CC BY
5
УДК 004.9: 303.732.4: 628.16: 661.11
Радецкая А.С., Челноков В.В., Трохин В.Е., Бессарабов А.М.
МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА АО «ЭКОС-1» НА ОСНОВЕ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ
Радецкая Анна Сергеевна - магистр 2 курса кафедры логистики и экономической информатики Челноков Виталий Вячеславович - д.т.н., профессор кафедры логистики и экономической информатики ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева», Россия, Москва, 125047, Миусская пл., д. 9. Трохин Василий Евгеньевич - к.х.н., директор
Бессарабов Аркадий Маркович - д.т.н., профессор, заместитель директора по науке, bessarabov@nc-mtc.ru АО Научный центр «Малотоннажная химия», Россия, Москва, 107564, ул. Краснобогатырская, д. 42.
Предложена систематизация задач управления водными ресурсами на уровнях иерархии: страна, промышленность, предприятие. Для одного из ведущих предприятий малотоннажной химии АО «ЭКОС-1» проведена модернизация действующей системы водного хозяйства. На первом этапе модернизации разработан CALS-проект технологического регламента модульной системы по всем видам водных потоков Ключевые слова: системный анализ, малотоннажная химия, водное хозяйство, технологический регламент, автоматизированное проектирование, CALS-технология
MODERNIZATION OF THE WATER MANAGEMENT SYSTEM OF JSC "EKOS-1" BASED ON CALS-TECHNOLOGIES
Radetskaya A.S.1, Chelnokov V.V.1, Trokhin V.E.2, Bessarabov A.M.2
1 D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow
2 R&D Centre "Fine Chemicals", Moscow, Russia
The systematization of water resources management tasks at hierarchy levels is proposed: country, industry, enterprise. For one of the leading enterprises offine chemistry JSC "EKOS-1", the modernization of the existing water management system has been carried out. At the first stage of modernization, a CALS-project of the technological regulations of the modular system for all types of water flows was developed
Keywords: system analysis, fine chemistry, water management, technological regulations, computer-aided design, CALS-technology
Для модернизации системы водного хозяйства промышленного предприятия [1] был проведен системный анализ основных задач в этом направлении (рис. 1). В работах академика Данилова-Данильяна рассматриваются следующие 4 проблемы на уровне страны (первый уровень иерархии): обеспечение населения водными ресурсами в количестве, достаточном для удовлетворения потребностей; водообеспечение экономики, в т.ч. промышленных предприятий; охрана водных ресурсов от загрязнения и предотвращение негативного воздействия вод; восстановление водных объектов, обеспечивающее экологически благоприятные условия жизни населения [2].
На втором уровне иерархии рассматриваются основные 15 направлений экономики [3]: строительство, транспорт и связь, финансовые услуги, образование, здравоохранение и др. Предлагается разделить все направления экономики на 3 большие группы: сфера услуг, промышленное производство и сельское хозяйство. В сферу промышленного производства входят такие отрасли, как добыча полезных ископаемых и обрабатывающие производства (рис. 1). Для обрабатывающей промышленности на следующем уровне иерархии по методологии Высшей школы экономики [4] все предприятия промышленного комплекса
подразделяются по уровню технологичности
производств на четыре группы: высокотехнологичные отрасли, среднетехнологичные отрасли высокого и низкого уровней и низкотехнологичные отрасли. Рассматриваемый нами химический промышленный комплекс [5] состоит из 4-х видов обрабатывающих производств среднетехнологичных отраслей высокого и низкого уровней: химического производства, производства резиновых и пластмассовых изделий, производства кокса и нефтепродуктов, а также производства прочих неметаллических минеральных продуктов. Для этого уровня рассматриваются основные подсистемы водного хозяйства (рис. 1): оборотное водоснабжение, генерация пара, горячее водоснабжение, сбор и обработка загрязненных вод.
Этим подходам соответствует разработанная для завода малотоннажной химии АО «ЭКОС-1» (основной российский производитель химических реактивов и особо чистых веществ) интегрированная система водного хозяйства предприятия (ИСВХП). В нашей предыдущей статье [6] описан первый вариант системы, включающей 7 локальных подсистем и рассматривались 12 основных водных потоков. В структуру модернизированной ИСВХП входят 6 локальных подсистем (рис. 2): оборотного водоснабжения; генерации пара, сбора и обработки конденсата; получения обессоленной воды; получения высокочистой воды; сбора и очистки загрязненных вод; горячего водоснабжения.
Рис. 1 Иерархическая структура системного анализа водного хозяйства
Рис. 2Модернизированная модульная система водного хозяйства предприятия (АО «ЭКОС-1»)
Анализируются 9 видов водных потоков: магистральная вода, концентрат, оборотная вода (прямая), оборотная вода (возвратная), осмотическая вода, насыщенный пар, бытовые и промстоки, особо чистая вода, горячая вода.
Разработка системы водного хозяйства предприятия осуществлялась на базе наиболее современной и перспективной системы компьютерной поддержки - CALS-технологии (Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукта) [7]. При разработке интегрированной модульной системы на
основе информационного CALS-стандарта ISO 10303 STEP был создан типовой протокол применения для постоянного технологического регламента (рис. 3). В основе информационной структуры лежит «Положение о технологических регламентах производства продукции на предприятиях химического комплекса» [7]. В типовую схему CALS-проекта технологического регламента интегрированной системы водного хозяйства занесены следующие 14 основных категорий верхнего уровня (рис. 3): общая характеристика производств; характеристика производимой продукции; характеристика исходного сырья,
материалов, полупродуктов и энергоресурсов; описание технологического процесса и схемы; материальный баланс; нормы расхода основных видов сырья, материалов и энергоресурсов; нормы образования отходов производства; контроль производства и управление технологическим
J система водного хозяйства - PSM
процессом; возможные неполадки в работе и способы их ликвидации; охрана окружающей среды; безопасная эксплуатация производства; перечень обязательных инструкций; чертеж технологической схемы производства (рис. 3 а); спецификация основного технологического оборудования.
Файл Правка Вид Настройки ?
В а Категории
Ё Технологический регламент (3 Ь 01. Общая характеристика п (В 8а 02. Характеристика произво, Е Ш 03. Характеристика исходно! В Ш 04. Описание технологическ Щ Й 05. Материальный баланс В Й 06. Нормы расхода основные В Й 07. Нормы образования отхо <2>;
С^З::
В 08. Контроль производства I
1
Й !Ё1 09. Возможные неполадки в «=> Ш а 10. Охрана окружающей сре, ^ ® Й 11. Безопасная эксплуатации Й 12. Перечень обязательных
в-. ЦЦ 1. Система оборотного во В-: 2. Система генерации па? Й Й 3. Система получения об< + а 4. Система получения вьи В- !й 5. Система сбора и обра& й- 6. Система обработки уел В-: ш 7. Система ГВС Й 14. Спецификация основног
|2гсЬ
JJJ |Ш_
J
Рис. 3 CALS-проект технологического регламента модернизированной СВХП (а - блок-схема системы)
Созданная на АО «ЭКОС-1» типовая интегрированная система характеризуется: уменьшением потери воды, промышленных и условно-жестких стоков, а также негативного воздействия предприятия на окружающую среду; повышением эффективности и безопасности производства.
Работа проводилась при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) по проекту № 20-03-00515 «Системные исследования
жизненного цикла разработки и производства в технологии материалов особой чистоты».
Список литературы
1. Bessarabov A., Trokhin V., Stepanova T. Water treatment in energy-efficient systems of chemical reagents and high pure materials industry // Clean Technologies and Environmental Policy. — 2022. — V. 24. — P. 721-728.
2. Danilov-Danilyan V.I., Rosenthal O.M. Methodology of environmental standardization for natural waters // Doklady Earth Sciences. — 2021. — V. 500. — P. 895-899.
3. Макеева О.Б., Колосов А.С., Разработка стратегии и основных направлений поддержки
экономики России // Национальные интересы: приоритеты и безопасность. — 2010. — Т. 6. — № 7 (64). — С. 78-80.
4. Gokhberg L., Ditkovskiy K., Kuznetsova I., Lukinova E., Martynova S., Ratay T., Rosovetskaya L., Fridlyanova S. Indicators of Innovation in the Russian Federation: 2019, Data Book, National Research University Higher School of Economics, Moscow, Russian Federation. — 364 p.
5. Bessarabov A., Trokhin V., Zaremba G., Stepanova T. System Analysis of the Integration of Innovative Resources of the Leading Enterprises of the Chemical Complex // Chemical Engineering Transactions. — 2021. —V. 88. — P. 1177-1182.
6. Радецкая А.С., Трохин В.Е., Дикарева Ю.М., Бессарабов А.М. Декомпозиция водного хозяйства предприятия малотоннажной химии // Успехи в химии и химической технологии. — 2021. — Т. 35, — № 10 (245). — С. 135-137.
7. Bessarabov A., Stepanova T., Zaremba G., Poluboiarinova E. CALS-based Computer-Aided Support in the Chemical Industry // Chemical Engineering Transactions. — 2016. — V. 52. — P. 97-102.
