Кейс «Качаем железо»

1.

2.

Кейс «Качаем железо»
1. Готовы ли вы прекратить производство на заводе и пойти на
списание 110 млн. долларов США? Почему да или почему нет?
2. Как бы вы рассчитали себестоимость производства тонны
продукции на заводе?
1

3.

1. Поиск узкого места: схема завода
Циркуляционный
нагреватель (CFB)
Циклон
рецирку
ляции
Скруббер
отходящег
о газа
На
сгустите
ль
Железна
я руда
Ступень I
Затворный
бункер
Предпусковой
подогреватель
Теплооб
менники
техноло
гическог
о газа
Компрессор
технологичес
кого газа
Восстановление
железа
Затворный бункер
Ряд
циклонов
Система
подачи
Скруббе
р
техноло
гическог
о газа
На
сгуститель
Предпусковой
подогреватель
Реактор с
циркулирующим
псевдоожиженным
слоем
(CFB)
Сброс на
топливо
Ступень
Ковшо
вый
подъе
мник
Псевдоожиженный
слой (FB) (кипящий
слой)
Discharge
Выпуск
Псевдоожиженный
слой (FB)
Нагреватель
мгновенного
испарения
Нагреватель
мгновенного
испарения
Воздух
Предварительный
прогрев
Конвертирование
газа паром___
Твердая фаза
Газ
Топливо
Воздух
Вариант
с горячим
брикетир
ованием
Вариант с
горячей
отгрузкой
Нагреватель
мгновенного
испарения
Опорожнение/выпу
ск
Брикетир
ование
Железо
Нагреватель
технологичес
кого газа
Топливо
Подпитка
водородом
Перемещение
продуктов
Брикетирование
Воздух
2

4.

1. Поиск узкого места:
расчет основных потоков
• Где в процессе «узкое место»?
• Какова его производственная мощность?
• Как мы можем оценить производственную мощность на начальных и на конечных звеньях
производственно-сбытовой цепи?
• Расчет основных потоков:
– Закон сохранения массы: “Сколько входит, столько и выходит”
Уменьшение массы m
– OUT = IN*(1-m)*(1-k)
(например, 10%)
Выход OUT
Вход IN
– IN = OUT / (1-m)*(1-k)
Шаг
процесса
Потеря выхода k
(например, 1%)
• Коэффициент доступности a (эксплуатационная готовность):
– Относится к простою машин. Например, простой машины в 10% предполагает эксплуатационную
готовность в 90%
– Общая эксплуатационная готовность системы в связанной системе без буферов – это произведение
всех коэффициентов доступности: a(sys) = a(1)*a(2)* … *a(n)
3

5.

Шаг 1. Поиск узкого места:
схема технологического процесса
Железорудная
мелочь
Подогреватель
Затворные бункеры
Циркуляционный
нагреватель (в
циркулирующем
псевдоожиженном
слое)
Псевдоожи-женный
слой (FB)
Мгновенный
испаритель
Выход
Брикетирование
Сокращение массы:
Потери выхода:
Эксплуатационная
готовность системы:
4

6.

Шаг 2: Расчет потоков
Железорудная
мелочь
Подогреватель
Затворные бункеры
Циркуляционный
нагреватель (в
циркулирующем
псевдоожиженном
слое)
Псевдоожи-женный
/кипящий слой (FB)
Мгновенный
испаритель
Выход
Брикетирование
Сокращение массы:
Потери выхода:
Эксплуатационная
готовность системы:
Итоговые потери:
Приток (т/ч):
Теоретически
возможный
выход [т/ч]:
5

7.

Шаг 3: Анализ доступности
Железорудная
мелочь
Подогреватель
Затворные бункеры
Циркуляционный
нагреватель (в
циркулирующем
псевдоожиженном
слое)
Псевдоожи-женный
/кипящий слой (FB)
Мгновенный
испаритель
Выход
Брикетирование
Сокращение массы:
Потери выхода:
Эксплуатационная
готовность системы:
Итоговые потери:
Приток (т/ч):
Как в этом анализе применяется закон Литтла?
Где в этом технологическом процессе имеются узкие места?
Почему это важно?
Доступность
системы:
Фактическая
производитель
ность [т/ч]:
Теоретически
возможный
выход [т/ч]:
6

8.

Шаг 4: Анализ переменных затрат
Подогреватель
Затворные
бункеры
Циркуляционный
нагреватель (в
циркулирующем
псевдоожиженном слое)
Псевдоожиженный слой
(FB)
Мгновенный
испаритель
Выход
Брикетиров
ание
Применимые
затраты:
Применимые
затраты:
Применимые
затраты:
Применимые
затраты:
Применимые
затраты:
Применимые
затраты:
Применимые
затраты:
Долл. США на тонну
входящего потока:
Долл. США на тонну
входящего потока:
Долл. США на тонну
входящего потока:
Долл. США на тонну
входящего потока:
Долл. США на тонну
входящего потока
Долл. США на тонну
входящего потока
Долл. США на тонну
входящего потока
Приток (т):
Приток (т):
Приток (т):
Приток (т):
Приток (т):
Приток (т):
Приток (т):
Долл. США/т
выпуска:
Долл. США/т
выпуска:
Долл. США/т
выпуска:
Долл. США/т
выпуска:
Долл. США/т
выпуска:
Долл. США/т
выпуска:
Долл. США/т
выпуска:
Железная руда (долл. США/т):
Природный газ (долл. США/т):
Оксид магния (долл. США /т):
Водород (долл. США /т):
Электричество (долл. США /т):
Вода & Отвод воды (долл. США /т):
Опер. затраты(долл. США /т):
Азот (долл. США /т):
Данные из Задачи 2
Выпуск т/час:
Итого, переменные затраты на тонну выпускаемой продукции
(долл. США/т):
Потери
Приток
Затраты на тонну
входящего потока
Процесс
Выпуск
Затраты на тонну выпуска =
Затраты на тонну х (Входящий поток /
Выпуск)
7

9.

Шаг 5. Анализ совокупных затрат
Варианты
решений
Брикет
Подогреватель:
Потеря выхода
Потеря выхода
5% 0
3% 0
Реактор
псевдоожижен
ного слоя
ДОСТУПНОСТЬ
84.71% 99%
Время цикла
4 ч 3.5 ч
Два решения:
Подогреватель и
Реактор
псевдоожиженно
го слоя
Два решения:
Доступность и
Реактор
псевдоожиженного
слоя
Проект
Уменьшение потерь
производства на 2%
Производительность
(с поправкой на доступность) [т/час]:
68.085
68.085
70.191
77.812
79.573
77.812
90.941
75.474
Общий объем
производства в год [т/год]:
596,425.661
596,425.66
614,871.82
681,629.33
697,062.45
681,629.33
796,642.80
661,152.490
Переменные затраты на выпуск [$/т]:
$96.381
$93.031
$93.489
$96.382
$96.381
$93.031
$96.381
$79.866
Совокупные
переменные затраты в год [$/год]:
$57,483,863.06
$55,486,289.61
$57,483,865.81
$65,695,846.64
$67,183,300.26
$63,412,902.41
$76,780,914.59
$52,803,486.58
Общие постоянные
затраты в год (Ex. 12) [$/год]:
$20,790,000.00
=
=
=
=
=
=
=
Общие затраты в год [$/год]:
$78,273,863.06
$76,276,289.61
$78,273,865.81
$86,485,846.64
$87,973,300.26
$84,202,902.41
$97,570,914.59
$79,593,486.58
Общие затраты на тонну [$/т]:
$131.2383
$127.89
$127.30
$126.88
$126.21
$123.53
$122.48
$111.31
2.55%
3.00%
3.32%
3.83%
5.87%
6.68%
15.18%
Increase capacity
of B/N (FB) --> 3,5
vs. 4,0 process
time 114.286
t/hr
Less downtime
per year higher
overall output
Improve yield of
pre-heater ( less
Raw Material
needed) AND
reduce TT of B/N
( higher
capacity)
Less downtime
per year (
higher overall
output) AND
higher availability
( higher
capacity)
Less downtime
per year (
higher overall
output) AND
higher availability
( higher
capacity)
Экономия на тонну [%]:
Less Raw Material
required;
preheater is
BEFORE B/N,
process output
does not change -> still 80,377 t/hr!
Same Raw
Material, but
higher yield as
improvement
AFTER B/N
8

10.

Шаг 2: Расчет потоков НГК
Сокращение массы:
Потери выхода:
Эксплуатационная
готовность системы:
Итоговые потери:
Приток (т/ч):
Теоретически
возможный
выход [т/ч]:
10

11.

Как анализировать непрерывный процесс?
1. Найти узкое место (B/N) схема процесса, цифры определение
узкого места
2. Расчет всех потоков на основе узкого места
3. Расчет доступности
4. Расчет переменных затрат (на технологический этап за год)
5. Расчет совокупных затрат (сумма ежегодных переменных и
постоянных затрат)
6. Оценка альтернативы по улучшению ( повторные вычисления)