余良柱 高 遠(yuǎn)

作者通聯(lián)：寶山鋼鐵股份有限公司能源環(huán)保部制氧分廠上海市 200941

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制氧設(shè)備的穩(wěn)定性與可靠性會(huì)直接影響到制氧系統(tǒng)運(yùn)行的安全。寶山鋼鐵股份有限公司制氧系統(tǒng)共有8臺(tái)空氣分離裝置（其中3臺(tái)國(guó)產(chǎn)），因設(shè)備產(chǎn)地及相關(guān)維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的各不相同，給制氧設(shè)備的安全運(yùn)行及現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)與管理工作等，均帶來(lái)不便。保證大型制氧系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定與可靠運(yùn)行不僅是長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，也是做好設(shè)備管理工作的一道難題。寶鋼公司通過(guò)對(duì)多年來(lái)設(shè)備維護(hù)與管理經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，以及借鑒國(guó)際知名氣體公司的相關(guān)模式等，摸索出適合冶金行業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)的制氧系統(tǒng)設(shè)備的可靠性管理措施與方法，取得了較好效果。

一、對(duì)故障種類的分析與判斷

通過(guò)對(duì)2005—2008年制氧系統(tǒng)各類故障原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，主要為設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量、維護(hù)不當(dāng)缺陷和操作不當(dāng)缺陷所致，故障比例分別為23%、22%、50%和5%，故障時(shí)間分別為80%、11%、6%和3%。缺陷特點(diǎn)及造成的危害與后果，主要有以下方面。

1.設(shè)計(jì)缺陷

（1）從故障次數(shù)來(lái)看，設(shè)計(jì)缺陷雖然處于第二位，但在故障時(shí)間上卻高居第一。例如，因保溫設(shè)計(jì)不合理引起1#和2#空氣分離裝置（以下簡(jiǎn)稱空分）的空氣冷卻塔液面計(jì)被凍壞，引起空分被迫停車；空分內(nèi)管道因應(yīng)力補(bǔ)償系數(shù)設(shè)計(jì)小，造成管道拉裂、拉斷產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象；5#空分的氬氣生產(chǎn)裝置因下塔輸送管道設(shè)計(jì)失誤，造成空分運(yùn)行不穩(wěn)定和氬氣無(wú)法正常生產(chǎn)；因空氣管道的消聲器選型不當(dāng)，造成填充材料泄漏和主換熱器功能下降等，至今未能恢復(fù)；因氮氧化物在膜式冷凝蒸發(fā)器上的堵塞，造成“死端沸騰”問(wèn)題；6#空分的高壓板式換熱器，因未設(shè)計(jì)溫度保護(hù)裝置，造成釬焊失效、板式泄漏與損壞；1#、2#膨脹機(jī)葉輪因應(yīng)力設(shè)計(jì)失誤，造成葉輪開裂；空壓機(jī)葉輪葉片因焊接不牢及長(zhǎng)年受氣流沖刷，出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象。

（2）除單體設(shè)備存在設(shè)計(jì)不合理缺陷外，系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)缺陷造成的危險(xiǎn)會(huì)更大，后果也更嚴(yán)重。例如，由于新老系統(tǒng)銜接方面的設(shè)計(jì)缺陷，造成氮?dú)庀到y(tǒng)的吸入母管出現(xiàn)壓力控制缺失，參數(shù)選取不當(dāng)造成氮?dú)饧兌瘸瑯?biāo)。因系統(tǒng)的安全保護(hù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，造成設(shè)備停機(jī)現(xiàn)象頻繁發(fā)生，例如，主換熱器熱端溫度與空氣進(jìn)板式閥門間沒(méi)有設(shè)置連鎖保護(hù)裝置，造成設(shè)備運(yùn)行時(shí)的安全隱患加大。而無(wú)謂的多重聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，常使儀表控制系統(tǒng)引發(fā)誤報(bào)警情況，造成設(shè)備停機(jī)。

2.施工缺陷

施工質(zhì)量是引起設(shè)備運(yùn)行初期故障的主要原因，據(jù)統(tǒng)計(jì)，因施工問(wèn)題引發(fā)的設(shè)備故障為75%，主要有：水管管道沖洗不干凈，導(dǎo)致流量計(jì)堵塞；儀表管吹掃不完全，導(dǎo)致電磁閥、定位器失效，以及閥門氣缸磨損等；5#空分的空壓機(jī)和膨脹機(jī)因漏裝油封，引發(fā)漏油和被迫停車；5#空分的主空壓機(jī)因?qū)χ芯鹊秃蜌夥馐У?，造成齒輪箱和推力盤受損嚴(yán)重及振動(dòng)異常；因儀表氣管管路的清潔度不達(dá)標(biāo)，造成定位器損壞、閥門失效；因開關(guān)柜、控制柜的接線松動(dòng)引起誤動(dòng)作，因密封不嚴(yán)引發(fā)電氣短路；因塔內(nèi)管道焊接及支架安裝位置不合理，造成管道破裂、泄漏，導(dǎo)致扒砂情況發(fā)生；接地系統(tǒng)因安裝不當(dāng)，造成防雷電安全系數(shù)降低；出現(xiàn)多臺(tái)液體泵的旁通閥被裝反。

3.維護(hù)不當(dāng)缺陷

公司實(shí)施的設(shè)備管理模式是點(diǎn)檢定修制，強(qiáng)調(diào)的是設(shè)備周期性預(yù)防與維護(hù)性管理，對(duì)員工的設(shè)備操作及維護(hù)水平的要求都比較高，但在新設(shè)備運(yùn)行初期，因維護(hù)人員缺乏經(jīng)驗(yàn)及操作水平較低，常出現(xiàn)以下情況。

（1）公司對(duì)檢修作業(yè)的質(zhì)量管理，主要是通過(guò)檢修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由于檢修人員的工作經(jīng)驗(yàn)少或檢修水平較低，不僅無(wú)法確保檢修進(jìn)度及質(zhì)量，在一些輔助設(shè)備檢修上也常出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題等。例如，在拆卸設(shè)備時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)裝配精度降低或部件被損壞等情況。欠維護(hù)問(wèn)題主要體現(xiàn)在，設(shè)置的維護(hù)周期過(guò)長(zhǎng)、維護(hù)方式過(guò)于簡(jiǎn)單等，不僅不能及時(shí)判明失效或劣化傾向問(wèn)題，對(duì)損壞的備件也不能做到及時(shí)更換。

（2）由于不同廠商供應(yīng)的備件質(zhì)量參差不齊，造成同一型號(hào)不同廠家的備件質(zhì)量相差較大。例如，作為無(wú)庫(kù)存?zhèn)浼妮S承，常因質(zhì)量問(wèn)題造成設(shè)備停機(jī)；有些國(guó)產(chǎn)備件因質(zhì)量較差，不但不能保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還會(huì)引發(fā)安全事故等。因此，備件質(zhì)量差及選用不當(dāng)問(wèn)題，也是造成設(shè)備周期性預(yù)防與維護(hù)工作開展不好的主要原因。

二、改進(jìn)措施

1.設(shè)計(jì)方案優(yōu)化

（1）運(yùn)行人員提前進(jìn)入項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段。為達(dá)到設(shè)計(jì)方案優(yōu)化的目標(biāo)，公司將設(shè)計(jì)與運(yùn)行工作緊密地結(jié)合在一起，實(shí)行了工程與運(yùn)行部門共同參與設(shè)計(jì)方案的安全審查、工程安全檢查和開車前的安全驗(yàn)收等工作，對(duì)檢查出的問(wèn)題不但要求設(shè)計(jì)部門及時(shí)整改，而且將其作為運(yùn)行案例予以備案。例如，結(jié)合多年的設(shè)備故障情況，對(duì)設(shè)備的聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)方案優(yōu)化，在保證安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，盡可能減少不必要的聯(lián)鎖裝置，減少由此而引發(fā)的聯(lián)鎖故障及誤動(dòng)作問(wèn)題。

（2）做好設(shè)備選型工作。公司原來(lái)設(shè)備選型主要以設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際使用情況為主，先擬出設(shè)備清單后再確定所需設(shè)備，造成個(gè)人主觀意見多或片面結(jié)論多。通過(guò)借鑒國(guó)外知名氣體公司的經(jīng)驗(yàn)，重新制定了設(shè)備選型方案。將技術(shù)、市場(chǎng)調(diào)研工作做實(shí)、做細(xì)，并細(xì)化和量化到每個(gè)工作環(huán)節(jié)中。例如，在設(shè)備前期管理的每個(gè)細(xì)節(jié)都設(shè)置了采購(gòu)門檻，避免可靠性較差、技術(shù)功能落后設(shè)備的進(jìn)入，要求供應(yīng)商對(duì)設(shè)計(jì)方案問(wèn)題進(jìn)行可靠性修改。

2.對(duì)施工質(zhì)量實(shí)施控制

（1）由專業(yè)工程師監(jiān)督施工質(zhì)量。對(duì)施工質(zhì)量的控制，不可過(guò)分依賴工程總承包及分承包單位的質(zhì)量控制體系，而應(yīng)委派本企業(yè)的專業(yè)工程師，按照公司的標(biāo)準(zhǔn)工作程序及借鑒以往空分設(shè)備的安裝、調(diào)試及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等，做好監(jiān)督、協(xié)調(diào)和質(zhì)量檢查等工作，并實(shí)施嚴(yán)格的質(zhì)量控制程序。

（2）做好工程項(xiàng)目的收尾工作。新項(xiàng)目投產(chǎn)的第一年往往是事故高發(fā)階段，尤以小故障和備件損壞情況居多，其原因多為運(yùn)輸或安裝不當(dāng)造成的。因此，新設(shè)備從投產(chǎn)之日起，每3～6個(gè)月就應(yīng)進(jìn)行1次全面的檢修，不但可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備隱患，還可對(duì)收尾項(xiàng)目和施工質(zhì)量等進(jìn)行盤點(diǎn)和總結(jié)。

3.加強(qiáng)維護(hù)與運(yùn)行管理

（1）選擇合理的設(shè)備維護(hù)模式。為確?？辗衷O(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)大修管理目標(biāo)，將故障隱患消滅在萌芽狀態(tài)，公司根據(jù)設(shè)備的不同特點(diǎn)及重要性等，采取了不壞不修、定期維護(hù)、條件維護(hù)和預(yù)見性維護(hù)模式。不壞不修模式，主要指液體充填泵之類設(shè)備，這類設(shè)備的結(jié)構(gòu)一般比較簡(jiǎn)單，損壞部分通常是密封件，即便出現(xiàn)了故障問(wèn)題，也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，通過(guò)液體裝車仍可確保生產(chǎn)的正常運(yùn)行；定期維護(hù)模式，主要針對(duì)空壓機(jī)和空分系統(tǒng)，例如，空壓機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)垢情況，此時(shí)既可采用定期維護(hù)清洗，也可采用與空分的加溫周期同步進(jìn)行清洗，但需要定期進(jìn)行水質(zhì)檢驗(yàn)等；預(yù)見性維護(hù)模式，此模式對(duì)員工的技術(shù)要求比較高，不僅要有較好的設(shè)備故障判斷和預(yù)控能力，還需會(huì)應(yīng)用各類檢測(cè)工具以及具有豐富的現(xiàn)場(chǎng)管理經(jīng)驗(yàn)等，還要有強(qiáng)大的技術(shù)保障系統(tǒng)做支持。例如，各種監(jiān)測(cè)與化驗(yàn)等技術(shù)手段。

（2）運(yùn)用設(shè)備可靠性維護(hù)管理系統(tǒng)。公司對(duì)重點(diǎn)項(xiàng)目的設(shè)備管理，通常是通過(guò)設(shè)備管理信息平臺(tái)進(jìn)行的，主要包括：資產(chǎn)管理、維護(hù)計(jì)劃（包括工單制定）管理、備件管理（包括采購(gòu)與計(jì)劃制定）、供貨商管理、設(shè)備檔案（包括維護(hù)檔案等）管理、設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)管理和費(fèi)用分析控制管理等。其中設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)管理和整改措施的實(shí)施是降低故障率和提高可靠性的最有效方法，不僅能避免設(shè)備事故的重復(fù)發(fā)生，對(duì)事故預(yù)防也有很好的輔助作用。為此，公司設(shè)計(jì)了隱患登記表和故障整改表，對(duì)表上所列項(xiàng)目要求員工必須做到認(rèn)真填報(bào)、及時(shí)安排、定期跟蹤和確保按期完成。

4.加強(qiáng)故障監(jiān)測(cè)，提高技術(shù)分析功能

（1）采取故障監(jiān)測(cè)。以前實(shí)施的監(jiān)測(cè)工作都是以周期性檢查為主，但效果不理想。為此，公司根據(jù)相關(guān)的工作標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以及以往的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)等，重新制定了監(jiān)測(cè)周期。例如，為有效掌握油品的相關(guān)參數(shù)及油品變化趨勢(shì)，在油品化驗(yàn)上通常是每半年進(jìn)行1次，但在個(gè)別指標(biāo)出現(xiàn)變化時(shí)，則采取了增加檢驗(yàn)次數(shù)、及時(shí)調(diào)整機(jī)組運(yùn)行方式或更換油品，以預(yù)防設(shè)備故障的發(fā)生。針對(duì)設(shè)備的重要性實(shí)施了不同的監(jiān)測(cè)技術(shù)，主要有振動(dòng)分析、超聲探測(cè)、紅外成像和油品分析，以達(dá)到掌握設(shè)備狀況、及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障征兆、提前確定維修方案和防止重大事故發(fā)生的目的。

（2）減少重復(fù)性故障發(fā)生。通過(guò)對(duì)非計(jì)劃停機(jī)、重復(fù)性故障等進(jìn)行分析，不但要找出引發(fā)故障的根本原因，制定出整改措施并在系統(tǒng)中登錄，每年還要對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行一次綜合性評(píng)估。主要包括：設(shè)備技術(shù)狀態(tài)、功能失效方式、故障產(chǎn)生的影響、故障后果評(píng)估、采取的控制措施。對(duì)重點(diǎn)設(shè)備既要界定出高風(fēng)險(xiǎn)控制點(diǎn)，還應(yīng)根據(jù)評(píng)估結(jié)果制定出質(zhì)量控制計(jì)劃。例如，進(jìn)一步優(yōu)化了維護(hù)程序、設(shè)備故障處理預(yù)案、備件計(jì)劃修正方案及員工培訓(xùn)計(jì)劃。

5.加強(qiáng)檢修質(zhì)量控制

（1）控制檢修計(jì)劃的生成。為防止發(fā)生欠維修和過(guò)維修的情況，公司采用將異常信息與檢修作業(yè)掛鉤，把合理調(diào)整檢修周期與年修項(xiàng)目相結(jié)合措施，嚴(yán)格控制檢修計(jì)劃的生成。例如，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況把空分、氧壓機(jī)的年修周期從2年延長(zhǎng)到3年；對(duì)氮壓機(jī)實(shí)行了狀態(tài)維修，延長(zhǎng)了電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)周期；根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，把水泵、風(fēng)扇等故障率較高的設(shè)備檢修周期，從2年縮短到1年，較好地控制了檢修計(jì)劃與檢修項(xiàng)目的生成。

（2）加強(qiáng)檢修作業(yè)質(zhì)量管理。公司將檢修質(zhì)量管理與技術(shù)把關(guān)等工作，全部交由工程師和點(diǎn)檢員負(fù)責(zé)。但通常情況下是外協(xié)人員多、而管理人員少的狀況，外協(xié)單位為降低檢修成本，有時(shí)會(huì)省略一些必要的工作步驟而造成事故隱患。為此，企業(yè)一方面要求技術(shù)和點(diǎn)檢人員應(yīng)加強(qiáng)檢修技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)，另一方面則要求檢修單位要加快檢修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和檢修方案的制定，并通過(guò)設(shè)置見證點(diǎn)和停止點(diǎn)等共同把好檢修質(zhì)量關(guān)。

6.提高操作人員的維護(hù)及標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)意識(shí)

（1）提高操作人員的設(shè)備維護(hù)意識(shí)與能力。寶鋼公司的8臺(tái)空分和2個(gè)控制室共有員工58人，因人員少、工作量大，造成多數(shù)員工對(duì)設(shè)備管理工作不夠重視。為此，公司開展了TPM貫徹及合理設(shè)置點(diǎn)檢項(xiàng)目與調(diào)整點(diǎn)檢周期的措施，例如，減少了點(diǎn)檢操作技能要求較高的項(xiàng)目，增加了頻率高、但易于掌握的項(xiàng)目與內(nèi)容，做好備用設(shè)備的定期切換等工作。為提高員工的設(shè)備管理意識(shí)與能力，采用了由設(shè)備維護(hù)人員帶領(lǐng)操作人員共同對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查的辦法，不但提高了操作人員判斷設(shè)備異常狀況的能力，也在提高設(shè)備管理意識(shí)方面，起到了較好的推動(dòng)作用。

（2）提高員工的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)意識(shí)及操作能力。實(shí)踐證明，制定標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序是保證設(shè)備運(yùn)行的較好方法，通過(guò)把所有操作程序用規(guī)程和預(yù)案方式制定出來(lái)并嚴(yán)格執(zhí)行，是杜絕操作事故發(fā)生的重要措施。公司結(jié)合設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況及系統(tǒng)在不斷變化等情況，及時(shí)修訂和完善了操作規(guī)程。例如，制定了低壓母管壓力控制及設(shè)備異常情況處理的系列預(yù)案，不但要讓員工做到有章可循，還應(yīng)做到違章必究。

三、結(jié)語(yǔ)

寶鋼公司通過(guò)學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外企業(yè)大型制氧系統(tǒng)的先進(jìn)管理模式與方法，從設(shè)備設(shè)計(jì)和工程施工質(zhì)量控制、現(xiàn)代化設(shè)備診斷技術(shù)應(yīng)用、長(zhǎng)周期可靠性控制理念方面，進(jìn)行了取長(zhǎng)補(bǔ)短和不斷嘗試與實(shí)踐，在降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用和改進(jìn)可靠性指標(biāo)管理上有了新的突破和收獲，設(shè)備管理工作的整體水平有了較大提高，保證了制氧系統(tǒng)設(shè)備的安全、穩(wěn)定和長(zhǎng)周期運(yùn)行。