(華能重慶珞璜發(fā)電有限責任公司，重慶 402283)

噴油螺桿空壓機作為重要動力設備，在為企業(yè)生產(chǎn)提供動力的過程中，其運行的安全性、可靠性往往占據(jù)主要地位；對于現(xiàn)代化企業(yè)，降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)整體效益也是必須考慮的要素。據(jù)統(tǒng)計，噴油螺桿空壓機年度維護所需替換零部件、材料采購成本可以占到新設備平均采購價格的13%～16%，其維護管理應充分考慮自身的運行環(huán)境、工作狀態(tài)，結(jié)合科學手段有針對性地進行，以達到在保障設備安全、可靠的同時，降低維護成本、消除設備非正常停運、降低設備能耗、合理安排人力支出的目的。

1 ABC分類法及空壓機故障評級

1.1 ABC分類法

ABC分類法即主次因素分析法，是在1951年由美國電器公司的迪克首先在庫存管理中倡導和應用的，后被管理大師彼得·德魯克推廣到一切管理領域，是項目管理常用的一種方法。該方法是通過對事物在技術或經(jīng)濟等方面的主要特征進行分類，分清重點和一般(即主次)，從而有區(qū)別地確定管理方式。因其通常把被分析的對象分成A、B、C三類，所以常被稱為ABC分析法。

1.2 故障類型

按照重要部件或子系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時空壓機設備可能所受損失的大小，將重要部件或子系統(tǒng)按故障后果類型分為ABC三個類型(見表1)，其故障性質(zhì)規(guī)定如下。

A類故障：一旦發(fā)生，會引起設備異常停運，并且重要設備部件受損的故障；

B類故障：引起設備停運，一般不會引起設備部件受損的故障；

C類故障：引起設備出力下降/能耗上升/對設備壽命有潛在影響/污染環(huán)境，短時間不會引起設備停運，也不會引起設備部件受損的故障。

其中，按受損支出大小的評估，根據(jù)多年統(tǒng)計可知A：B：C≈65：25：10，符合ABC分類分布。

表1 噴油螺桿空壓機重要部件、子系統(tǒng)的典型故障模式及故障后果評價表

2 空壓機的維護策略制訂

2.1 空壓機維護模式

對于空壓機的維護方式，普遍認為可以采取的策略如下：①預防性維修，指通過對設備的檢查、監(jiān)測，使其保持在合理或規(guī)定的工況下所進行的維修活動，主要包括定期維修和狀態(tài)維修；②修復性維修，指設備故障發(fā)生后，使其恢復到規(guī)定的工況進行的維修，主要包括非計劃性的事后緊急維修和狀態(tài)監(jiān)控維修；③技術改造，指通過技術改造以提高設備的可靠性和安全性水平、經(jīng)濟性等；④綜合性維修，指綜合利用上述各種維修方式進行維修的活動。其中狀態(tài)維修基于日常對空壓機狀態(tài)的定期監(jiān)測，包括空壓機PLC運行參數(shù)(包含且不限于進氣濾網(wǎng)入口壓差值，空壓機油氣分離器壓差值，噴油壓力，空壓機出口空氣壓力、溫度，冷卻介質(zhì)溫度，空壓機機頭出口溫度，環(huán)境溫度，油氣分離器溫度，以及機器總運行時間、加載時間、加卸載時間間隔、啟動次數(shù))、振動測量情況、SPM測量情況、冷凝水排放情況、潤滑油位、電機軸承溫度以及油管老化情況等。根據(jù)監(jiān)測的情況，決定是否需要和什么時候檢修。

隨著監(jiān)測技術的不斷完善，多個部件或系統(tǒng)發(fā)生的或?qū)⒁l(fā)生的故障都可能引起空壓機到達預設的報警閾值而觸發(fā)報警，乃至達到緊急停運閾值，進而引起停運[1]。由于基于傳感技術的設備運行參數(shù)變化有規(guī)律可循，大多數(shù)故障可以通過觀察運行參數(shù)變化的趨勢來掌握空壓機狀態(tài)，以提前合理安排所需要的備件和人力進行維護，從而解決故障。也可以通過定期檢測空壓機的部分重要部件如壓縮轉(zhuǎn)子及齒輪箱，以及驅(qū)動系統(tǒng)的運行狀態(tài)來掌握其潛在的故障及發(fā)展規(guī)律。但需要說明的是，另一類故障的發(fā)生沒有容易被覺察的規(guī)律可循，其發(fā)展的過程往往也不可預測，譬如控制系統(tǒng)的故障。

綜上所述，空壓機部件的故障后果類型不同，部件故障是否有規(guī)律可循也不相同；后果嚴重的部件故障并非完全沒有規(guī)律可循，規(guī)律性不顯著的部件故障也會造成嚴重程度不同后果類型。

2.2 制訂空壓機維護策略

根據(jù)前述空壓機維護的可選策略，通過對故障模式及后果的分析，基于系統(tǒng)運行的安全性、可靠性優(yōu)先的原則，建立對空壓機重要部件及各子系統(tǒng)進行維護的相應策略；由于同一部件、子系統(tǒng)，往往會存在不同重要等級的策略選擇方案，故根據(jù)“專家法”評級[2]打分可得出可選策略優(yōu)先級，如表2[3]所示。

3 空壓機備件采購管控及備貨策略

為解決空壓機出現(xiàn)的故障，保證生產(chǎn)活動的持續(xù)性，不可避免地需要采取措施保障一些零部件處于不同層級、不同取用途徑的備用狀態(tài)，結(jié)合相關情況合理安排技術人工勞力，對空壓機進行維修或?qū)Τ霈F(xiàn)的故障進行及時處理[4]。

表2 噴油螺桿空壓機重要部件、子系統(tǒng)的維護策略

注：維護策略中的編號“1”“2”代表推薦策略的優(yōu)先級，基于保障可靠性的原則，約定選擇項“1”優(yōu)先于“2”。

1)空壓機維護耗材零部件占用資金分類

空壓機既有固定的維護項目，又有不固定的維護項目。其中固定維護項目所需耗材及零部件的需求可以通過設備狀態(tài)監(jiān)測，根據(jù)設備運行時間在充分考慮采購提前期的基礎上提前備貨。根據(jù)多年統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，空壓機各個主要部件、子系統(tǒng)中主要的耗材及零部件在維護時所需要的資金占比符合ABC分類法則，因此可根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)將占用的資金類型分為三類(ⅰ類、ⅱ類和ⅲ類)。其中，按統(tǒng)計數(shù)據(jù)，ⅰ類為單次處理需要高的資金支出，總計占到年維護耗材及零部件成本支出的約50%；ⅱ類則單次處理需要的資金相對ⅰ類低，占年維護耗材及零部件成本支出的約35%；ⅲ類單次處理需要的資金相對ⅱ類更低，大約占年維修成本支出的15%。如表3所示。

表3 噴油螺桿空壓機各重要部件、子系統(tǒng)的主要零部件構(gòu)成及維護占用資金類型表

表3 (續(xù))

注：對能維修的部件僅考慮修理而非更換的情況。

2)故障后果類型/維護需要占用資金類型綜合

在噴油螺桿空壓機中，處理缺陷必須的可替換零部件對設備安全穩(wěn)定運行起關鍵作用的，不一定是價值高的，某些價值不高的零部件往往影響很大。企業(yè)為了在有限的人力和財力支出下滿足設備安全運行要求，有必要區(qū)分耗材及零部件的保障目標，以及對采購與庫存進行分類管理。

綜合上述部分評價表，將空壓機重要部件、子系統(tǒng)的故障后果類型評級表(見表1)及維修需要占用資金類型評價表(見表3)合并，得到綜合評價表如表4所示。

表4 故障后果類型/維護需要占用資金類型綜合評價表

重要部件、子系統(tǒng)名稱主要的耗材及零部件構(gòu)成維護需要耗材及零部件占用資金類型?冷卻系統(tǒng)冷卻器(包括油冷卻器、氣冷卻器)Bⅰ類冷卻風扇及電機(僅對氣冷型空壓機)Bⅱ類溫控閥Bⅲ類冷凝系統(tǒng)疏水閥及電子疏水閥Cⅲ類進氣系統(tǒng)進氣空氣濾Cⅲ類進氣閥件Cⅲ類調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制器Bⅱ類傳感器Bⅲ類控制閥Bⅱ類電控系統(tǒng)過載繼電器、保險、斷路器Bⅲ類機內(nèi)管道油管、控制氣源管、進氣管、排氣管、水管Cⅲ類

3)采購及管控策略

根據(jù)前述重要部件及子系統(tǒng)故障后果類型和維護需要占用資金類型綜合評價表(見表4)，按設備可靠性優(yōu)先的要求，對部件保障率、資金需求計劃采取程度不同的管控策略，同時根據(jù)故障規(guī)律、風險管控要求采取不同采購策略[2]。保障率目標根據(jù)部件故障引起設備停運對系統(tǒng)的風險程度設定，如表5所示。

表5 按類型分類的管控及采購策略

4 結(jié)語

根據(jù)主次因素分析法及按照可靠性優(yōu)先、繼而降低成本的考慮，通過以上對空壓機故障后果評級的分析，針對不同部件、子系統(tǒng)制訂相應維護策略，達到滿足可靠性同時合理安排技術人力的目的；其次通過對相應維護需要占用資金類型的評價，綜合上述故障類型和維護資金類型，根據(jù)風險管控要求制訂相應管理策略，以達到合理安排資金支出項目、盡可能降低庫存、節(jié)省人力的目的。以上也是設備精細化管理方法的一種探討，其過程與方法一樣適用于其他復雜設備或系統(tǒng)。