше продолжительность жизни должны быть рассмотрены.

Если вы находитесь в процессе новые территории и коррозии услуга вопрос, не просто доверие карты или экспертов. Основываясь на своем тяжелом опыте, мы рекомендуем ускоренной коррозии испытаний, проведенных в лабораторном масштабе до принятия окончательного выбора материалов. Если это возможно, выбирать материалы, которые полностью защищены от коррозии типа вы можете столкнуться. Отметим также, что опыт работы в реакторе партии лаборатории не могут точно имитировать условия жизни в непрерывном опытной в долгосрочной перспективе.

Имейте в виду, что выбор материалов для опытно-промышленной установки является более ограниченным, чем в коммерческой системе. Из специального сплава рассматриваются на промышленном предприятии, возможно, не доступны в менее полный мельница работает труб, труб или оборудования, особенно в небольших размерах. Фитинги, трубы и даже, возможно, придется быть изготовлены из бара наличии.

Было также наш опыт, более экзотических материалов, таких как титан лишь незначительно больше затрат на изготовление экспериментальных масштабах, чем промежуточных сплавов, таких как Cr-Mo стали, супер-дуплекс или 6% молибдена нержавеющих сталей, сплавов 20 и т.д., и что любой из этих материалов являются значительно более дорогими и менее доступными, чем общие классы из нержавеющей стали.

По нашему опыту, относительной стоимости факторов найти в коммерческих завод по изготовлению существенно недооценивает стоимость установленного различия наблюдаются в экспериментальном производстве завода.

Если срок службы строительных материалов является ключом к успеху в рамках экспериментальной программы, мы рекомендуем строительство завода из имеющихся в продаже стандартных сплава, который наилучшим образом соответствует требованиям коррозии услуг для долговечности период растения, и использовать купоны коррозии и / или электрической изоляции катушки тест для изучения возможности меньше стандартных материалов.

Не поддаваться искушению чрезмерного указать

Будьте осторожны в применении большого завода спецификаций для опытно-промышленной установки. В противном случае, вы рискуете ненужных расходов и сроков воздействия. Некоторые характеристики завода, будучи прекрасно подходит для коммерческого завода продолжительность жизни 30 лет, будет иметь серьезное влияние на качество, удобство и стоимость опытно-промышленной установки - и иногда может сделать завод или выведения из строя или unconstructible. Следующие общие, основанных на опыте правила могут определять спецификации оборудования и методов производства опытно-промышленной установки.

ы Не привязывайте дизайнер / производитель руках с ненужным или ненадлежащее спецификаций. Вместо этого сфокусируйтесь на отрасли приняты кодексы, стандарты и сертификаты, а затем, при необходимости, дополнить их с масштабов соответствующей спецификации или указаний правила для наиболее важных частей. Разрешить дизайнер все широты существует в кодексы и стандарты, чтобы сэкономить ваше время и деньги на отдых.

Держите срок эксплуатации завода в целенаправленный характер. Не следует выбирать 30-летнего методов или материалов для 2-летнего развития растений, или оффшорных методы комнатное растение пилота.

Не бойтесь использовать профессиональное суждение. Не думайте, что правило применимо к вашему опытный завод только потому, что это записано.

Избегайте картина из углеродистой стали трубы. Если внешней коррозии вопрос, рассмотрим график оцинкованной или нержавеющей стали 10 с 150

Использование труб и фитингов сжатия до 3/4-in. дежурный офицер вместо сварных труб. Трудовых сбережений могут быть драматичными, особенно если изменения должны быть сделаны позже.

Если вы собираетесь снести и заново опытно-промышленной установки часто, рассмотреть вопрос об использовании съемных изоляционных куртки, а не жесткой изоляции.

Не бойтесь труба с резьбой. С хорошим герметик системы и правильность установки, труба с резьбой может быть очень герметичное и надежное ниже 2 дюйма АПЛ. Изготовление затраты ниже и реконфигурации намного проще, чем с приваренными трубопроводных систем.

Ряд вопросов, связанных с материалами спецификации могут быть ликвидированы по сокращению издержек и повышению расписание с минимальным воздействием на общее качество установленного продукта. Это показано в таблице 3. Например, вместо того чтобы дизайнер / производитель перечень утвержденных клапан производителей и моделей, рассмотреть вопрос о предоставлении основных требований к конструкции (дизайн точке, приемлемых материалов, пожарной безопасности и т.д.) и позволяет им делать покупки на рынке для правильного, масштабов подходящий продукт.

Уроки, извлеченные на опытном заводе марафон JLM

Хотя этот процесс и условия работы этого завода являются собственностью марафон и ее партнеров, мы можем раскрыть несколько вещей, которые работали для нас, и кое-что мы хотели бы сделать по-другому в следующий раз. Среди наших успехов являются рекомендации которых говорилось выше. Основных областей для улучшения включают в себя:

* Ускоренный коррозионные испытания была пропущена в пользу доклада коррозии консультанта. Это привело к выбору и использованию неуместным конструкционного материала.

* Несмотря на простоту изготовления, хлорированного ПВХ (ХПВХ) не является хорошим материалом для теплообменников охлаждающей воды возвращается, так как его максимальная температура услуги 80С.

* Подробнее о водяного охлаждения кормили обменники должны использоваться закаленное петли вместо масла, так как недостаточная отложным было пережито.

* Во время запуска и ввода в эксплуатацию, коррозионных материалов, посетил места на заводе, которые не предназначены для них, что приводит к сильной коррозии. Было бы лучше, чтобы считать, что агрессивных материалов будет перемещаться по завод и проектирования на этой основе.

Пол Мартин

Zeton вкл.

Michael J. Dietrich

МАРАФОН ойл компани "

Пол Мартин является одним из главных инженера и менеджера проекта с Zeton Инк (740 Овал суда, Берлингтон, Онтарио L7L 6A9, Канада, Телефон: (905) 632-3123 х 251, факс: (905) 632-0301, E-почта: <a href="mailto:pmartin@zeton.com"> <pmartin@zeton.com />), крупнейший в мире дизайнер и производитель модульных экспериментальных и демонстрационных масштабе растений для химической обрабатывающей промышленности. Он предназначен, изготовлены и введены в эксплуатацию многочисленных пилотных установок для полимеров, химических веществ, альтернативных видов топлива и гидрометаллургической промышленности. Он BASC и MASC степеней в области химического машиностроения Univ. Ватерлоо, Онтарио.

Майкл Дитрих, PE, является передовым старший инженер Марафон ойл компани "(тел.: (713) 296-3122, E-почта: <a <href="mailto:midietrich@marathonoil.com"> midietrich@marathonoil.com / >), где он участвует в первую очередь в области разработки и управления проектами проектов развития технологий. Он получил степень бакалавра в области машиностроения из Univ. Хьюстон, и он является зарегистрированным возможная ошибка в Техасе и член ASME.