Optimización de condiciones de operación e
         intervalos de mantenimiento para tubos de
              hornos reforma...
Contenido


  ¿Cómo optimizar las condiciones de producción junto al
  intervalo entre mantenimiento preventivo?



  Ap...
Descripción del problema

  Intervenciones
        Sub-componente: correctivas
        Componente: preventivas (program...
Descripción del problema

  Efecto de la temperatura

                                                                   ...
Problema de optimización

  Compromisos entre operación y mantenimiento


 Muchas intervenciones                         ...
Problema de optimización


               Temperatura constante


                                Ingresos
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        ...
Problema de optimización


               Temperatura constante                                Intervalo entre intervencio...
Modelo de optimización

  Criterio: margen por unidad de tiempo
                    Fallas                               ...
Modelo de optimización

    Ingresos
                 i = producción x precio x disponibilidad
 Ingresos




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Modelo de optimización

    Ingresos
                 i = producción x precio x disponibilidad
 Ingresos




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Modelo de optimización

    Costos
          c = intervenciones correctivas + intervención preventiva
 Costos




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Modelo de optimización

    Costos
          c = intervenciones correctivas + intervención preventiva
 Costos




       ...
Estudio de caso

  Horno reformador en refinería
     Tubos para producir hidrógeno


  Efecto de la temperatura
    Má...
Análisis Weibull

    Pruebas de vida acelerada: 1173 K y 1255 K

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Análisis Weibull

    Pruebas de vida acelerada: 1173 K y 1255 K

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Parámetros esenciales


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Política óptima
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Política óptima


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Política óptima


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Disponibilidad


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Productividad

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Conclusión

                  Mantenimiento




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Referencias




  E.A. Elsayed, “Mean Residual Life and Optimal Operating Conditions
   for Industrial Furnace Tubes”, Ca...
Optimización de condiciones de operación e
         intervalos de mantenimiento para tubos de
              hornos reforma...
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  1. 1. Optimización de condiciones de operación e intervalos de mantenimiento para tubos de hornos reformadores de refinerías Alejandro Martínez LOGO VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  2. 2. Contenido  ¿Cómo optimizar las condiciones de producción junto al intervalo entre mantenimiento preventivo?  Aplicación: Tubos de hornos reformadores VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  3. 3. Descripción del problema  Intervenciones  Sub-componente: correctivas  Componente: preventivas (programados) Equipo Componente Sub-componente VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  4. 4. Descripción del problema  Efecto de la temperatura T2 > T1 Producción Confiabilidad T1 T2 Temperatura (K) Edad VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  5. 5. Problema de optimización  Compromisos entre operación y mantenimiento Muchas intervenciones Muchas intervenciones preventivas correctivas Tiempo entre intervenciones Mayor vida de Mayor producción subcomponentes Temperatura VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  6. 6. Problema de optimización Temperatura constante Ingresos um Costos Margen Edad (ut) VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  7. 7. Problema de optimización Temperatura constante Intervalo entre intervenciones constante Ingresos Costos um um Ingresos Costos Margen Margen Edad (ut) Temperatura (K) VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  8. 8. Modelo de optimización  Criterio: margen por unidad de tiempo Fallas Intervención subcomponentes preventiva Trc Trc Trc Trp 0 Tp 0 Edad componente Periodo de tiempo de interés VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  9. 9. Modelo de optimización  Ingresos i = producción x precio x disponibilidad Ingresos Temperatura (K) VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  10. 10. Modelo de optimización  Ingresos i = producción x precio x disponibilidad Ingresos Ingresos Temperatura (K) Edad (ut) VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  11. 11. Modelo de optimización  Costos c = intervenciones correctivas + intervención preventiva Costos Temperatura (K) VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  12. 12. Modelo de optimización  Costos c = intervenciones correctivas + intervención preventiva Costos Costos Temperatura (K) Edad (ut) VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  13. 13. Estudio de caso  Horno reformador en refinería  Tubos para producir hidrógeno  Efecto de la temperatura  Más producción  Modo de falla principal: creep  Política base Basado en: E.A. Elsayed,  Operación: 945 K “Mean Residual Life and Optimal Operating Conditions  Interv. preventivas: 7 años for Industrial Furnace Tubes” VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  14. 14. Análisis Weibull  Pruebas de vida acelerada: 1173 K y 1255 K ! cte. "1 "2 '#$ (#$ $#$ !&#$ !'#$ !(#$ $#$ (#$ '#$ )*+-)*+.+ !(#$ !'#$ !&#$ !%#$ !"#$ )*+,+ VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  15. 15. Análisis Weibull  Pruebas de vida acelerada: 1173 K y 1255 K ! cte. Rango operacional "1 "2 '#$ (#$ $#$ !&#$ !'#$ !(#$ $#$ (#$ '#$ )*+-)*+.+ ! !(#$ !'#$ "2 !&#$ "1 !%#$ !"#$ !"#$"%&'(%&)")*+, )*+,+ VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  16. 16. Parámetros esenciales Parámetro Valor Unidad Costo i. correctiva 10.000 USD Costo i. preventiva 4.000.000 USD Duración i. correctiva 0,004 años op. Duración i. preventiva 0,08 años op. Producción nominal 1.000.000 barriles/año op. Precio 2 USD/barril Número de tubos 3.000 tubos VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  17. 17. Política óptima 5 um/ut 10  Óptimo 0 0 • 1006 K Margen (um/ut) • 4,75 años -10 -5 • 590.000 USD/año -20 -10 -30 1100 -15  Ahorro • 38.000 USD/año Te m 1000 pe -20 ra 8 10 tu 6 ra 900 2 4 1 um = 100.000 USD (K Edad (ut) 1 ut = 1 año ) VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  18. 18. Política óptima @ 4.75 ut 30 25 20 Flujo (um/ut) 15 10 5.86 5 0 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 Temperatura (K) VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  19. 19. Política óptima @ 4.75 ut @ 1006 K 30 30 25 25 20 20 Flujo (um/ut) Flujo (um/ut) Ingresos 15 15 Costos 10 10 5.86 5.86 5 Margen 5 0 0 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 2 4 6 8 10 12 Temperatura (K) Edad (ut) VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  20. 20. Disponibilidad 0.8 1 0.7 0.8 Disponibilidad 0.6 0.6 0.4 0.5 2 0.2 4 900 6 t) 0.4 8 (u 1000 ad 10 Ed 1100 12 Temperatura (K) VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  21. 21. Productividad 2.5 2 3 Productividad normalizada 1.5 2 1 1 1200 (K) ra atu 0.5 0 1000 per Tem 2 4 6 Edad (ut) VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  22. 22. Conclusión Mantenimiento Fi Finanzas Operaciones Mantenimiento n O an pe za ra s ci ne o s  Decisiones integradas, con criterios de negocio  Gestión de activos físicos VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  23. 23. Referencias  E.A. Elsayed, “Mean Residual Life and Optimal Operating Conditions for Industrial Furnace Tubes”, Cap. 22, In W.R. Blishke, DNP Murhty Eds., 2003.  R. Pascual, “El arte de mantener” (versión 2010)  http://www.ing.puc.cl/rpascual/ VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile
  24. 24. Optimización de condiciones de operación e intervalos de mantenimiento para tubos de hornos reformadores de refinerías Alejandro Martínez LOGO VIII Encuentro en Gestión de Activos Físicos Centro de Minería PAM Lab UC Campus San Joaquín, 18 de junio de 2010 Pontificia Universidad Católica www.egaf.cl de Chile

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