改善棒材生產(chǎn)線水處理系統(tǒng)電力消耗

趙登軍

(萊鋼股份有限公司棒材廠，山東271126)

運(yùn)營(yíng)轉(zhuǎn)型精益管理是近年來(lái)各大鋼鐵公司管理的重要平臺(tái)與抓手，且取得了非常好的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)績(jī)效。我公司棒材生產(chǎn)線在持續(xù)深化精益管理、產(chǎn)線系統(tǒng)梳理診斷及產(chǎn)線對(duì)標(biāo)過(guò)程中，挖掘出一些深層次的管理或技術(shù)問(wèn)題。

1 提出背景

對(duì)標(biāo)管理是快速提升落后單位管理與技術(shù)進(jìn)步的有效工具。2016年我公司棒材線水處理電耗為7.52 kWht(見圖1)，對(duì)標(biāo)單位為4.7 kWht，是對(duì)標(biāo)單位的1.6倍，水處理用電處于高耗電狀態(tài)。為此，提出了“改善棒材生產(chǎn)線水處理電力消耗”項(xiàng)目。

2 優(yōu)化電力消耗內(nèi)涵及主要做法

2.1 優(yōu)化的基本思維、過(guò)程方案及基本內(nèi)涵

2.1.1 基本思維

以電力管理模塊化建設(shè)為平臺(tái)，通過(guò)能耗分析、業(yè)績(jī)管理、素質(zhì)提升及標(biāo)準(zhǔn)化為基本過(guò)程方法，減少或杜絕損失，提高運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)電耗降低。

2.1.2 過(guò)程方案

(1)能耗分析要經(jīng)過(guò)訪談及數(shù)據(jù)的收集整理、電力成本及工藝流程分析、電力損失分析及搭建能耗橋等工作內(nèi)容，確定能耗損失因素。

(2)通過(guò)業(yè)績(jī)管理建立KPI體系、體系措施實(shí)施及建立業(yè)績(jī)對(duì)話，實(shí)施業(yè)績(jī)提升管理。

(3)通過(guò)素質(zhì)提升及標(biāo)準(zhǔn)化工作來(lái)培訓(xùn)崗位員工，形成業(yè)績(jī)管理的一種長(zhǎng)效機(jī)制，同時(shí)確定誰(shuí)負(fù)責(zé)、誰(shuí)來(lái)做、何時(shí)做、誰(shuí)評(píng)價(jià)、問(wèn)題的根因、改進(jìn)措施及實(shí)施評(píng)審七個(gè)管理要素。

圖1 2016年棒材生產(chǎn)線水處理系統(tǒng)電力消耗數(shù)據(jù)Figure 1 Power consumption data of bar production line water treatment system in 2016

2.1.3 基本內(nèi)涵

運(yùn)用精益管理的方法原理，從水處理耗電設(shè)備的電力消耗診斷入手，找出影響能耗的技術(shù)因素及管理因素，制定措施，消除不足，降低水處理電力消耗。

2.2 優(yōu)化電力消耗的理論依據(jù)及主要做法

2.2.1 理論依據(jù)

精益管理；電機(jī)工作效率損失計(jì)算；水泵效率損失計(jì)算；水泵崗位精準(zhǔn)操作能力測(cè)評(píng)；能耗設(shè)備自動(dòng)化作業(yè)水平測(cè)評(píng)。

2.2.2 主要做法

圖2 能源成本及消耗分析Figure 2 Analysis on energy costs and consumption

圖3 能源損失分析
Figure 3 Analysis on energy loss

(1)電力消耗、電力損失、電力成本的準(zhǔn)備分析

收集前兩年電力成本數(shù)據(jù)、電力消耗數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)據(jù)及實(shí)際運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)，了解車間能源管理思路、管理現(xiàn)狀以及人員意識(shí)等等，具體內(nèi)容包括：能效數(shù)據(jù)誰(shuí)使用？發(fā)生異常誰(shuí)處理？能效數(shù)據(jù)來(lái)源于哪里？有無(wú)專人管理？發(fā)生異常有無(wú)仲裁機(jī)構(gòu)？崗位員工承接的KAI指標(biāo)是什么？能否支持廠級(jí)KPI指標(biāo)？是否能夠引導(dǎo)日常操作？崗位操作標(biāo)準(zhǔn)化是否完善？執(zhí)行情況如何？為現(xiàn)場(chǎng)診斷做好鋪墊。

(2)量化評(píng)估能源利用、改善點(diǎn)及改善潛力

車間產(chǎn)品單位成本中包括四大塊：材料成本、備件費(fèi)用、直接人工、電力消耗。利用瀑布圖或餅圖分析工具進(jìn)行能源成本及消耗分析，如圖2所示。

利用能耗橋工具進(jìn)行能源損失分析，如圖3所示。

從圖3可以看出，泵系統(tǒng)流量不匹配、供水系統(tǒng)冗余量過(guò)大、泵運(yùn)行效率低、工藝停機(jī)損失等因素?fù)p失占比大。通過(guò)建立關(guān)鍵KPI體系對(duì)崗位操作進(jìn)行規(guī)范與約束，同時(shí)設(shè)計(jì)改進(jìn)優(yōu)化方向方法，降低水處理電耗。

從成本占比、區(qū)域占比、變化趨勢(shì)等多維度量化評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)，將占比大、改善不明顯的或未改善的項(xiàng)目作為關(guān)注點(diǎn)，運(yùn)用精益管理工具診斷項(xiàng)目問(wèn)題要素，拆解問(wèn)題要素主因至末端，通過(guò)與標(biāo)桿對(duì)比、與設(shè)計(jì)對(duì)比、與前期最優(yōu)運(yùn)行對(duì)比，評(píng)估改善潛力。

2.2.3 管理構(gòu)架及理念能力評(píng)估

管理構(gòu)架及理念能力現(xiàn)狀評(píng)估，找出改善重點(diǎn)。通過(guò)訪談、走線、現(xiàn)場(chǎng)觀察等方式，收集有關(guān)管理架構(gòu)和理念能力方面的資料，分類整理，對(duì)照運(yùn)營(yíng)轉(zhuǎn)型標(biāo)準(zhǔn)找差距。利用訪談及四維度表工具對(duì)管理流程及關(guān)注指標(biāo)進(jìn)行調(diào)研；利用現(xiàn)場(chǎng)走線查看參數(shù)形式，調(diào)研標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)認(rèn)識(shí)、執(zhí)行情況及環(huán)保節(jié)能意識(shí)。

2.2.4 設(shè)計(jì)對(duì)話機(jī)制

設(shè)計(jì)目標(biāo)、指標(biāo)體系及業(yè)績(jī)對(duì)話機(jī)制。利用流程分析及樹圖工具，分析崗位供水特性、能源介質(zhì)、工作流程，確定反映供水質(zhì)量特性的質(zhì)量指標(biāo)，反映電力消耗的電耗指標(biāo)，反映過(guò)程控制優(yōu)劣的過(guò)程控制指標(biāo)，直至可以直接控制KAI指標(biāo)，最終設(shè)計(jì)能客觀反映崗位工作績(jī)效，以業(yè)績(jī)改善為導(dǎo)向，層層支撐的KPI體系。改善導(dǎo)向型的KPI體系見圖4。

圖4 改善導(dǎo)向型KPI體系Figure 4 Improving guide type KPI system

圖5 電力消耗趨勢(shì)分析圖Figure 5 Analysis on power consumption tendency

以三色圖業(yè)績(jī)看板工具實(shí)施業(yè)績(jī)對(duì)話，優(yōu)化班組記錄關(guān)注點(diǎn)，增加電機(jī)電流、水泵流量與水壓、水溫關(guān)鍵指標(biāo)；每日晨會(huì)匯報(bào)車間關(guān)鍵管控指標(biāo)及波幅原因分析，促進(jìn)關(guān)鍵指標(biāo)持續(xù)關(guān)注，滿足生產(chǎn)要求，降低水處理區(qū)域能耗，實(shí)現(xiàn)對(duì)影響KPI指標(biāo)問(wèn)題的預(yù)知預(yù)控。

2.2.5 改善和措施的落實(shí)

根據(jù)流程分析及電力消耗分析結(jié)果，對(duì)有較大差距的損失項(xiàng)進(jìn)行原因分析，制定優(yōu)化及技術(shù)創(chuàng)新措施，分析措施的可行性，并確定責(zé)任人及時(shí)間節(jié)點(diǎn)。利用問(wèn)題樹及對(duì)策表，分析供水系統(tǒng)流量不匹配及冗余度過(guò)大造成的運(yùn)行效率損失，設(shè)計(jì)流量匹配對(duì)策，降低電機(jī)運(yùn)行電流；分析水溫窄幅供水的實(shí)施對(duì)策，降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)間；分析待料、保溫等工藝停機(jī)時(shí)間段內(nèi)的最優(yōu)操作，設(shè)計(jì)精準(zhǔn)操作或標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)間。針對(duì)標(biāo)桿設(shè)計(jì)值有較大差距的損失項(xiàng)，制定改善措施。

利用提示表及看板，確定改善和技改措施，從提升運(yùn)行效率、供水水溫窄幅控制、工藝停機(jī)精準(zhǔn)操作等三個(gè)方面，制定改善計(jì)劃，實(shí)施改善內(nèi)容，跟蹤改善結(jié)果。

(1)推進(jìn)崗位降耗精準(zhǔn)操作。重點(diǎn)從停軋停泵制度、停軋停止冷卻塔制度、工藝停機(jī)精準(zhǔn)操作、水泵精準(zhǔn)操作、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)卡等5個(gè)方面做工作，不斷強(qiáng)化工作規(guī)則，讓?shí)徫宦毠ゐB(yǎng)成良好習(xí)慣。

(2)推進(jìn)水泵工作變頻改造后工作頻率與流量的匹配，優(yōu)化水泵工作頻率區(qū)間，提高電機(jī)及水泵工作效率。

(3)實(shí)施冷卻塔啟停水溫窄波幅控制，促進(jìn)供水水溫平穩(wěn)供應(yīng)，同時(shí)進(jìn)一步降低供水區(qū)域電耗。

(4)精確運(yùn)行控制，采用水位計(jì)與電調(diào)閥連鎖的方式確保濁水系統(tǒng)各區(qū)域水處理的水平衡工作，促進(jìn)濁水系統(tǒng)平衡狀態(tài)下最小溢流量，降低自吸泵電耗。

(5)預(yù)知管控水處理運(yùn)行設(shè)備，優(yōu)化水處理運(yùn)行設(shè)備操作標(biāo)準(zhǔn)、點(diǎn)檢子模塊、維修手冊(cè)等內(nèi)容，對(duì)水設(shè)備設(shè)施實(shí)施預(yù)知管控，杜絕非正常狀態(tài)電力消耗。

3 項(xiàng)目實(shí)施效果

自項(xiàng)目實(shí)施以來(lái)，棒材生產(chǎn)線水處理系統(tǒng)電力消耗持續(xù)降低，2017年度達(dá)到并持續(xù)保持低于4 kWht水平，促進(jìn)了棒材線生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)績(jī)效的提升。

從圖5可以看出，2016年年初至2017年年末，整體電力消耗呈下降趨勢(shì)，2017年度下半年，棒材水處理電力消耗保持在一定的范圍內(nèi)，整體控制較好。2017年度棒材線水處理電力消耗降低產(chǎn)生效益280.339萬(wàn)元。

4 結(jié)論

(1)采用模塊化建設(shè)方法應(yīng)用于改善棒材生產(chǎn)線水處理系統(tǒng)電力消耗技術(shù)進(jìn)步項(xiàng)目是行之有效的方法工具。

(2)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)并解決了影響能耗的重要問(wèn)題，提高了參與職工的成就感，調(diào)動(dòng)了職工工作的積極性，促進(jìn)了項(xiàng)目的持續(xù)改進(jìn)和做法的固化。

(3)對(duì)數(shù)據(jù)的采集不必要求過(guò)于苛刻。

(4)項(xiàng)目問(wèn)題的診斷查找與實(shí)施措施的落實(shí)是同步的，邊發(fā)現(xiàn)邊整改，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程即為見效過(guò)程。