بهینه کردن سیستم پمپاژ به منظور به حداقل رساند هزینه اولیه و هزینه چرخه عمر

بهینه کردن سیستم پمپاژ به منظور به حداقل رساند هزینه اولیه و هزینه چرخه عمر

Optimizing Pumping Systems To Minimize First Or Life-Cycle Cost

روش های بهینه سازی عددی هنگامی که با نرم افزارهای تحلیل سیستم پمپاژ ترکیب شوند، تکنولوژی قدرتمند جدیدی را برای بهره برداران پمپ ها فراهم می کنند. خواه هدف کاهش هزینه های اولیه باشد یا هزینه های چرخه عمر این تکنولوژی این وعده را می دهد که هزینه های سیستم پمپاژ و مصرف انرژی را به شدت کاهش دهد.

روش های بهینه سازی با انتخاب اندازه لوله و پمپ هزینه را به حداقل می رسانند. مهندسان طراح قیدهای سیستم را مانند دبی، محدوده NPSH یا سرعت جریان را مشخص می کنند. سپس نرم افزار بهینه سازی ترکیبی از اندازه لوله و پمپ را پیدا می کند که هزینه ها را به حداقل رسانده و قیود طراحی را برآورده سازد.

مفهوم طراحی جدید به نام نقطه عملکرد بهینه سیستم پمپاژ معرفی[1] شده است. به عبارت ساده این مفهوم از داده های هزینه استفاده می کند تا برآوردی بهینه از لوله، پمپ وهزینه انرژی برای سیستمی که یک یا چند نقطه کاری دارد را مشخص کند.

برای ایجاد معیاری برای مقایسه این روش برای چهار سیستم پمپاژ که قبلا طراحی شده اند انجام شده است.

دریافت رایگان  فایل اصلی مقاله:

Optimizing Pumping Systems To Minimize First Or Life-Cycle Cost

حجم: 1.31 مگابایت

---

[1] optimal pumping system operating point (OPSOP)

حرکت به سمت کاهش هزینه های عملکرد، بخش 3 به حداقل رساندن اثر سایش و بهینه سازی راندمان پمپ

حرکت به سمت کاهش هزینه های عملکرد، بخش 3

به حداقل رساندن اثر سایش و بهینه سازی راندمان پمپ

Toward reduced pump operating costs, part 3 —

Minimizing the effects of wear and optimizing pump efficiency

 

این مقاله آموزشی به بهربرداران کمک می کند تا خرابی ناخواسته و خرابی ناشی از فرسایش متداول فرآیند را از هم تشخیص دهند. هنگامی که بتوان فرسایش معمول فرآیند را تشخیص داد سپس می توان به این موضوع پرداخت که کدام تکنولوژی ها را می توان برای به حداقل رساندن اثر سایش بر روی قطعات پمپ استفاده کرد. حل مسئله سایش قطعاتی مانند آب بندها، یاتاقان و کوپلینگ اثر سودمندی بر روی افزایش راندمان پمپ دارد. به تنهایی در آمریکا بیش از 750 هزار واحد پمپ تحت استاندارد ANSI وجود دارد. زمان متوسط مابین تعمیرات این پمپ ها حدود 18 ماه می باشد و متوسط هزینه تعمیر هر واحد 2500 دلار می باشد. برای پمپ های تحت استاندارد ANSI که به طول عمر بیست ساله خریداری می شوند به تنهایی چندین میلیارد دلار در طول زمان عمر آنها صرف می شود. با کنترل خرابی های در حال شکل گیری و ناخواسته و کاهش اثر سایش، استفاده کنندگان چه طول عمری را می بایست از تجهیز توقع داشته باشند؟ اطلاعات ارایه شده است کمک خواهد کرد تا عمر سیستم بر اساس کلاس سرویس هایی که در فرآیندهای پالایشگاهی و شیمیایی وجود دارد تعیین شود.

Download link:

Minimizing the effects of wear and optimizing pump efficiency
حجم: 2.14 مگابایت

سیر تحولات نگهداری و تعمیرات

سیر تحولات نگهداری و تعمیرات

در سیر تحولات، حوزه نت را به سه دوره اساسی تقسیم می کنیم.

دوره نخست و تعمیر بعد از وقوع خرابی

سیر تحولات در ایران دوره نشان می دهد که گام های اولیه در پیاده سازی نت در سال های قبل از جنگ جهانی دوم رخ داده است. در آن ایام صنایع به شکل امروزی مکانیزه نبوده اند و خرابی ها و توقف ناگهانی ماشین آلات مشکلی جدی را برای دست اندرکاران امر تولید ایجاد نمی کرد. به بیان دیگر جلوگیری از بروز عیب در ذهن اکثر مدیران و مهندسین مفهوم نداشته و یا حداقل ضرورتی از این نظر احساس نمی شد. علاوه بر این اکثر ماشین آلات و تجهیزات تولیدی طرح نسبتا ساده ای در آن زمان نیازی به استفاده از نت سیستماتیک احساس نمی شد و اکثر شرکت ها و واحدهای تولیدی و صنعتی تنها در زمانی که دستگاه و یا تجهیزات از کار می افتادند، بازبینی و یا تعمیر آن ها را آغاز می کردند. در واقع استفاده از سیستم نگهداری و تعمیرات به هنگام از کارافتادگی (breakdown maintenance) معمول بود.

 

مقاله "یک رویکرد صف مبتنی بر چارت کنترل برای نگهداری و تعمیرات تأسیسات خدمات با مبادله تأخیر انرژی "

یک رویکرد صف مبتنی بر چارت کنترل برای نگهداری تأسیسات خدمات با مبادله تأخیر انرژی

A control-chart-based queueing approach for service facility maintenance with energy-delay tradeoff

 

برنامه ریزی تعمیرات و نگهداری و کنترل مصرف انرژی از مسائل حیاتی در مدیریت عملیات تأسیسات هستند. در عمل مصرف انرژی یک تأسیسات که بر روی شرایط عملیاتی تأثیر می گذارد، ارتباط نزدیکی با سیاست های نگهداری و تعمیرات مرتبط دارد. به طور خاص، برای یک سیستم حدمات مصرف انرژی، اگرچه یک فعالیت نگهداری مکرر می تواند تأسیسات را در شرایط خوبی حفظ کند، اما آن یک زمان تأخیر طولانی تر را ایجاد می کند و منجر به یک تجربه ضعیف مشتری میشود. در این مقاله ما یک سیستم صف یک مرحله ای با سطوح مصرف انرژی متفاوت در کشورهای پویای مرتبط را برای رسیدگی به تضاد بین مصرف انرژی و تأخیر مشتری مورد مطالعه قرار می دهیم. دو نوع از فعالیت های نگهداری قابل اجرا برای سرور، نگهداری برنامه ریزی شده و نگهداری واکنشی است. نگهداری و تعمیرات برنامه ریزی شده بر اساس یک پارامتر تکراری در شروع یک دوره آماده به کار اتخاذ شده است و تعمیرات و نگهداری واکنشی مقدار دهی اولیه به وسیله چارت کنترل افراد شوآرتز (نگهداری مبتنی بر شرایط) است. با تصرف در معاوضه تأخیر-انرژی، هدف ما توسعه یک سیاست نگهداری و تعمیرات بهینه است که هزینه کلی انتظار بلند مدت در سیستم را تحت یک محدودیت زمانی مشتری حداقل می کند. آزمایش های عددی برای تجزیه و تحلیل مسئله هدایت می شوند که در آن دانش مدیریتی برای سیاست های نگهداری و تعمیرات بهینه اتخاذ شده، استفاده می شوند. نتایج نشان داد که استحکام مدل نگهداری و تعمیرات ارائه شده، مزیت آن نسبت به مدل بدون چارت کنترل می باشد و در وضعیت های عمومی بکار گرفته می­ شود.

Download link:

A control-chart-based queueing approach for service facility maintenance with energy-delay tradeoff

حجم: 838 کیلوبایت

هزینه چرخه عمر پمپ (Pump life cycle cost)

هزینه چرخه عمر پمپ (Pump life cycle cost)

ارزیابی و یا بهینه سازی هزینه طول عمر محصول در مدت زمانی که دارد عملکرد مورد نظر، ایمنی، قابلیت اعتماد، در دسترس بودن، قابلیت تعمیر آسان و دیگر شرایطی مد نظر را برآورده می سازد، هدف اولیه محاسبه هزینه چرخه عمر(Life Cycle Costing or LCC) می باشد.

در اکثر صنایع سیستم های پمپاژ حدود 25 تا 50 درصد از انرژی را مصرف می کنند و شاید بتوان گفت که حدود 20 درصد از انرژی برق جهان را مصرف می کنند. پمپ های سانتریفوژ رتبه اول را در خرابی و هزینه تعمیرات را دارا می باشند. به همین دلیل هم می باشد که آنها در مصارف مهم همیشه به صورت زوج نصب می شوند؛ یک پمپ در حالت کار و دیگری به عنوان پمپ آماده به کار و یدکی در نظر گرفته می شود.

بر خلاف تمامی این آمارها همچنان تصمیم گیری اکثر خریداران بر اساس کمترین هزینه اولیه در هنگام خرید و نصب پمپ ها می باشد. ایده ای وجود دارد مبنی بر اینکه اگر پمپ ارزانی عملکرد خود را درست انجام ندهد همیشه می توان آن را درست کرد. این ایده می تواند در مورد پمپ هایی که مشکل آن ها از مسایل نصب و یا خرابی قطعات می باشد درست باشد، ولی در مورد که پمپ دارای مشکلات بنیادی طراحی باشد صدق نمی کند. به علاوه با توجه به این که برای پمپ هایی با مصارف بالا و حساس هزینه اولیه خرید بخش کوچکی از هزینه های چرخه عمر پمپ می باشد، دیگر نمی توان تصمیم گیری براساس هزینه اولیه را به عنوان معیار مناسبی برای انتخاب در نظر گرفت. مواردی مانند شرایط بازار، ملاحظات مالی کوتاه مدت و موانع سازمانی به عنوان عوامل موثر در این نوع تصمیم گیری ها کوتاه بینانه می باشند.

نگاه مرسوم: شما همیشه می توانید یک پمپ بد را تعمیر و به روز کنید.

واقیعیت: بعضی از انتخاب های بد، از به روز کردن باصرفه جلوگیری می کنند. یک تاسیسات ممکن است یک پمپ بهتر را خریداری کند، ویا تمام مدت از تصمیم گیری اشتباه در خرید رنج ببرد.

کاربرانی که برروی قابلیت اطمینان تمرکز دارند و دنبال افزایش بهره بری بالا هستند از معیار هزینه چرخه عمر برای انتخاب تجهیزات استفاده می کنند. استفاده آگاهانه از این معیار موجب کاهش اتلاف ها و افزایش قابلیت اطمینان مجموعه تجهیزات می گردد. استفاده از معیار هزینه چرخه عمر موجب کاهش بسیار زیادی در  مجموع هزینه های انرژی، عملکرد و تعمیرات می گردد.

هزینه چرخه عمر مجموع کلیه هزینه های طول عمر یک پمپ شامل خرید، نصب، عملکرد و تعمیرات (شامل هزینه خواب تجهیز) به علاوه هزینه های ناشی از آلودگی های محیط زیستی و در نهایت هزینه اسقاط پمپ و قطعات آن می باشد.

فرمول ریاضی ساده شده آن به صورت ذیل می باشد:

LCC=C_ic+C_in+C_e+C_o+C_m+C_dt+C_env+C_d

LCC=Life Cycle Cost

C_ic : هزینه های اولیه، خرید پمپ موتور و تجهیزات جانبی

C_in:هزینه های نصب و راه اندازی

C_e: هزینه انرژی مصرفی (پمپ، موتور و سرویس های جانبی)

C_o:هزینه های کار کرد

C_m:هزینه های تعمیرات و نگهداری

C_dt: هزینه خواب پمپ و تاسسیات و از دست دادن تولید ناشی از خرابی م مشکلات

C_env:هزینه های محیط زیستی

C_d:هزینه های اسقاط تجهیز

هزینه های انرژی مصرفی، تعمیرو نگهداری و خواب ناشی از خرابی بستگی به انتخاب و طراحی پمپ، طراحی سیستم پمپاژ و هماهنگی آن با پمپ، نصب و نحوه عملکرد پمپ دارد. تناسب دقیق پمپ با سیستم پمپاژ می تواند موجب کاهش هزینه های انرژی و تعمیرات و افزایش طول عمر تجهیزات گردد.

از فرایند تعیین هزینه چرخه عمر پمپ می تواند به عنوان معیار انتخاب بین گزینه های مختلف در حین انتخاب تجهیزات استفاده کرد.در شکل زیر یک نمونه معمول از سهم هزینه ها در هزینه کل طول عمر پمپ نشان داده شده است.

تفکر مرسوم: داده های کافی برای محاسبه هزینه چرخه عمر پمپ وجود ندارد.

واقعیت: همیشه به اندازه کافی داده برای محاسبه تخمینی منطقی از هزینه چرخه عمر پمپ وجود دارد.

هزینه اولیه

هزینه اولیه شامل هزینه های اولیه خرید پمپ و سیستم پمپاژ می باشد. همچنین هزینه هایی مانند هزینه مهندسی، برگزاری مناقصه، سفارش دهی، اداری، تست، بازرسی، انبار داری قطعات یدکی، آموزش و تجهیزات جانبی را نیز شامل می گردد. هزینه های خرید تجهیزات و پمپ معمولا 15 درصد هزینه کل تملک می باشد. هزینه اولیه تحت تاثیر عواملی مهمی مانند اندازه و طراحی خط لوله، سرعت دورانی پمپ، کیفیت تجهیزات انتخاب شده، جنس پمپ و سیستم های کنترل و پایش می باشد.

هزینه نصب

هزینه های نصب و راه اندازی شامل هزینه های پی، ملات ریزی، اتصالات مربوط به لوله کشی، کابل کشی، نصب تجهیزات جانبی، همراستا سازی، تمیز کردن خطوط و ارزیابی عملکرد در را اندازی اولیه می گردد. دقت و درستی انجام کارها در این مرحله تاثیر بسزایی بر طول عمر تجهیزات و  کاهش خرابی ها و خواب تجهیزات خواهد داشت. در این مرحله دستورالعمل های نصب و راه اندازی سازنده می بایست به دقت اجرا شود. از چک لیست برای اطمینان از این تجهیزات بر اساس پارامترهای تعیین شده نصب و راه اندازی شده اند می بایست استفاده گردد.

هزینه های انرژی و عملکرد

هزینه انرژی پمپ و سیستم اغلب یکی از اجزا اصلی هزینه چرخه عمر پمپ بوده و گاهی بخش اصلی آن می باشد به خصوص اگر زمان کاری پمپ بیش از 2000 ساعت درسال باشد. مجموع هزینه های انرژی و تعمیرات در طول عمر یک پمپ معمولا بیش از 10 برابر هزینه خرید پمپ می باشد. هزینه انرژی نه تنها وابسته به راندمان پمپ دارد، بلکه به مقدار انرژی مصرفی سیستم پمپاژ (مانند قط لوله و غیره) نیزوابسته می باشد. همچنین به این موضوع که در طول عملکرد پمپ، نقطه کارکرد چقدر و چند بار به دلیل مسایل عملکردی از نقطه  بهترین راندمان پمپ فاصله می گیرد نیز بستگی دارد. مواردی مانند خطوط کنار گذر، شیرهای کنترل فشار و مصارف سیستم های جانبی از دیگر عوامل موثر در مصرف انرژی سیستم می باشند.

هزینه های عملکرد شامل هزینه های نیروی کار افرادی می شود که در رابطه با عملکرد پمپ فعال می باشند. این هزینه به مقدار زیادی با توجه به پیچیدگی و نوع عملیات سیستم متغییر می باشد. نظارت منظم بر چگونگی عملکرد سیستم پمپاژ می تواند اتلاف های بالقوه در عملکرد سیستم را به کاربر هشدار دهد. نشانگرهای عملکرد پمپ شامل مواردی مانند تغییر در ارتعاشات، پالس های شوک، دما، سطح صدا، مصرف انرژی، مقدار جریان و فشار می باشد.

تفکر مرسوم: هزینه اولیه مهمترین عامل انتخاب می باشد.

واقعیت: به جز موارد معدودی هزینه اولیه باید کم اهمیت ترین معیار انتخاب باشد.

هزینه های تعمیر و نگهداری:

رسیدن به بیشترین زمان عمر کاری پمپ نیاز به ملاحضات ویژه ای در طراحی سیستم (لوله کشی و غیره)، طراحی و انتخاب پمپ، نصب و سرویس منظم  و با کیفیت پمپ و تجهیزات آن دارد. هزینه تعمیر نگهداری وابسته به زمان و دفعات تعمیرات و همچنین هزینه جنس و قطعات مصرف شده در آن می باشد. طراحی پمپ از طریق عواملی مانند هیدرولیک پمپ، جنس قطعات، اجزا پمپ و قابلیت دسترسی قطعات هنگام سرویس، می تواند به شدت بر روی این هزینه ها اثر بگذارد.

خواب پمپ های ناشی از خرابی (Downtime) را می توان با استفاده از برنامه های تعمیرات پیشگیرانه و همچنین برنامه ریزی تعمیرات اساسی پمپ در زمان تغییرات فرآیندهای تولید و یا تعطیلات سالانه به حداقل رساند. گرچه خرابی ها ناخواسته را نمی توان به دقت پیش بینی کرد ولی می توان با محاسبه آماری زمان مابین خرابی ها

(Mean time between failures) و همچنین با استفاده از سیستم های کنترل هوشمند تجهیزات تخمین زد.

از دست دادن تولید:

هزینه خواب های ناخواسته خطوط تولید ناشی از خرابی های غیرمنتظره و از دست دادن تولید از مهمترین موارد در مجموع هزینه چرخه عمر می باشد و حتی می تواند در حد هزینه انرژی و هزینه تعویض قطعات باشد. تمامی موارد فوق که طول عمر کاری پمپ را تحت تاثیر قرار می دهند می توانند بر روی هزینه خواب و از دست دادن تولید اثر بگذارند. بر خلاف طراحی های صورت گرفته و طول عمر مدنظر برای تجهیزات و قطعات، در مواقعی خرابی ناخواسته پیش خواهد آمد. در مواردی که هزینه از دست دادن تولید قابل پذیرش نمی باشد، ممکن است از یک پمپ یدکی که موازی پمپ اصلی نصب می گردد، به منظور کاهش ریسک استفاده گردد. در صورت استفاده از پمپ یدکی هزینه های اولیه افزایش خواهد یافت ولی هزینه از دست دادن تولید از بین می رود و یا حداقل کاهش می یابد.

عوامل موثر در قابلیت اعتماد پمپ (Reliability)

در نمودار زیر عوامل متعددی که بر قابلیت اعتماد (Reliability)  پمپ اثر می گذارند به صورت خلاصه آورده شده است. به وضوح عواملی مانند انتخاب، نصب، نحوه استفاده، عملکرد و عوامل وابسته به تعمیرات از عوامل موثر بر قابلیت اعتماد می باشند.

به طور حتم عواملی مانند راه اندازی، نظارت بر عملکرد، نحوه خاموش کردن و رویه های مربوطه نیز از عوامل موثر بر قابلیت اعتماد می باشند.

منبع:

 Bloch, Heinz P., 1933– Pump user’s handbook: life extension/by Heinz P.Bloch and Allan R.Budris p.cm. Includes index ISBN 0-88173-452-7 (print)—ISBN 0-88173-453-5 (electronic) 

همچنین به لینک زیر می توانید مراجعه نمایید

دریافت
عنوان: Pumps life cycle cost
حجم: 673 کیلوبایت
توضیحات: A GUIDE TO LCC ANALYSIS FOR PUMPING SYSTEMS

آشنایی با استاندارد API 610

دوره کامل آموزش پمپ های API610  (پمپ های فرآیندی)- بخش یک

حداقل نیازمندیهای پمپهای سانتریفوژ صنایع پتروشیمی, پمپهای صنایع شیمیایی که شرایط کار آنها سخت است (Heavy Duty) , پمپهای صنایع گاز و پمپهای بازیافت توان هیدرولیکی (Hydraulic Power Recovery Turbine), در استاندارد API 610 مشخص شده است.

این استاندارد نتیجه گردآوری دانش و تجربه سازندگان و کاربران پمپهای سانتریفوژ است. از شرکت های ذیل می توان به عنوان شرکت هایی که کارشناسان و مدیران آنها در تدوین این استاندارد سهیم بودند نام برد:

Bechtel, Fluor, KBR, Shell, Valero, BP, Marathon Petroleum, Chevron, ConocoPhillips, Petrobras, Aramco, Total, Repsol, Dow, Engridge, Clydeunion,CPC, Ebara, Flowserve, Floway, ITT-Goulds, Ruhrpumpen, Sulzer, Sunstrand, Weir, Samsung, Blackmer, Lawrence, Nikkiso, Nuovo Pignone, MHI, SBEC, European Sealing, Centrifugaltech, ABS pumps, Rexnord, Intelliquip, MHI.

 

هدف این استاندارد تعیین مشخصات دقیق مورد درخواست خریدار برای تسهیل فرآیند تولید است. که نتیجه آن تولید پمپی مناسب و دارای شرایط لازم برای به کارگیری در صنایع شیمیایی, پتروشیمی و گاز می‌باشد.

هدف اولیه استاندارد API 610 ایجاد حداقل نیازمندیهای مکانیکی ثابتی است که در پمپهای تحت پوشش این استاندارد باید اعمال شود. محدودیت‌هایی که این استاندارد اعمال می‌کند به عنوان امتیاز این استاندارد محسوب می‌شود. در تمامی مراحل طراحی, به کارگیری و کار تجهیزات صرفه‌جویی در مصرف انرژی باید مورد توجه قرار گیرد. بنابراین سازنده و کاربر پمپ باید روشهای جدید برای بهبود مصرف انرژی را در تمامی مراحل به طور جدی پیگیری کنند و روش های جایگزین که موجب بهبود مصرف انرژی می شود , بررسی و مد نظر گرفته شود. به ویژه هنگامی که پیشنهادی برای خرید تجهیزات جدید تهیه می‌شود. هنگام خرید تجهیزات هزینه‌هایی که در طول عمر تجهیزات صرف می‌شود (مانند هزینه انرژی مصرفی) باید ارزیابی شود.

در بعضی موارد لازم است که خریدار بعضی از جزییات و جنبه‌های تجهیزات را تعیین کند. در این استاندارد تغییراتی که ممکن است خریدار انجام دهد به رسمیت شناخته شده است ولی باید توجه شود که این تغییرات حذف, اصلاح و یا تقویت بخشهایی از استاندارد یا به صورت تکمیلی انجام شود و نه اینکه استاندارد باز نویسی شود.

استانداردهای API برای کمک به تامین تجهیزات و مواد استاندارد انتشار یافته‌اند و این استاندارد استفاده از استانداردهای دیگر را منع نمی‌کند.

پمپهایی که با شرایط استاندارد API طراحی و ساخته می‌شوند. بسیار پرهزینه هستند. پمپهای API برای کارهایی به کار می‌روند که مساله اطمینان پذیر و امنیت کاری در اولویت قرار دارد و هزینه مساله‌ای ثانویه است. ولیکن باید توجه داشت که این هزینه بالا در مرحله خرید تجهیزات بوده و در صورتی که هزینه طول عمر تجهیز (Life cycle cost) با توجه به مواردی مانند هزینه های تعمیرات، عملکرد، خوابیدن خط ناشی از تعمیرات پمپ و دیگر عوامل موثر  لحاظ شود  پمپ های ساخته شده تحت این استاندارد به دارای صرفه اقتصادی می باشند.

برای آشنایی با عوامل موثر در Life cycle cost به مقاله زیر مراجعه نمایید.

دریافت فایل
عنوان: Pumps life cycle cost
حجم: 673 کیلوبایت
توضیحات: A GUIDE TO LCC ANALYSIS FOR PUMPING SYSTEMS