Совершенствование процесса профессиональной подготовки технологического персонала в цехе производства водорода на ОАО "КуйбышевАзот" в связи с модернизацией производства

Рис. 11. Количество неполадок, которое приходится на основные причины остановок оборудования за период с 2007 по 2016 годы

Первое место среди причин аварийных остановок занимают действия или бездействие технологического персонала. На эту причину приходится 69 остановок из 112, или 62 % всех остановок. Это очень высокий процент, который говорит о необходимости поиска возможностей для повышения компетентности персонала.

Приведённые данные статистики неполадок демонстрируют, что при модернизации систем управления производством общее количество остановок от года к году снижается, особенно по причине отказа в работе оборудования. До 2007 года количество остановок из-за неисправности оборудования было значительно выше. Именно в 2007 году началась активная фаза в техническом перевооружении производства и перевод всех систем управления на АСУ ТП. Как следствие, количество остановок по вине технологического персонала после 2008 года остаётся стабильно высоким в общем числе неполадок и значительно превышает другие причины неполадок.

По имеющимся данным видно, что за последние десять лет надёжность работы оборудования возросла, но при этом снизилось качество работы персонала, его обслуживающего.

Проведённый анализ ситуации показывает слабые места в работе цеха, задаёт вектор направления работы над ошибками и разработке необходимых корректирующих мероприятий для обеспечения бесперебойной работы цеха. Как видно, основные усилия необходимо направить на обучение технологического персонала при работе на агрегатах высокотемпературной конверсии метана, а также на постоянное поддержание практических навыков ведения процесса рабочими на высоком уровне.

Модернизация оборудования помогла повысить надёжность работы и облегчить труд людей, но, к сожалению, вместе с прогрессом появляются и трудности. При внедрении новых технологий и модернизации старых, особенно это касается автоматизированных систем управления технологическими процессами в старых цехах предприятия, высококвалифицированный персонал, отработавший на своих рабочих местах по несколько десятков лет и знающий все тонкости производства, сталкивается с проблемой управления процессом в нештатных ситуациях. Это приводит к аварийным остановкам оборудования и потере выработки продукции. Новшества, призванные минимизировать воздействие «человеческого фактора», полностью справиться со своей задачей не в состоянии, устранить влияние человека при обслуживании сложных агрегатов в химической технологии невозможно.

Анализ сложившийся ситуации на производстве явился предпосылкой для разработки данного проекта по совершенствованию процесса профессиональной подготовки технологического персонала на производстве водорода. Современные требования в области безопасности производства, качества выпускаемой продукции, области охраны труда, охраны окружающей среды задают необходимость перемен в существующей системе работы и особенно подготовки и обучения персонала. Ситуация на современном рынке химической продукции за последние годы сильно изменилась. Для того чтобы держаться не только на плаву, но и быть в числе лидеров, необходим курс на освоение энергоэффективных производств, модернизацию морально устаревшего оборудования, технологий и систем управления. Встаёт вопрос об эффективном энергосбережении и рациональном использовании ресурсов. Современный рынок признаёт только надёжных партнёров. Всё это невозможно без наличия квалифицированного персонала, который в свою очередь не может быть подготовлен без пересмотра существующих принципов обучения. Персонал, подготовленный и обученный по старым программам обучения, как показывает практика, не в состоянии выпускать качественную продукцию, рационально подходить к вопросу энергосбережения, эффективно выполнять свои должностные обязанности.

Практическая задача, которая была поставлена в рамках ВКР- это создание новой программы обучения персонала и внедрение её в рабочий процесс, что поможет свести к нулю количество аварийных ситуаций, вызванных ошибочными действиями технологического персонала. Эта цель будет достигнута за счёт повышения качества обучения персонала, а также за счёт непрерывного процесса тренировок, проводимых под руководством начальника смены, во время исполнения должностных обязанностей операторами, что значительно повысит уровень практических навыков уже обученного персонала.

Концепция практической задачи заключалась в том, чтобы по результату проведённого анализа причин аварийных остановок, выявить сильные и слабые стороны существующей программы обучения персонала и, опираясь на опыт практической работы и современных требований рынка, создать не только новую программу обучения, но и механизм постоянного поддержания практических навыков у технологического персонала на высоком уровне.

2.1 Обучение персонала

Успешное решение задач повышения производительности труда, увеличении выпуска продукции и улучшения ее качества во многом зависит от квалификации рабочих. Квалифицированный рабочий должен обладать необходимыми профессиональными и научно-техническими знаниями в области современной технологии производства.

Свои знания на первоначальном этапе работник получает при обучении по специально разработанным для каждой должности программе обучения. Старые программы обучения принципиально имеют структуру, которая не учитывает современные возможности и инструменты.

Сегодня процесс обучения построен следующим образом. Вновь принятый работник проходит теоретическое обучение в центре подготовки персонала по программам, предусмотренным Федеральным законом Российской Федерации «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 № 116-ФЗ. Срок обучения 1,5 месяца.

Далее работник проходит стажировку в цехе на рабочем месте под присмотром инструктора, где изучает технологическую схему, нормы технологического режима, приёмы работы. Срок стажировки 1,5 месяца, после чего обучаемый сдаёт экзамены на допуск к самостоятельной работе. Экзамен принимается по теоретическим знаниям работника. В общей сложности на обучение работника с «нуля» до квалифицированного рабочего отводится 3 месяца, что, как показывает практика, нереально из-за того, что практических навыков для уверенной работы нет.

Все дальнейшие знания и навыки работник получает в период самостоятельной работы. Только после трёх лет самостоятельного труда работник, как правило, может считаться квалифицированным и в состоянии грамотно реагировать на изменения в процессе.

В качестве минуса существующей модели обучения можно отметить и ограниченный перечень используемых для обучения инструментов.

Рис. 12. Инструменты обучения, применяемые при стажировке технологического персонала в настоящее время

В первую очередь, для того чтобы разработать новую программу, необходимо чётко определить компетенции, которыми должен обладать технологический персонал на своём рабочем месте. Ценность работника определяется набором практических навыков:

1) вести технологический процесс конверсии и адсорбции конвертированного газа, руководствуясь показаниями приборов КИПиА и результатами анализов параметров, предусмотренных регламентом: давления, температуры, концентрации, расхода, уровней в аппаратах;

2) контролировать показатели процесса конверсии и адсорбции конвертированного газа;

3) контролировать и регулировать выход конвертированного газа и водорода;

4) вести безопасную эксплуатацию факельных систем;

5) контролировать качество используемого сырья и продуктов;

6) обслуживать технологическое оборудование, коммуникации, системы КИПиА;

7) пускать и останавливать технологическое оборудование;

8) подготавливать оборудование к ремонту, выполнять несложный ремонт, принимать из ремонта;

9) обслуживать насосные установки;

10) пускать и регулировать режим работы и остановки насосов;

11) определять и устранять неисправности в работе насосного оборудования;

12) отбирать пробы для выполнения анализов;

13) своевременно предупреждать и устранять причины отклонения от норм технологического режима, неисправности в работе оборудования, арматуры и коммуникаций;

14) не допускать потерь сырья и готовой продукции;

15) принимать меры по локализации и ликвидации аварийных ситуаций;

16) быть готовым занять более высокую ступеньку в иерархии цеха;

17) оказывать первую медицинскую помощь при несчастных случаях.

Для качественного освоения необходимых практических навыков и постановки компетенций для аппаратчика нужны теоретические знания в конкретных направлениях:

1. Инструкции, согласно «Перечню инструкций № 3».

2. Технологическая схема производства и взаимосвязь между цехами.

3. Правила регулирования процессов.

4. Нормы технологического режима.

5. Технологические свойства всех продуктов и сырья.

6. Принципиальная схема работы контрольно-измерительных приборов и средств автоматики.

7. Основы принципа конверсии метана, окиси углерода, адсорбции.

8. Методика проведения анализов.

9. Устройство и конструктивные особенности основного и вспомогательного закрепленного оборудования.

10. Основные сведения по гидравлике, электротехнике, механике.

11. План локализации и ликвидации аварий.

12. Правила промышленной, экологической безопасности, охраны труда, пожарной безопасности.

13. Порядок оказания первой помощи пострадавшим при несчастных случаях.

Укрупнённая модель новой программы обучения разработана с учётом недостатков существующей и имеет следующие принципиальные части:

1. Обучение в центре подготовки персонала по программам, предусмотренным законодательством РФ. Срок - 1,5 месяца.

2. Стажировка в службе механика. В процессе стажировки на рабочем месте слесаря-ремонтника будут усвоены навыки в диагностике и устранении неполадок на обслуживаемом оборудовании. Получены навыки элементарного ремонта. Закрепление полученных теоретических знаний. Срок - 1 месяц.

3. Стажировка в службе энергетика. В процессе стажировки на рабочем месте слесаря КИПиА будут усвоены навыки в диагностике и устранении неполадок на приборах КИПиА, получены навыки элементарного ремонта. Закрепление полученных теоретических знаний. Срок - 1 месяц.

4. Стажировка на рабочем месте аппаратчика. В процессе стажировки инструктор будет применять кроме стандартного набора обучающих инструментов дополнительно фото- и видеоматериалы, тренировки на тренажёре. Срок - 3 месяца.

5. После сдачи экзамена обязательно проведение занятий на тренажёре для поддержания навыков действия в нештатных ситуациях.

Рис. 13. Предлагаемая модель процесса обучения

В среднем за период в 10 лет мы имеем 112 остановок, т.е. 11,2 остановки в год. Персонал, работая по сменному графику в четыре смены, в течение года, в среднем, принимает непосредственное участие в 3 остановках в год. Если принять срок в 3 года для постановки необходимых минимальных компетенций персоналу, то получается, что необходимо, как минимум, принять участие в 9 нештатных ситуациях. Причём немаловажным фактором является умение работать именно за пультом управления процессом, а не только в «поле». Имея и используя тренажёр, моделирующий работу ВТКМ, в процессе обучения у инструкторов будет возможность воссоздать десятки нештатных ситуаций за короткое время, а также использовать тренировки в процессе работы для поддержания навыков персонала на высоком уровне.

Для решения задач по исключению разрывов в процессе обучения необходимо выполнить два самостоятельных и независимых друг от друга этапа.

1. Создание новой программы обучения.

2. Реализация тренажёра технологических процессов.

Для новой программы обучения была проделана работа по сбору данных, проведён детальный анализ имеющейся информации. По полученным результатам разработана новая программа обучения для технологического персонала, которая учитывает пробелы и недоработки в существующей на сегодняшний день программе обучения. Добавлены новые, ранее не применявшиеся инструменты передачи информации. Собрано в архив более 700 файлов с фото- и видеоматериалами, на которых запечатлены некоторые уникальные операции, которые производятся один раз в 15 лет, также запечатлены визуальные признаки дефектов на оборудовании. Весь наглядный материал окажет неоценимую помощь в обучении персонала, особенно в сочетании с грамотным наставником из числа работников, которые принимали участие в редких технологических операциях и знают на практике все тонкости процесса. Высокая степень важности такой информации дополнительно обусловливается тем, что работников с большим опытом становится всё меньше, а на их место приходят люди, не имеющие опыта работы на производстве.

На рисунке 14 изображена укладка разделительной сетки между первым и вторым слоем катализатора в КСО позиции 107/1. Данная операция выполняется не реже, чем один раз в 10 лет, но практически это зависит от работы катализатора и случается примерно один раз в 12-14 лет. Существующая база фотоматериала содержит съёмку всех этапов замены катализатора в аппарате, начиная от процесса вскрытия люков аппарата и подготовки к работе пневмовыгрузки, заканчивая процессом засыпки катализатора по слоям с указанием правильного нанесения разметок на стенки аппарата, особенностей укладки и закрепления разделительной сетки и прочих нюансов проведения этой ответственной и дорогостоящей операции. Также на этих фотографиях хорошо видно внутреннее состояние аппарата, расположение термопар, устройство опускных труб. Ни на одном чертеже или схеме невозможно передать реальное видение внутренней конструкции сложных аппаратов. Для того чтобы по чертежу человек мог представить себе устройство машины или аппарата необходимо инженерное образование. Рабочее место аппаратчика не имеет такого требования как наличие высшего образования по инженерным специальностям. Около 60 % работников, которые сейчас обслуживают агрегаты конверсии метана, никогда не присутствовали при проведении данной работы и имеют о ней представление только по прочитанным инструкциям и рассказам наставников, которые их обучали.

Рис. 14. Укладка разделительной сетки между слоями катализатора

В равной степени имеет важность и другой аспект практической работы - это выявление дефектов при работе оборудования. Многие дефекты при работе оборудования скрыты от глаз и определить их можно только по косвенным признакам течения процесса, например, изменение температурного баланса, анализов продукта после определённой стадии, либо на звук или запах. На рисунке 15 показан дефект горелки конвертора метана. Он относится к скрытым дефектам оборудования и распознать его можно, только хорошо зная технологический процесс и нормы технологического режима. Сложность в диагностике дефектов такого характера обусловлена тем, что эта неполадка случается редко, а когда долгое время процесс идёт без сбоев, бдительность обслуживающего персонала притупляется и не все в состоянии вовремя и оперативно определить назревающую проблему. Данный дефект ведёт к нарушению протекания процесса смешения природного газа и кислорода, в результате чего реакция окисления протекает с нарушениями, а пламя после горелки начинает бить в сторону, разрушая защитную футеровку аппарата. Если на такую неисправность вовремя не обратить внимание, то результатом будет разрушение оборудования и взрыв.

Рис. 15. Дефект горелки конвертора метана

На рисунке 16 изображена трещина в линзовом компенсаторе аммиакопровода. Такие неисправности определяются только в ходе планового обхода оборудования, если знать, на что обращать внимание. На протекание технологического процесса или химических реакций в аппаратах такие дефекты влияния не оказывают и определяются только по месту. В конкретно приведённом случае основными признаками наличия дефекта будут сильный посторонний шум и резкий запах аммиака. Из сложностей при определении неполадок такого характера можно выделить два момента. Первое - это наличие вблизи пропуска других источников сильного шума, например, открытых дренажей на паре высокого давления, которые создают шум, заглушающий звук от пропуска аммиака. Обычно при обходах на участки трубопровода, находящиеся в области повышенного шума, обращается недостаточно внимания. Второе - это направление ветра. Если оказаться около пропуска с подветренной стороны, то запах не почувствуешь. В худшем варианте совпадают обе причины, препятствующие обнаружению пропуска. Как правило, пропуска такого характера ищутся целенаправленно, после жалоб на загазованность от работников смежных подразделений.

Рис. 16. Трещина в линзовом компенсаторе аммиакопровода

Большую степень важности имеет умение определять качество входящих в производство водорода ресурсов от смежных цехов предприятия. На рисунке 7 показан вскрытый теплообменник позиции 160, у которого из-за приноса грязи вместе с охлаждающей оборотной водой было забито 90 % трубок, что привело к «закипанию» аппарата и выводу его из строя в долгий, сроком на два месяца, и дорогостоящий ремонт. При своевременном обнаружении забивки охлаждающих элементов можно было бы обойтись простой промывкой аппарата, что занимает не более четырёх дней. Особую важность умение диагностировать предпосылки, ведущие к такого рода неисправностям в аппаратах, приобретает ещё и от того, что повлиять на качество поставляемых ресурсов технологический персонал не в силах.

Рис. 17. Забивка нижней части охлаждающего элемента теплообменника

Невнимательность при совершении обходов и неумение вовремя распознать дефект приводит к серьёзным последствиям и долгим дорогостоящим ремонтам оборудования. Большое количество неисправностей можно определить только в тёмное время суток. Например, пропуска такого газа как водород горят бесцветным пламенем и в светлое время суток его не видно. Только с наступлением темноты появляется возможность увидеть такой пропуск, но время, необходимое для принятия оперативных мер, бывает уже упущено. Длительное воздействие высоких температур выжигает сальники и уплотнения, в результате чего пропуск усиливается, нагревая и деформируя металл, что приводит уже к серьёзным выбросам горючего газа в атмосферу и пожару. Отдельного упоминания заслуживает соблюдение персоналом требований пожарной безопасности и охраны труда. Курение в неположенном месте или применение несертифицированных инструментов при ремонте оборудования также в состоянии вызвать возгорания на производственной площадке.

Рис. 18. Пожар на производстве

Кроме создания исключительно полной базы фото- и видеоархива была необходимость в сборе данных о всех нештатных ситуациях, произошедших в цехе за максимально возможный период времени, анализе и систематизации этой информации. Необходимость такого рода данных вызвана загрузкой информационной базы в тренажёр. Данное мероприятие было осложнено тем, что у документов, необходимых для разбора инцидентов, не определён срок хранения и большая часть достоверной информации утеряна.

Для реализации работы тренажёра были проанализированы все аварийные ситуации на производстве за последние десять лет в объёме 100 %, за более давний срок - по мере доступности информации. На основе этого анализа подготовлено более 70 карт возможных причин возникновения нештатной работы оборудования с раскладкой по действиям персонала. Эти карты послужат основой при загрузке информации в базу данных компьютера при программировании тренажёра. Для примера приведено несколько наиболее интересных и показательных карт вероятностей действий персонала при сбоях в нормальном технологическом процессе. Все ситуации на картах реальные и были в истории работы оборудования цеха. Карта описывает падение давления пара 39 на входе в цех.

Рис. 19. Вероятность развития аварии при падении давления пара на входе в агрегат

При возникновении этой ситуации персонал адекватно среагировать на данное изменение в процессе не успел, как итог - остановка цеха, которую можно было легко избежать. Дополнительный интерес конкретно в этой ситуации, представляет тот факт, что эта неполадка происходила дважды за историю работы цеха. Первый раз эта ситуация случилась в 1991 году и привела к взрыву узла смешения газа и кислородного узла. Второй раз в 2012 году, но автоматика предотвратила развитие аварии по сценарию 91 - го года. По результатам разбора первой аварии были предприняты меры к предотвращению подобных случаев, путём установки на линию пара 39 обратных клапанов более надёжной конструкции. Были ли разработаны мероприятия по действиям персонала в такой ситуации, к сожалению информации не осталось. Но в любом случае, за прошедшие почти двадцать лет между происшествиями, этот случай операторами надёжно забылся. Данная ситуация служит наглядным примером необходимости компьютерного тренажёра на рабочем месте. При его наличии, этот случай был бы занесён в базу тренажёра и персонал мог бы отработать такую ситуацию не один раз и быть готовым к такому развитию событий.

Падение давления пара 39 на входе а агрегат ВТКМ при неисправном обратном клапане. Суть приведённой ситуации заключается в раскладке действий оператора и развитии события при таком нарушении нормы технологического режима, как давление пара 39 на входе в агрегат конверсии; в качестве дополнительного усложняющего условия принято, что обратный клапан на входе в агрегат не исправен. Опасность такой ситуации заключается в том, что если упустить момент и не принять своевременных мер, то в результате падения давления пара, раскалённая до 1 400 0С газовая смесь из конвертора метана обратным ходом через кислородную горелку пойдёт в трубопровод пара 39. Это, как минимум, приведёт к аварийной отсечке агрегата по блокировке Т-108max (превышение допустимой температуры в зоне реакции); - как максимум - к взрыву узла смешения газа и разгерметизации оборудования и трубопроводов. Максимальное время на развитие данного сценария - 5 минут.

Карта 2 интересна тем, что в большей степени показывает важность скорости реакции на изменение режима со стороны обслуживающего персонала. Суть приведённой ситуации заключается во внезапном сокращении подачи конденсата на охлаждение КГ из-за уменьшения проходного сечения клапана Р-102. Последствий при возникновении такой ситуации возможно избежать в случае отменного владения приёмами управления АСУ ТП.

Рис. 20. Развитие событий при поломке клапана на подаче конденсата в агрегат

Следующая ситуация встречается гораздо чаще в зимнее время. Исходные данные: происходит плавный рост температуры в зоне реакции, причина - замёрз расходомер на линии подачи кислорода в агрегат, в результате чего клапан на подаче кислорода будет постоянно приоткрываться, увеличивая подачу кислорода, так как к нему поступает ложный сигнал. Опасность развития такого сценария заключается в том, что увеличенный расход кислорода не успеет в полном объёме вступить в реакцию с метаном, в результате чего будет проскок кислорода в дальнейший технологический процесс. Произойдёт либо образование гремучей смеси в трубопроводе и будет взрыв, либо непрореагировавший кислород попадёт в конвертор СО, где начнётся процесс окисления железохромового катализатора. Протекание этой химической реакции идёт с большим выделением тепла. Это приведёт к расплавлению и спеканию катализатора, что выведет из строя, в лучшем случае, часть катализатора в аппарате. Ремонт и устранение этой неполадки будет долгим и дорогим. Цена одного литра катализатора составляет 10 евро. Объём КСО равен 28 м3.Стоимость полной загрузки без учёта стоимости работ равна 280 тыс. евро. Срок поставки катализатора - не менее 3-х месяцев.

Рис. 21. Замерзание расходомера на линии кислорода

На карте представлена ситуация, которая развивается длительное время и до определённого момента может быть ликвидирована без последствий. Суть кейса заключается в том, что происходит плавный рост давления в буферной ёмкости позиции 162, что влечёт за собой подпор циклона позиции 161 и провоцирует в нём рост уровня конденсата.

Данная позиция является блокировочной и по достижении уровня 80 % в ёмкости происходит отсечка агрегата конверсии для предотвращения попадания влаги на КЦА и порчи дорогостоящего адсорбента.



Рис. 22. Развитие событий при неконтролируемом росте уровня в позиции 161

На карте описана ситуация, при которой происходит падение температуры Т-108 в зоне протекания реакции в конверторе метана. Падение происходит по причине вывода в ремонт линии пара-5 и прекращении его подачи на подогреватель природного газа позиции 151. Природный газ постепенно охлаждается и количество молекул в определённом объёме газа увеличивается. Клапан на подаче газа в агрегат работает в автоматическом режиме, поддерживая заданный расход, тем самым нарушается баланс, необходимый для протекания реакции неполного горения, вследствие увеличенного объёма поступающего природного газа. Температура в зоне реакции начинает снижаться пропорционально количеству излишков приходящего газа, сначала медленно, но со временем скорость падения температуры возрастает. При достижении минимального значения 950С происходит отсечка агрегата по блокировке Т-108min.

Рис. 23. Снижение температуры в зоне реакции конвертора метана

На карте приведён пример раскладки действий оператора при повышении давления газообразного аммиака в испарителе позиции 302, расположенном на УПГ. Суть ситуации можно описать следующим образом. При росте давления газообразного аммиака, как следствие, повышается температура его кипения, и газ не может охладиться до необходимого значения, нужного для протекания процесса адсорбции. При повышенной температуре способность к поглощению загрязнителей у адсорбента снижается, что выльется в проскок СО после адсорбера. Продуктовый водород, загрязнённый СО, недопустим для потребителей.



Рис. 24. Рост давления газообразного аммиака в испарителе позиции 302

Карта представляет описание нестандартной ситуации, когда происходит частичное разрушение футеровки конвертора метана, и кирпичи, падая, закупоривают проходное сечение горловины трубы Вентури. Раскалённый газ, не имея возможности выйти из аппарата, может обратным ходом пойти в трубопроводы кислорода и природного газа. Результат - взрыв узла смешения газов.

Рис. 25. Попадание частей футеровки в горловину трубы Вентури

Карта представляет ситуацию, типичную для холодного времени года, при работе агрегатов в условиях отрицательных температурах. Описан случай, когда замёрз уровнемер на циклоне сепараторе позиции 140. Оператору, не обладающему должным опытом, сложно разобраться в происходящем. Основным признаком неисправности уровнемеров служит отсутствие колебания показаний уровня (идёт как «по нитке»). При нормальной работе всегда присутствуют колебания показаний уровня в пределах 3-5 процентов. В сложившейся ситуации возможно попадание конденсата на катализатор, что вызовет его остужение ниже температуры, необходимой для начала реакции; при затухании реакции конвертированный газ перестанет реагировать, произойдёт резкий рост содержания СО, что в свою очередь приведёт к забивке адсорбента на установке КЦА. Для устранения последствий такой нештатной ситуации понадобится остановка агрегата для разогрева катализатора, что занимает около двух дней.

Рис. 26. Заброс конденсата на катализатор конверсии СО

Для исключения возможности возникновения вышеприведённых ситуаций, на основе практического опыта, систематизации и анализа накопленной за годы работы информации был разработан ряд требований к технологическому персоналу, соблюдение которых обеспечит безопасную эксплуатацию оборудования:

1. Точно соблюдать нормы технологического режима всех стадий производства, правила безопасной эксплуатации оборудования, требования инструкций по рабочим местам.

2. Не допускать эксплуатацию оборудования с отключенными или неисправными системами ПАЗ.

3. Для обеспечения взрывобезопасности технологических систем при пуске в работу или остановках оборудования должны выполняться инструкции по выполнению данных работ, в которых предусмотрена обязательная продувка оборудования инертным газом (азотом), предотвращающим образование в системах взрывоопасных смесей.

4. Следить за герметичностью систем, в которых обращаются горючие продукты, для исключения образования опасных концентраций этих веществ в окружающей среде во всех режимах работы, и за исправной работой газоанализаторов на тех стадиях процесса, в которых они предусмотрены.

5. Не допускать возможности нарушения целостности трубного пространства теплообменников для исключения возможности проникновения газа в пар, конденсат, оборотную воду.

6. Запрещается применять во взрывопожароопасных технологических системах гибкие шланги (резиновые, пластмассовые и т. п.) в качестве стационарных трубопроводов для транспортировки горючих, сжиженных газов. Разрешается применение гибких шлангов для выполнения вспомогательных операций (продувка трубопроводов, насосов, освобождение трубопроводов от остатков сжиженных газов, горючих жидкостей и т. д.). Соединение шлангов с трубопроводами осуществлять с помощью стандартных разъемов.

7. Следить за исправным состоянием предохранительных клапанов на аппаратах и трубопроводах, где возможно увеличение давления выше допустимого.

8. Следить за работоспособным состоянием микропроцессорной техники и АСУТП, из которого осуществляется дистанционный пуск и остановка производства, контроль за ведением процесса, перевод производства в безопасное состояние при аварийной ситуации.

9. Обеспечивать работоспособное состояние систем автоматического управления процессом, обеспечивающим индикацию, регистрацию и автоматическую защиту оборудования при аварийных отклонениях параметров.

10. В исключительных случаях допускается кратковременное отключение отдельного параметра ПАЗ на действующем оборудовании в дневную смену:

- для проведения внепланового ремонта или поверки элементов ПАЗ;

- для внеплановых проверок системы ПАЗ.

11. Обеспечить эксплуатацию регулирующих клапанов и отсекателей таким образом, чтобы при отсутствии электроэнергии или воздуха КИП они занимали положение, переводящее оборудование или стадии производств в безопасное состояние.

12. Следить за работоспособностью системы вентиляции в помещении SKID, которое оборудовано постоянно действующей вентиляцией.

13. Эксплуатация производства водорода должна осуществляться в соответствии с требованиями «Общих правил взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств».

С учётом современных требований правил промышленной безопасности и большого практического опыта работы разработана новая программа обучения персонала, предназначенная для профессиональной подготовки аппаратчиков газоразделения и очистки природного газа в цехе № 13. Программа содержит квалификационную характеристику аппаратчиков газоразделения и очистки природного газа, учебные планы и программы теоретического и практического обучения.

По данной программе будет производиться подготовка вновь принятых рабочих с начальным, средним профессиональным и высшим образованием, не имеющих квалификацию и опыт работы по данной профессии. Программа теоретического обучения предусматривает приобретение теоретических знаний и практических навыков, необходимых аппаратчикам газоразделения и очистки природного газа для квалифицированной работы. Часть теоретической подготовки аппаратчиков осуществляется в Центре подготовки персонала в учебной группе.

К проведению теоретических занятий привлекаются высококвалифицированные специалисты, имеющие соответствующее образование, практический опыт работы и прошедшие аттестацию в установленном порядке в соответствии со специализацией.

Программа производственного обучения составлена с таким расчетом, чтобы обучение проводилось непосредственно на рабочем месте в процессе выполнения производственных заданий на цеховом оборудовании с использованием модулятора нештатных ситуаций, фото- и видеоматериалов.

Практическое обучение осуществляется инструктором, назначенным из числа высококвалифицированных рабочих, имеющих стаж работы по обучаемой профессии не менее трёх лет, положительную производственную характеристику и техническую квалификацию не ниже уровня квалификации обучаемого персонала.

Инструктор должен умело сочетать производственное обучение с воспитанием обучаемого, прививать любовь к избранной профессии и добросовестное отношение к труду.

Квалификационная работа проводится за счет времени, отведенного на производственное обучение. В ходе выполнения квалификационной работы обучаемый должен самостоятельно на тренажёре произвести пуск агрегата конверсии с нуля, вывод его на нормальный режим и остановку в соответствии с должностной инструкцией. Также обучаемый должен решить на тренажёре три кейса при работе в нештатной ситуации.

К концу обучения рабочий должен прочно овладеть производственными навыками и усвоить учебный материал в объеме программы теоретического обучения, выполнять операции по обслуживанию технологического оборудования на рабочем месте аппаратчика газоразделения и очистки природного газа цеха № 13, сдать экзамен в квалификационной комиссии цеха под председательством начальника цеха на допуск к самостоятельной работе.

Прямым пользователем данного проекта является ОАО «КуйбышевАзот». В силу того, что работа каждого подразделения предприятия напрямую сказывается на финансовых результатах Общества, чем стабильнее и качественнее будет работа подразделения, тем меньше непроизводственных потерь энергоресурсов и затрат на ремонты понесёт предприятие. От нестабильной работы производства водорода страдают смежные цехи, что влечёт за собой сбои в работе всей технологической цепочки получения конечного и дорогостоящего продукта.

В соответствии с ФЗ № 116 большинство цехов предприятия являются опасными производственными объектами. Каждый инцидент или авария расследуется представителями Ростехнадзора и прокуратуры. По результатам расследования с предприятия и должностных лиц, как правило, взыскиваются немалые штрафы. Также эксплуатация таких объектов несёт повышенные риски для жизни и здоровья обслуживающего персонала. Именно от качественной работы обслуживающего персонала зависит стабильная и безаварийная работа предприятия. Производственное обучение направлено на освоение основных навыков, необходимых в работе аппаратчика.

2.2 Тренажер - как инструмент для обучения персонала

Компьютерные тренажеры -- это имитаторы технологических процессов, которые управляют комплексом аппаратов и оснащения на химическом производстве. Можно также сказать, что компьютерный тренажёр является не только средством эффективного обучения технологического персонала, но и отличным инструментом для поддержания профессиональных навыков на высоком уровне.

Необходимость внедрения тренажёров вызвана несколькими причинами, которые проявляются в течение последних лет. Первое - это потребность качественного обучения технологического персонала, которая выявляется с постоянной модернизацией технологических процессов и появлением новых систем управления процессами. Второе - тренажёр заменяет тренировки на работающем оборудовании, которые потенциально опасны и не всегда доступны.

Работа технологического персонала характеризуется тем, что большую часть рабочего времени люди находятся за пультами управления процессом в режиме наблюдателя, так как автоматизированные системы управления исключают его из активной производственной деятельности. Такой режим работы приводит к тому, что квалификация работника приобретается не ранее, чем через 3 года работы на одном рабочем месте, и надежность работы оперативного персонала постепенно теряется. В то же время работа аппаратчиков связана с восприятием и обработкой большого объема информации, многие решения приходится принимать в условиях повышенного риска за короткий промежуток. На производстве ответственность за результат труда технолога очень высока, поэтому при подготовке персонала необходимо четко формировать знания и навыки для управления технологическими процессами как в аварийных, так и нормальных условиях. Тренажёр поможет персоналу не только быстро и качественно обучаться, но и оперативно реагировать на все изменения в технологическом процессе.

Рис. 27. Внешний вид рабочего места оператора

Компьютерный тренажёр для аппаратчика конверсии включает в себя:

- высокоточные математические моделей всех процессов;

- реализацию указанных моделей в режиме имитации (или динамического моделирования);

- создание рабочего места, подобного его рабочему месту в реальном процессе, включая организацию операторского интерфейса и органов управления;

- создание соответствующего рабочего места инструктора обучения, осуществляющего контроль и управление тренингом;

- наличие методической и дидактической базы компьютерного обучения, учитывающей специфику процессов принятия решений, научения и переноса навыков операторами ТП.



Рис. 28. Пульт управления процессом высокотемпературной конверсии

В заключение всего вышесказанного можно с уверенностью сказать, что тренажёры позволяют резко удешевить и повысить качество обучения технологического персонала и таким образом обеспечить безопасное ведение технологического процесса.

Реализация проекта выходит за рамки обучения по программе РМТР. На данный момент закончен сбор статистических данных по остановкам и возможным нештатным ситуациям, проведён анализ и выделены наиболее повторяющиеся нештатные ситуации. Каждая нештатная ситуация оформлена в блок-схему, которая предусматривает варианты развития аварии в зависимости от предпринимаемых действий аппаратчиком. В дальнейшем эти блок-схемы необходимо внедрить в программное обеспечение тренажёра. Собран большой объём фото- и видеоматериала, на котором запечатлены уникальные операции, проводимые в цехе один раз за 15 лет, что позволит значительно упростить процесс обучения и облегчит понимание изучаемого стажёром материала. Окончание проекта станет возможным после того, как руководством предприятия будет принято решение о закупке тренажёра.

2.3 Экономический эффект от внедрения проекта

Отличительной особенностью производств в химической промышленности является большая энергоёмкость. При производстве продукции соотношение энергозатраты/продукт не всегда носит прямую зависимость и поэтому для наиболее эффективной организации работы цеха нагрузка должна быть максимальной. В производстве используются дорогостоящие материалы, ресурсы и оборудование, нерациональное использование которых влечёт за собой резкое увеличение себестоимости выпускаемой продукции. Далее приведён пример анализа цеховой себестоимости. Цеховая себестоимость водорода с начала 2016 года составила 2 841 руб., (план 3 053,4 руб.)

1. Фактические затраты на 1 000 нм3 водорода за 7 месяцев составили 2 970,7 руб.

2. Материальные затраты в себестоимости продукции составляют 91 %

3. Экономия по материальным ресурсам с начала 2016 года - 2,5 млн. руб,

4. В том числе:

- экономия по э/энергии 1 013 тыс. квт., или 2,87 млн. руб.;

- экономия по конденсату паровому - 30 694 т., или 0,56 млн. руб.;

- перерасход по пару 1 158,7 Гкал, или 0,91 млн. руб.

Ориентировочная стоимость покупки тренажёра в комплекте составляет порядка 3 000 000 рублей.

Результат разработки проекта - это современная программа обучения, которая основана на большом опыте эксплуатации опасных производственных объектов, учитывает практический опыт нескольких поколений работников, которые достигли совершенства в своей профессиональной подготовке, а также вобрала в себя опыт родственных предприятий.

Оценить доход от реализации проекта не представляется возможным. Можно лишь примерно посчитать, исходя из статистических данных, сумму, которую предприятие не потеряет.

На предприятии происходит в среднем 12 остановок в год, минимальная продолжительность остановки составляет 2 часа. Час простоя стоит 2 148 500 руб. Получаем 2 418 500 * 2 * 12 = 51 564 000 рублей в год.

Показатель того, что проект позволит работать эффективно - это исключение остановок оборудования по вине технологического персонала.

Таблица 1. Расчет потерь от простоя оборудования за 1 час

Продукт	Объём продукта в час	Цена за ед. объёма, руб.	Сумма потерь, руб./час
Водород (упущенные возможности)	32 000 м3/час	2 841	89 600
Кислород на пуск	4 000 м3/час	2 343	9 400
Природный газ на пуск	4 500 м3/час	4 121	18 500
ГАС	29 т	5 580	162 000
ЦГ (упущенные возмвозможности)	25,6 т	55 560	1 422 000
Анон (Упущенные возможности)	6,2 т.	72 217	447 000
Итого:			2 148 500

Таким образом, в рамках данной ВКР был представлен новый взгляд на процесс подготовки персонала в цехе производства водорода на ОАО «КуйбышевАзот», а также приведён расчёт финансовых потерь, которые можно избежать, и которые несопоставимы с затратами на внедрение новой программы обучения и покупки тренажёра. Результат разработки ВКР необходимо внедрять в производственную деятельность предприятия для получения финансовой выгоды и обеспечения безопасной эксплуатации дорогостоящего оборудования.

Заключение

Вопрос качественной подготовки и переподготовки технологического персонала, обслуживающего опасные производственные объекты, в настоящее время как никогда выходит на новый высокий уровень. Работа технологического персонала характеризуется тем, что большую часть рабочего времени люди находятся за пультами управления процессом в режиме наблюдателя, так как автоматизированные системы управления исключают его из активной производственной деятельности.

Для решения выявленных проблем на производстве водорода автором ВКР был произведён анализ имеющейся информации и разработан новый процесс обучения обслуживающего персонала.

В ходе разработки новой программы обучения была проделана работа по сбору, анализу и систематизации информации. По результатам анализа сделаны выводы и определены необходимые компетенции для технологического персонала, которые будут ставиться в рамках новой программы обучения. Предложено использование новых инструментов для освоения профессии оператора. Для внедрения в процесс обучения тренажёра собраны все имеющиеся данные по причинам аварийных остановок за продолжительный период времени работы цеха, произведён разбор и осмысление каждой отдельно взятой причины. По всем возможным неполадкам разработаны карты нештатных ситуаций. На основе этих карт в программное обеспечение тренажёра будет загружена информация о неисправностях, которая будет использована для практических занятий персонала. Внедрение в процесс обучения тренажёра технологического процесса существенно ускорит усвояемость материала, необходимого для работы вновь принятыми сотрудниками и повысит компетентность персонала, который уже имеет допуск к самостоятельной работе. Большим плюсом внедрения проектной разработки в жизнь, станет существенное ускорение и удешевление процесса обучения работников. Обучение персонала на работающем оборудовании, как правило, невозможно и очень дорого, что показано на примере экономического расчёта стоимости одного часа простоя оборудования.

Практическая значимость выпускной квалификационной работы заключается в возможности перевода системы обучения технологического персонала цехов и производств ОАО «КуйбышевАзот» на новые принципы обучения, которые учитывают современные требования и используют новые технологичные методы обучения.

Процесс подготовки персонала сложно переоценить, ведь именно от качественной работы людей зависит безопасность на производстве. Отдельно взятая авария может иметь очень серьёзные последствия, наносящие урон людям и окружающей среде. Внедрение новой программы подготовки технологического персонала поможет минимизировать риск возникновения аварий. Данным продуктом может воспользоваться любое подразделение КуйбышевАзота или любое предприятие химической отрасли.

В результате внедрения данной разработки организация получит стабильную работу цеха с исключением аварийных остановок по вине технологического персонала, а также грамотный и квалифицированный персонал, способный решать поставленные перед ним задачи с наивысшей эффективностью.

Литература

1. Федеральный закон от 12.12.1994 № 68-ФЗ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» [Электронный ресурс]. - Путь доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_5295/ (Дата обращения: 25.09.2016)

2. Федеральный закон от 21.07.1997 № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» [Электронный ресурс]. - Путь доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_15234/ (Дата обращения: 25.09.2016)

3. Федеральный закон от 12.02.1998 № 28-ФЗ «О гражданской обороне» [Электронный ресурс]. - Путь доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_17861/ (Дата обращения: 25.09.2016)

4. Федеральный закон от 24.07.1998 № 125-ФЗ «Об обязательном социальном страховании от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний» [Электронный ресурс]. - Путь доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_19559/ (Дата обращения: 25.09.2016)

5. Федеральный закон от 04.05.1999 № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха» [Электронный ресурс]. - Путь доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_22971/ (Дата обращения: 25.09.2016)

6. Федеральный закон от 10.01.02 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» [Электронный ресурс]. - Путь доступа: http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc;base=CMB;n=18086 (Дата обращения: 25.09.2016)

7. Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением, утверждённые Приказом Ростехнадзора от 14.10.14 № 462 [Электронный ресурс]. - Путь доступа: http://docs.cntd.ru/document/499086260 (Дата обращения: 25.09.2016)

8. ГОСТ Р 54869 - 2011 Проектный менеджмент. Требования к управлению проектом. [Текст]. - М.: Стандартинформ, 2011. - 153 с.

9. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления. ГОСТ 7.32-2001 (введ. Постановлением Госстандарта РФ от 04.09.2001 № 367-ст) (ред. от 01.12.2005) [Электронный ресурс] // КонсультантПлюс: справочно-правовая система / ЗАО «Консультант Плюс». - М., 1992-2016 (Дата обращения: 19.08.2016)История ОАО «КуйбышевАзот» [Электронный ресурс]. - Путь доступа: http://www.kuazot.ru/rus/about/history (Дата обращения: 01.09.2016)

10. Организационная структура ОАО «КуйбышевАзот» [Электронный ресурс]. - Путь доступа: http://dispg.aoka/ism/files/application(pdf)-7915.pdf (Дата обращения: 01.09.2016)

11. Основные сведения ОАО «КуйбышевАзот» [Электронный ресурс]. - Путь доступа: http://www.kuazot.ru/rus/about (Дата обращения: 28.08.2016)

12. Положение об использовании информационных ресурсов [Электронный ресурс]. - Путь доступа: http://dispg.aoka/ism/index1.php (Дата обращения: 28.08.2016)

13. Руководство по эксплуатации установки КЦА фирмы «Линде» [Внутренний документ КуйбышевАзот]. - Тольятти, 1996. - 734 с.

14. Постоянный технологический регламент №13-ТР [Внутренний документ КуйбышевАзот]. - Тольятти, 2006. - 156 с.

15. Инструкция по рабочему месту аппаратчика газоразделения и очистки природного газа по обслуживанию агрегата ВТКМ, ИРМ13-3 [Внутренний документ КуйбышевАзот]. - Тольятти, 2013. - 85 с.

16. Инструкция по рабочему месту аппаратчика газоразделения и очистки природного газа по наносных установок ИРМ13-5 [Внутренний документ КуйбышевАзот]. - Тольятти, 2013. - 76 с.

17. Инструкция по охране труда и промышленной санитарии цеха №13 [Внутренний документ КуйбышевАзот]. - Тольятти, 2012. - 122 с.

18. Инструкция ПИ13-3 по подготовке к ремонту и приему из ремонта оборудования цеха №13 [Внутренний документ КуйбышевАзот]. - Тольятти, 2012. - 64 с.

19. Инструкция ПИ13-5 по оперативному управлению и сопровождению технологического процесса агрегатов ВТКМ, насосного оборудования, установки приготовления газа, факельных установок и общецехового хозучета цеха №13 [Внутренний документ КуйбышевАзот]. - Тольятти, 2013. - 76 с.

20. Инструкция по охране труда для аппаратчика газоразделения и очистки природного газа по обслуживанию агрегатов ВТКМ от 13-3 [Внутренний документ КуйбышевАзот]. - Тольятти, 2013. - 28 с.

21. Положение о цехе ПСП 01 [Внутренний документ КуйбышевАзот]. - Тольятти, 2015. - 35 с.

22. Реестр производственных рисков РПР13 [Внутренний документ КуйбышевАзот]. - Тольятти, 2013. - 7 с.

23. Инструкция по обслуживанию систем блокировок и сигнализации ОГП-2 [Внутренний документ КуйбышевАзот]. - Тольятти, 2015. - 16 с.

24. Инструкция по взаимодействию подразделений ОАО «КуйбышевАзот» ТО-8 [Внутренний документ КуйбышевАзот]. - Тольятти, 2014. - 24 с.

25. Дробченко, О.А. На КуйбышевАзоте произошел выброс окислов азота [Электронный ресурс] / О.А. Дробченко. -- Путь доступа: http://tlt.ru/articles.php?n=1976980/ (Дата обращения: 19.09.15)

26. Официальный сайт Yokogava Electric Corporation (Россия и СНГ) [Электронный ресурс]. - Путь доступа: http://www.yokogawa.ru/ (Дата обращения: 16.08.15)

27. Вахрин, П.И. Методика подготовки и процедура защиты дипломных работ по финансовым и экономическим специальностям [Текст]: учебное пособие / П.И. Вахрин. -- М.: Информационно-внедренческий центр «Маркетинг», 2000. - 136 с.

28. Кузин, Ф.А. Кандидатская диссертация: Методика написания, правила оформления и порядок защиты [Текст]: практическое пособие для аспирантов и соискателей ученой степени / Ф.А. Кузин. -- 7-е изд., доп. - М.: Ось-89, 2005. - 208 с.

29. ISO 9004:2009 Менеджмент для достижения устойчивого успеха организации. Подход на основе менеджмента качества [Текст]. - М.: Стандартинформ, 2013. - 57 с.

30. Ивановская, Л.В. Управление персоналом: Теория и практика. Организация, нормирование и регламентация труда персонала [Текст]: учебно-практическое пособие / Л.В. Ивановская. - М.: Проспект, 2013. - 64 c.

31. Плановский, В.М. Процессы и аппараты химической технологии [Текст] / В.М. Плановский. - М: Химия, 1968. - 848 с.

32. Мухленов И.П. Общая химическая технология [Текст] / И.П. Мухленов. - М: Высшая школа, 1964. - 629 с.

33. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии [Текст] / А.Г. Касаткин. - М: государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1955. - 755 с.

34. Рахмичевич, З.З. Насосы в химической промышленности [Текст] / З.З. Рахмичев. - М: Химия, 1990. - 368 с.

35. Дышкерский, Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии [Текст] / Ю.И. Дышкерский. - М: Синтег, 2001. - 632 с.

36. Дозорцев, В.М. Компьютерные тренажеры для обучения операторов технологических процессов [Текст] / В.М. Дозорцев. - Москва: СИНТЕГ, 2009. - 372 с.

37. Москвин, А.В. Новый справочник химика и технолога [Текст] / А.В. Москвин. - СПБ: Профессионал, 2006. - 439 с.

38. Чернобыльский, И.И. Машины и аппараты химических производств [Текст] / И.И. Чернобыльский. - М: Химия, 1992. - 615 с.

...