Проектирование Технологической Установки

1. PROCESS PLANT ENGINEERING ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ Welcome! Добро пожаловат! HERVE BARON

2. HERVE BARON ©2016–HervéBaron PROCESS PLANT ENGINEERING DEVELOPMENT ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ Welcome to this presentation. It shows the activities and documents of the different engineering disciplines (process, piping, civil etc.) for the engineering of a Process Plant. It covers the 2 common stages of engineering development:  BASIC Engineering  DETAIL Engineering Добро пожаловать в настоящую презентацию. В ней представлены сферы деятельности и документация разных технических разделов (технологический процесс, трубная обвязка, гражданское строительство и т.д.) для проектирования технологической установки. Презентация охватывает 2 основных этапа проектно-конструкторской разработки:  БАЗОВОЕ проектирование  РАБОЧЕЕ проектирование

3. HERVE BARON ©2016–HervéBaron • GENERAL / ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ • PROCESS / ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС • MECHANICAL / МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ • SAFETY & ENVIRONMENT / ОХРАНА ЗДОРОВЬЯ И ОКР. СРЕДЫ • CIVIL / СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ • PIPING LAYOUT & MATERIAL / ТРУБНАЯ ОБВЯЗКА И МАТЕРИАЛЫ • INSTRUMENTATION / КИПиА • ELECTRICAL / ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ • SCHEDULE / ГРАФИК РАБОТ PROCESS PLANT ENGINEERING DEVELOPMENT ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

4. HERVE BARON ©2016–HervéBaron BASIC ENGINEERING БАЗОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ Engineering/ Проектирование Documents for Inquiry / Документы для запроса: Bill of Materials / specifications / Ведомость / спецификации объемов материалов Documents submitted to client / Документация на рассмотрения заказчика Client / Заказчик Approval/Comments Согласование/Комментарии Process Design Package (PDP) / Комплект проектной технологической документации Vendors / Sub-Contractors Поставщики / Субподрядчики Quotations / Ценовые предложения Inquiries / Запросы Cost Estimate Department / Сметный Отдел

5. HERVE BARON ©2016–HervéBaron DETAIL ENGINEERING РАБОЧЕЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ Engineering / Проектирование Documents for Purchase / Документация для закупок: bill of quantity & specification/ Ведомость / спецификации объемов работ Documents for Construction / Документация для строительства: Construction drawings & specifications / Строительные чертежи и спецификации Client / Заказчик Design basis / Основы проекта: - Functional requirements / Функциональные требования - Client specifications / Спецификации заказчика - Design codes / Нормы проектирования Vendors / Поставщики Documents submission / Предоставление документации Comments / Комментарии Approval/Comments Согласование/Комментарии Documents submitted to client / Документация на рассмотрения заказчика

6. HERVE BARON ©2016–HervéBaron ENGINEERING ORGANISATION ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Engineering / ПРОЕКТИРОВАНИЕ Instruments & Control КИПиА Layout & Piping ТРУБНАЯ ОБВЯЗКА И МАТЕРИАЛЫ Process ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС Electrical ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Equipment/Mechanical МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Civil СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ Safety ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ И ЭКОЛОГИЯ

13. HERVE BARON ©2016–HervéBaron ENGINEERING DOCUMENT QUALITY REQUIREMENTS: CHECKING ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ: ПРОВЕРКА Discipline self check Дисциплинарная проверка Inter-Discipline Check (IDC) Междисциплинарная проверка (МДП)

23. HERVE BARON ©2016–HervéBaron DRAWINGS COMMON SIZES & SCALES ОБЩИЕ РАЗМЕРЫ И МАСШТАБЫ ЧЕРТЕЖЕЙ Scale 1m = 1/1000 1 mm 1/500 2 mm 1/250 4 mm 1/100 1 cm 1/50 2 cm 1/33 3 cm A0 = 840x1188 A1 = 594x840 A2 = 420x594 A4 = 210x 297 A3 = 297x 420

25. HERVE BARON ©2016–HervéBaron BASIC ENGINEERING DESIGN DATA ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Process facilities / Технологические устройства: Feedstock and products flow / Расход сырья и продукции Feedstock composition / Состав сырья Battery limit conditions / Условия на границе проектирования Equipment Spare / Запасное оборудования Performance / : Products specifications / Технические характеристики продукции Energy efficiency, emissions / Эффективность использования энергии, выбросы Utilities / Энергоносители: Electric power supply / Энергоснабжение Other utilities / Другие энергоносители Systems / Системы: Process control / Контроль процесса Fire/gas alarm / Пожарная и газовая сигнализация Public address, LAN, PABX / Адрес, LAN, PABX 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -85 -80 -75 -70 -65 -60 -55 Pressure(bar) Infrastructure / Инфраструктура: Administrative and technical buildings Control room / Пост управления Access road / Подъездная дорога Site fencing, gates, check point / Ограждение стр. участка, ворота, контрольно- пропускной пункт Design criteria / Критерии проектирования: % of over design / % избыточного проектирования Environment data / Данные по окр. среде: Min/max temperature / Мин./Макс. температура Rain/snow fall / Осадки (дождь/снег) Wind / Ветер Geological conditions / Геологические условия Applicable codes and standards / Применяемые международные нормы и стандарты: International standards / Международные стандарты Local rules / Местные правила

28. HERVE BARON ©2016–HervéBaron FUNCTIONAL REQUIREMENTS E.G. GAS COMPRESSOR STATION ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ. УСТАНОВКА КОМПРИМИРОВАНИЯ ГАЗА. Gas composition / Состав газа Performance / Показатели эффективности

31. HERVE BARON ©2016–HervéBaron PROCESS SCHEME OPTIMIZATION ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ HP Separator / Сепаратор ВД 500 psig 5500 psig Emul. Treater / Деэмульсатор 50 psig 150 F 3000 psig 200 psig Degasser / Дегазатор 5 psig 5 psig 50 psig 1200 psig Gas Injection / Закачка газа Oil Production / Добыча нефти From Wells / От скважин 165 - 205 F 500 psig HP Compression & TEG / Компримирование ВД и TEG LP Compression / Компримирование НД TEG Cooler / Охладитель IP Compression / Компримирование ПД

57. HERVE BARON ©2016–HervéBaron MATERIAL REQUISITION / ЗАЯВКА НА МАТЕРИАЛЫ Western Engineering Company MATERIAL REQUISITION / ЗАЯВКА НА МАТЕРИАЛЫ Russian Design Institute ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЗАКАЗА / TECHNICAL PART OF ORDER

64. HERVE BARON ©2016–HervéBaron THE WORK OF THE EQUIPMENT SPECIALIST РАБОТА СПЕЦИАЛИСТА ПО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ОБОРУДОВАНИЮ Process design / Проектирование технологического процесса PFDs / Схемы технологического потока H&M balance Rotating equipment / Вращающееся оборудование Pressure vessels / Сосуды под давлением Fired equipment / Оборудование с огневым подогревом Heat exchangers / Теплообменники Packages etc. / Модули и т.д. Process data sheet / Опросные листы на технологическое оборудование Equipment specification & Data Sheets / Спецификации оборудования и Опросные листы

67. HERVE BARON ©2016–HervéBaron HAZOP REVIEW / DEVIATION ОБЗОР ПОРЯДКА АНАЛИЗА ОПАСНОСТЕЙ И РАБОТОСПОСОБНОСТИ (HAZOP ) / ОТКЛОНЕНИЯ Too much, too little, no Избыточный , недостаточный, отсутствует Flow, Pressure, Temperature / Расход, Давление, температура

68. HERVE BARON ©2016–HervéBaron Too much, too little, no Избыточный , недостаточный, отсутствует Flow, Pressure, Temperature / Расход, Давление, температура HAZOP REVIEW / DEVIATION ОБЗОР ПОРЯДКА АНАЛИЗА ОПАСНОСТЕЙ И РАБОТОСПОСОБНОСТИ (HAZOP ) / ОТКЛОНЕНИЯ

73. HERVE BARON ©2016–HervéBaron FIRE FIGHTING СИСТЕМА ПОЖАРОТУШЕНИЯ Nozzle Arrangement / Расположение распылителя Piping Arrangement / Расположение трубопроводов / Обозначения: / Распылительная форсунка / Трубопровод

81. HERVE BARON ©2016–HervéBaron Case study: Gas leak from random piping component rupture Cause: installation error, corrosion, material defect… Possible consequence: Dispersion without ignition / jet fire / flash fire / explosion Section considered: Compressor building QUANTITATIVE RISK ANALYSIS (QRA) КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ РИСКОВ Анализ примера из практики: Утечка газа из-за случайного разрыва фитинга трубы Причина: ошибка при установке, коррозия, дефект материала Возможные последствия: Распространение без воспламенения/ факельное горение / быстрое сгорание / взрыв Анализируемой блок: Здание компрессорной

82. HERVE BARON ©2016–HervéBaron QUANTITATIVE RISK ANALYSIS (QRA) КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ РИСКОВ Step 1 / Этап 1: Identification and characterisation of initiating events Идентификация и определение характеристик инициирующих событий Gas leak inside compressor buidling due to component rupture Hole size (% of component section) 5% 20% Full Frequency (event/year) 1,11E-01 5,06E-04 6,83E-05 Outflow rate (kg/s) 5,7 90,8 2270,0 Σ risk components *failure rate (from statistics) / частота отказов элементов риска

83. HERVE BARON ©2016–HervéBaron QUANTITATIVE RISK ANALYSIS (QRA) КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ РИСКОВ Release Frequency Immediate ignition ESD & Fire Fighting Delayed Ignition Explosion/ Flash-fire Consequence Event Frequency (ev/y) 0,998 Jet fire ESD & FF 7,779E-03 0,070 0,002 Jet fire no ESD & FF 1,520E-05 1,11E-01 Release/yr 0,949 Dispersion 9,827E-02 0,930 0,120 Explosion 1,774E-05 0,028 0,051 0,880 Flash fire 1,301E-04 0,972 Dispersion 5,133E-03 Yes Frequency (event/year) Jet fire ESD & FF 7,779E-03 Jet fire no ESD & FF 1,520E-05 Explosion 1,774E-05 No Flash Fire 1,301E-04 Dispersion 1,034E-01 B04a/b/c/d 5% Probability of immediate ignition for 1-50 kg/s release rate is 7% (from statistical data). Вероятность мгновенного воспламенения на 1- 50 кг/с скорости утечки составляет 7% (согласно статистическим данным). Gas detectors are provided inside the building, that activate isolation and depressurization. It is assumed that they operate 95% of the time. Газовые датчики установлены внутри здания; это позволяет активировть систему изоляции и сброса давления. Предполагается, что они функционируют в 95% случаев. Probability of explosion vs flash fire (12%) depends on mass of gas and degree of confinement. Вероятность взрыва по сравнению с быстрым сгоранием (12%) зависит от газовой массы и степени защиты. Probability of delayed ignition (2.8%) takes into account equipment explosion protection (Ex). В вероятности замедленного воспламенения (2,8%) учитывается защита оборудования от взрыва. Step 2 / Этап 2: Event tree analysis / Анализ дерева Событий

84. HERVE BARON ©2016–HervéBaron QUANTITATIVE RISK ANALYSIS (QRA) КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ РИСКОВ Step 3 / Этап 3: Consequence evalutation / Оценка последствий Overpresssure (bar) Избыточное давление (бар) 0.2 0.1 0.01 Distance (m) / Расстояние(м) 96 167 1270 CONSEQUENCE CLASS / ПОСЛЕДСТВИЕ ПО СТЕПЕНИ ВОЗДЕЙСТВИЯ QUANTITATIVE CRITERIA / КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ EFFECTS / ПОСЛЕДСТВИЯ MINOR / НЕЗНАЧИТЕЛЬНОЕ ≤0.1 bar locally (within 10m) / ≤0.1 бар на местном уровне (в пределах 10 м) No effect, no damage / Без последствий и ущерба SIGNIFICANT / СУЩЕСТВЕННОЕ ≤0.1 bar locally (within 50m) ≤0.1 бар на местном уровне (в пределах 50 м) Limited damage to plant and operators / Небольшой ущерб установке и операторам SEVERE / ЗНАЧИТЕЛЬНОЕ 0.1 bar within plant 0.1 бар в пределах установки Damage to plant and operators / Ущерб установке и операторам MAJOR / ПРЕОБЛАДАЮЩЕЕ 0.1 bar on populated areas 0.1 бар в населенных пунктах Damage to plant, operators & public / Ущерб установке, операторам и др. лицам

85. HERVE BARON ©2016–HervéBaron QUANTITATIVE RISK ANALYSIS (QRA) КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ РИСКОВ Unacceptable risk area – Design change necessary Область недопустимых рисков – Обязательное изменение проектного решения As Low As Reasonably Practicable – Plant Management measures Практически допустимый низкий уровень – Меры по управлению установкой Acceptable risk area Область допустимых рисков 1.0E-02 1.0E-03 1.0E-04 Unlikely Нежелатель ный 1.0E-05 Rare Редкий 1.0E-06 Minor Незначительный Significant Существенный Severe Значительный Major Преобладающий Final step / Окончательный Этап: Classification of risk / Классификация рисков

87. HERVE BARON ©2016–HervéBaron ENVIRONMENTAL IMPACT ASSESSMENT ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ (ОВОС) Ground Concentration of NOx (µg/m3) / Концентрация NOx (µгр/м3) на уровне земли Coordinates of sources / Координаты источниковSources definition / Описание источников

92. HERVE BARON ©2016–HervéBaron COMPLEMENTARY (SOIL) INVESTIGATIONS SPECIFICATION ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ (ГРУНТОВЫЕ) ИССЛЕДОВАНИЯ Basic Design / Базовое проектирование: • Typical soil sections/domains and variability / Типовые грунтовые разрезы и их изменчивость; • Local geohazards if any (liquefiable, expansive or collapsible soils, underground cavities) / Местные опасные геологические процессы, если таковые имеются (разжиженные, разбухаемые и просадочные грунты, подземные полости); • Geotechnical parameters for selection of suitable earthworks and foundations options / Геотехнические параметры для выбора подходящих видов земляных работ и фундаментов. detail design (complementary investigations) / Рабочее проектирование (дополнительные исследования): • To define the limits of geohazards areas, if any / Для определения границ опасных геологических зон; • To confirm the geotechnical parameters for Geotechnical Basis of Design / Для утверждения геотехнических параметров, предназначенных для геотехнических исходных данных для проектирования; • To precise soil conditions underneath specific critical structures / Для уточнения характеристик грунта, находящегося под критически важными объектами.

109. HERVE BARON ©2016–HervéBaron Discip. Deliverable ARCHITECTURAL doors and finishing schedules ARCHITECTURAL elevation views ARCHITECTURAL plan views ARCHITECTURAL section views ELECTRICAL cable sizing and schedule ELECTRICAL distribution board schedule ELECTRICAL distribution diagram ELECTRICAL grounding layout drawing ELECTRICAL illumination calculation note ELECTRICAL lighting equipment layout drawing ELECTRICAL socket layout drawing HVAC control logic diagram HVAC ductwork sizing HVAC equipment and ducts layour drawings HVAC equipment list HVAC equipment sizing HVAC air flow diagram PLUMBING water and sewage pipe sizing PLUMBING water and sewage pipes layout SAFETY fire alarm logic diagram SAFETY fire detection and alarm devices layout SAFETY fire fighting calculations SAFETY fire fighting equipment layout STRUCTURAL bill of material for concrete re-inforcement STRUCTURAL details drawings STRUCTURAL floor drawings STRUCTURAL foundation drawings STRUCTURAL structural design calculation note TELECOM public address and general alarm devices layout TELECOM telecom equiment layout BUILDING DETAIL DESIGN РАБОЧИЙ ПРОЕКТ ЗДАНИЯ

117. HERVE BARON ©2016–HervéBaron PIPING DISCIPLINE ТРУБНАЯ ОБВЯЗКА PIPING DISCIPLINE ТРУБНАЯ ОБВЯЗКА PLANT LAYOUT СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ PIPING INSTALLATION МОНТАЖ ТРУБНОЙ ОБВЯЗКИ PIPING MATERIAL МАТЕРИАЛ ДЛЯ ТРУБ PIPING STRESS ANALYSIS РАСЧЕТ ТРУБНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

119. HERVE BARON ©2016–HervéBaron ON-SHORE PLANT: INTER-UNIT SPACING RECOMMENDATIONS (AS PER GE GAP GUIDELINES .2.5.2) НАЗЕМНАЯ УСТАНОВКА: РЕКОМЕНДУЕМЫЕ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ БЛОКАМИ (СОГЛАСНО ДИРЕКТИВАМ 2.5.2 О РАССТОЯНИЯХ МЕЖДУ БЛОКАМИ КОМПАНИИ «GE» )

181. HERVE BARON ©2016–HervéBaron FIELD INSTRUMENTATION КИП НА ОБЪЕКТЕ Process line / Технологическая линия PT JB / Соединит. коробка Marshaling Cabinet Коммутационный шкаф DCS Cabinet Стойки РСУ Instrument room Приборная Control room Диспетчерская VDU / Видеодисплей CPU / ЦП Сеть LAN Secondary cable / Вторичный кабель Multi cable / Многожильный кабель

188. HERVE BARON ©2016–HervéBaron ITEM QUANTITY DESIGNATION 1 195 Gauge adapter – ½” x ½” 2 37 Block manifold 2 valves (Gas) – ½” 3 23 Block manifold 5 valves (Gas) –½” 4 0 Ball valve ½” – 12mm 5 300m Tubing – 12mm OD x 1mm 6 200 Reducer – 12mm x ¼” 7 50 Union tee – 12 x 12 x 12mm 8 50 Female connector – 12mm x ½” 9 350 Male connector – 12mm x ½” 10 9 Plug – ½” NPTF 11 8 Plug – ½” NPTM INSTRUMENT BULK MATERIAL TAKE-OFF ВЕДОМОСТЬ ЗАКАЗА КОМПЛЕКТУЮЩИХ КИП

203. HERVE BARON ©2016–HervéBaron From emergency (diesel) generators / От аварийных дизель-генераторов From main power generators / От основных электрогенераторов To normal consumers e.g. pumps in process and utility units / К обычным потребителям энергии. Напр., к насосам технологических и служебных установок. To essential consummers e.g. fire water pump К основным потребителям энергии. Напр., к насосу пожарной воды. ELECTRICAL CONTROL SYSTEM ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

210. HERVE BARON ©2016–HervéBaron 8800 8900 9000 9100 9200 9300 9400 9500 9600 9700 9800 9900 10000 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 VOLTAGE OF MS-001 (STUDY1) BusVoltage(Volts) Time (Seconds) 47.0 47.5 48.0 48.5 49.0 49.5 50.0 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 FREQUENCY OF MS-001 (STUDY1) BusFrequency(Hz) Time (Seconds) CALCULATIONS РАСЧЕТЫ

214. PROCESS PLANT ENGINEERING ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ Good bye! До свидания! HERVE BARON