精益管理在鍋爐系統(tǒng)中實(shí)踐運(yùn)用

（江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司南京卷煙廠 江蘇 南京 210019）

精益管理在鍋爐系統(tǒng)中實(shí)踐運(yùn)用

陳磊

（江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司南京卷煙廠 江蘇 南京 210019）

本文通過(guò)實(shí)例分析了精益管理在鍋爐系統(tǒng)中的應(yīng)用情況。

精益管理；鍋爐；除氧器；換熱器

1 背景

段鐵力局長(zhǎng)在15年全國(guó)煙草行業(yè)企業(yè)管理現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議強(qiáng)調(diào)，要緊緊圍繞“精益管理做除法”，牢牢把握“精益管理降本增效是內(nèi)功”的基本定位，樹(shù)立節(jié)約集約的發(fā)展理念，開(kāi)展全員、全過(guò)程、全方位的精益管理，強(qiáng)化約束性指標(biāo)管理，深入挖潛，降本增效，努力推動(dòng)精益管理工作再上新臺(tái)階。

隨著南京卷煙廠細(xì)支煙的熱銷，車間全天24小時(shí)的生產(chǎn)給動(dòng)力中心帶來(lái)更為嚴(yán)峻的考驗(yàn)，同時(shí)也給動(dòng)力中心提出了更高的要求。動(dòng)力中心是我廠動(dòng)力能源保障供應(yīng)的核心，其設(shè)備精細(xì)化管理水平，是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、能源保障、設(shè)備安全運(yùn)行等工作的重要支撐。

南京卷煙廠目前在工作鍋爐有4臺(tái)7.8t美國(guó)克雷登油氣兩用鍋爐，2臺(tái)15.65t美國(guó)克雷登油氣兩用鍋爐。蒸汽系統(tǒng)所用的的除氧器是18噸的開(kāi)式除氧器，在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)除氧器存在夜間超溫甚至“開(kāi)鍋”的現(xiàn)象，18噸的水持續(xù)沸騰確實(shí)是巨大的熱能浪費(fèi)，存在熱量損耗浪費(fèi)的現(xiàn)象。結(jié)合精益能源管理，對(duì)此問(wèn)題開(kāi)展精益項(xiàng)目改善，用精益的理念來(lái)解決此問(wèn)題。

2 精益管理的理念與內(nèi)涵

2.1 精益理論簡(jiǎn)介

精益理論(Lean Production)是美國(guó)麻省理工學(xué)院教授經(jīng)過(guò)對(duì)豐田生產(chǎn)體系多年的研究，于20世紀(jì)90年代總結(jié)出來(lái)的一種理論。其核心思想是，在一定的生產(chǎn)資源的基礎(chǔ)下，通過(guò)持續(xù)改進(jìn)的思想、全員參與的方式、運(yùn)用各種簡(jiǎn)單而有效的制度，盡可能地消除一切浪費(fèi)來(lái)達(dá)到降低成本、提高效率、改善對(duì)市場(chǎng)的快速反應(yīng)能力的目的。精益理論的精髓可以總結(jié)為消除浪費(fèi)、創(chuàng)造價(jià)值8個(gè)字。

精益生產(chǎn)結(jié)合了手工生產(chǎn)的單一化以及大規(guī)模生產(chǎn)方式的批量化，不僅可以定制化也可以大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)品，同時(shí)也避免了手工制作高成本以及大規(guī)模生產(chǎn)的單一化。

2.2 精益管理的原則和工具。

價(jià)值、價(jià)值流、價(jià)值流動(dòng)、需求拉動(dòng)、盡善盡美是精益管理的五大原則。價(jià)值流圖是實(shí)施精益管理，消除浪費(fèi)的基礎(chǔ)與關(guān)鍵點(diǎn)，精益價(jià)值流是為幫助研究者或者是專業(yè)人員確認(rèn)每一個(gè)價(jià)值流中存在的浪費(fèi)環(huán)節(jié)，并且找到消除這種浪費(fèi)或者說(shuō)減少浪費(fèi)環(huán)節(jié)的合適方法。這種模式以生產(chǎn)效率為導(dǎo)向，暴露系統(tǒng)中存的的浪費(fèi)和質(zhì)量問(wèn)題，把企業(yè)內(nèi)部環(huán)境生產(chǎn)過(guò)程分為非增值業(yè)務(wù)活動(dòng)必需的非增值業(yè)務(wù)活動(dòng)以及增值業(yè)務(wù)活動(dòng)。

3 精益管理實(shí)際運(yùn)用

由能管狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析得出，除氧器經(jīng)常性出現(xiàn)100℃的超溫狀態(tài)。結(jié)合廠家設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)和作業(yè)指導(dǎo)書(shū)：我們所采用的是藥物和熱力相結(jié)合的開(kāi)式除氧器，溫度只需控制在85℃到95℃即可有效除氧，結(jié)合精益管理中消除七大浪費(fèi)的理念，超過(guò)95℃屬于過(guò)度加工的浪費(fèi)，符合上述兩點(diǎn)。

目前蒸汽系統(tǒng)工藝流程：自來(lái)水經(jīng)軟水器軟化處理后，進(jìn)入除氧水箱，經(jīng)過(guò)藥物及熱力除氧后通過(guò)增壓泵升壓，除氧水箱內(nèi)的水進(jìn)入鍋爐，吸收燃料燃燒放出的熱量，經(jīng)過(guò)汽水分離器進(jìn)行汽水分離，飽和蒸汽進(jìn)入蓄熱器供給車間，部分未汽化的高溫水經(jīng)過(guò)疏水器回到除氧水箱。通過(guò)對(duì)除氧器當(dāng)前現(xiàn)狀分析，我們統(tǒng)計(jì)了2015年2月4～13號(hào)的平均溫度如表1。

為了更為詳細(xì)的調(diào)查現(xiàn)狀，通過(guò)SPC能管系統(tǒng)查閱2015年2月4～13號(hào)每一天的除氧器溫度詳細(xì)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)表明除氧器在夜間20：00以后溫度均大于95℃，超溫現(xiàn)狀基本發(fā)生在夜間，夜間超溫是普遍發(fā)生的問(wèn)題，是導(dǎo)致除氧器平均溫度高（97.15℃）的主要癥結(jié)，只要能解決除氧器夜間超溫的問(wèn)題，則除氧器溫度就可以得到有效控制。

3.1 原因分析

表1

圍繞當(dāng)前鍋爐系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)的水路循環(huán)，蒸汽產(chǎn)生的熱量使用進(jìn)行研究，就“除氧器夜間超溫”的原因進(jìn)行反復(fù)討論，開(kāi)展頭腦風(fēng)暴法，經(jīng)過(guò)分析、歸納分類后，通過(guò)要因分析發(fā)現(xiàn)疏水量大是導(dǎo)致除氧器夜間超溫的主要原因。由鍋爐特性得知，鍋爐疏水量與鍋爐負(fù)荷是負(fù)相關(guān)的（-1＜r＜0），夜間車間負(fù)荷低，除氧器進(jìn)水量較少（常溫，軟水），疏水量大，大量高溫爐水回到除氧器導(dǎo)致超溫。

3.2 制定對(duì)策

鍋爐負(fù)荷由車間的生產(chǎn)用汽量決定，即疏水量是沒(méi)法控制的，所以我們決定降低疏水溫度來(lái)減少疏水進(jìn)入除氧器的熱量，進(jìn)而解決超溫問(wèn)題。在制定對(duì)策時(shí)，使用了TRIZ問(wèn)題解決理論，它是精益改善工具中的思想工具之一，著力于澄清和強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，目標(biāo)是對(duì)問(wèn)題進(jìn)行徹底的解決或改善。

鍋爐進(jìn)水由除氧器提供，但是目前鍋爐給水的溫度最高只能達(dá)到水的自然沸點(diǎn)100度（帶壓環(huán)境下水溫可超過(guò)100℃），結(jié)合TRIZ理論、ECRS思想，我們決定對(duì)鍋爐水循環(huán)管路進(jìn)行重新排布，增加換熱器利用余熱加熱鍋爐進(jìn)水，以達(dá)到既定目標(biāo)。

3.3 對(duì)策實(shí)施

板式換熱器設(shè)計(jì)選型。

通過(guò)對(duì)所選定方案的具體構(gòu)造和原理進(jìn)行討論分析，經(jīng)過(guò)一致同意，按所采用的板式換熱器方案進(jìn)行實(shí)施。

板式換熱器是由多層波紋形的傳熱板片，通過(guò)由橡膠墊片壓緊構(gòu)成的高效換熱設(shè)備。

從動(dòng)力中心的實(shí)際需求出發(fā)，綜合考慮對(duì)換熱器進(jìn)行專屬設(shè)計(jì)。

（1）由于鍋爐水系統(tǒng)循環(huán)過(guò)程中難免帶有雜質(zhì)，小組成員基于此項(xiàng)原因設(shè)計(jì)了不同于市面上常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)換熱溝槽，優(yōu)化為換熱面較為寬大的人字型溝槽。

（2）經(jīng)過(guò)小組的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，決定基于原有的用水管路進(jìn)行升級(jí)改造，將板式換熱器敷設(shè)并聯(lián)到原進(jìn)水管路中，節(jié)省了資金和空間。

同時(shí)，對(duì)于我們目前的使用工況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)其水流量、壓力、溫度等數(shù)據(jù)，見(jiàn)表2。

通過(guò)對(duì)板式換熱器進(jìn)行參數(shù)，計(jì)算設(shè)計(jì)出了在敷設(shè)板式換熱器后所需要達(dá)到的工況，如表3。

表2

表3

首先確定板型，設(shè)計(jì)板間距b=5.5mm，流道寬L=350mm，板厚度為1.2mm，單片傳熱投影面積為0.155m2，傳熱準(zhǔn)則關(guān)系為Nu=0.091Re0.73Prn，壓降的準(zhǔn)則關(guān)系式Eu=42400Re-0.545ψ，ψ為修正系數(shù)。

計(jì)算得出：

通過(guò)計(jì)算最終確認(rèn)需要該選型的換熱片55片。

按照設(shè)計(jì)的參數(shù)尺寸進(jìn)行選型，生產(chǎn)的人字形熱交換器。

圖1

如圖1所示，板式換熱器將安裝在鍋爐給水和鍋爐疏水之間進(jìn)行疏水-給水間的熱交換，以降低疏水溫度，從而降低除氧器溫度。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)改善后長(zhǎng)期使用板式換熱器、除氧器的全天溫度也顯著下降，高溫疏水的富余熱量得到利用，有效地解決了除氧器超溫問(wèn)題，除氧器水溫由改善前平均溫度97.15℃降為改善后92.17℃，完全達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。同時(shí)換熱器的安裝有效地提高了鍋爐進(jìn)水溫度，通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，鍋爐進(jìn)水溫度由改善前的92.62℃提升到改善后的108.78℃給水溫度提高了16.15℃，進(jìn)水溫度的提升得益于對(duì)鍋爐高溫疏水余熱的利用。

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