优秀QC成果降低重油泵能耗.docx
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优秀QC成果降低重油泵能耗
降低重油泵能耗
发布人:
方明
中国国电集团公司九江发电厂
储运部电修班QC小组
2005.03.31
一、企业简介
国电九江发电厂位于庐山北麓,北临长江,西靠九江长江大桥和京九铁路,水源充足,交通便利。
动工兴建于1977,先后建成投产了三期工程、六台机组,装机容量136万千瓦。
其中#5、#6是江西省首家利用外资建设的电力项目,该工程利用日本海外协办基金贷款及国内部分融资兴建,工程规模为两台350MW发电机组。
小组名称
二、小组概况:
储运部电修班QC小组
成立时间
1995.3.29
小组活动精神:
严谨进取质量先行
课题名称:
降低重油泵能耗
课题类型:
现场型
小组成员构成
序号
组内职务
姓名
性别
文化程度
职称
教育时数
1
组长
方明
男
大专
助工
83
2
组员
易跃萍
男
高中
技师
83
3
组员
陈接新
男
高中
技师
83
4
组员
罗纲
男
本科
工程师
75
5
组员
王亮
男
本科
助工
50
6
组员
刘军
男
中专
工人
70
7
组员
曹国斌
男
高中
工人
50
备注:
平均受QC教育时数70.57小时,且全部通过全国质协QC统考,获合格证书。
小组成果曾1997年、1998年、2000年和2003年四次获省优,2004年在“路桥建设杯”全国QC成果发表赛中,荣获一等奖,并推荐为国优成果。
课题注册日期:
2004.7.15
出勤率:
100%
活动时期:
2004.7—2005.3
注册号:
4412-2004-CY-0505
三、设备简介
重油作为火电厂重要的辅助燃料,必须保证其在系统内以足够的压力连续循环,从而满足不同状况下发电机组对重油的需求。
重油系统运行是否稳定,设备工况是否良好,直接关系到发电机组的安全运行和全厂经济指标的实现。
我厂重油系统设计一、二期和三期各三台重油泵,作为重要的用电负荷,重油泵年消耗电能在两百万度左右。
图一重油系统示意图
动力电源母线
重油泵电机
增压泵
送往一、二期送往三期
制图人:
方明制图时间:
2004.8.1
四、选题理由
1、随着国内煤炭市场供求矛盾日益突出,煤炭价格一路飙升,使得我厂的发电成本大幅增加。
厂部要求我部门深挖内部潜力,
减少用电设备能耗,降低发电成本。
2、重油泵作为我厂重要的用电负荷,月耗电量近14万度,
从中寻求节能降耗的途径,显得尤为重要。
因此,我们选定了这次活动的课题:
降低重油泵能耗。
五、活动计划
阶段
活动计划
时间
04.7
04.8
04.9
04.10
04.11
04.12
05.1
05.2
05.3
P
D
C
A
检查
实施
巩固
计划
计划
选择课题
计划
实际
现状调查
计划
实际
确定目标
计划
实际
原因分析
计划
实际
要因确定
计划
实际
制定对策
计划
实际
对策实施
计划
实际
效果检查
计划
实际
巩固措施
计划
实际
总结打算
计划
实际
六、现状调查
1、现状调查一
为了摸清楚重油泵额外损失了多少电能,我们通过查阅2004年1月—7月间重油泵实际消耗电能数,并对重油泵的电能消耗情况进行统计分析,在此基础上我们还通过查阅设计资料,将该数值与能耗参数(产生额定压力时至少所需消耗的电能)进行比较,得出重油泵能耗损失情况:
(见表一)
表12004.1∽7月重油泵能耗损失统计表
统计
月份
实际能耗
(万千瓦时)
能耗参数
(万千瓦时)
能耗损失
(万千瓦时)
结论
2004.1
12.73
94.3
5.70/月×7个月=39.90
7.15
54.40
重油泵不但能量消耗大,而且其能耗损失也非常大,在7个月的调查期内,能耗损失达54.40万千瓦时,月平均7.77万千瓦时。
2004.2
12.18
6.25
2004.3
13.47
7.83
2004.4
13.75
8.05
2004.5
13.72
8.05
2004.6
14.05
8.37
2004.7
14.40
8.70
制表人:
方明制表时间:
2004.8.3
2、现状调查二
我们通过查阅有关技术资料,根据回油流量、空载电流和输油管等参数进行相应换算,对重油泵损失的54.4万千瓦时能耗进行分项统计(见表2)。
表22004.1~7月重油泵能耗损失分类调查表
序号
项目
能耗损失
(万千瓦时)
累计
(万千瓦时)
累计(%)
1
回油损耗
31.70
31.70
58.3
2
电机损耗
16.17
47.87
88.0
3
油管损耗
2.77
50.64
93.1
4
传动损耗
1.80
52.44
96.4
5
其它损耗
1.96
54.4
100
制表人:
方明制表时间:
2004.8.3
为便于更为直观地分析重油泵的能耗损失分布情况,我们绘制了排列图(见图2)。
图2重油泵能量损失排列图
能耗损失
(万千瓦时)
累计(%)
96.4%
93.1%
100
88.0%
50
54.4
80
58.3%
40
电机启动能耗大
N=54.4
31.70
6
16.17
20
40
20
1.96
1.89
2.77
0
0
其它损耗
回油损耗
油管损耗
传动损耗
电机损耗
制图人:
方明制图时间:
2004.8.3
结论:
造成重油泵能耗损失长期偏高的主要问题点就是:
①回油损耗②电机损耗,它们占总能耗损失的88.0%。
七、确定目标
1、目标值设定
将重油泵月平均能耗损失降至3.5万千瓦时。
月平均能耗损失7.77万千瓦时
图3目标值柱状图
月平均能耗损失3.5万千瓦时
0万千瓦时
目标值
活动前
制表人:
方明制表时间:
2004.8.4
2、设定目标值依据
由现状调查表中的排列图可知:
只要解决70%的回油损耗和电机损耗,那么余下的能耗损失月平均只有[54.4-(47.87×70%)]/7=2.98万千瓦时。
考虑到风险因素,将目标放宽至3.5万千瓦时。
测算分析
技术分析
+69
人员分析
结论:
目标值可行
八、原因分析
图4运行方式不理想、驱动电机能耗损失关联图
无自动调压装置
锅炉燃烧不稳定
锅炉频繁投油
煤炭紧缺
不能自动调压
压力调节反应滞后
煤质差
供油压力调整不及时
优质煤存量有限
压力变化频繁
回油门开度调整不当
回油门长期开启
回油损耗
母管压力高
低油压信号未反映到自投回路
备用泵不能自投
增压泵产生压力高
电机长期高速运转
自投回路不动作
电机额定转速高
电机参数不理想
电机不能变速运行
无电机调速装置
电机启动次数频繁
电机为单速形式
电机损耗
控制回路故障多
电机机械损耗大大
定期润滑不足
装配质量差
继电器回路动作
不稳定
润滑油性能不好
装配工艺不到位
润滑脂选型不当
润滑制度执行不严
制表人:
曹国斌制表时间:
2004.8.5
九、要因确认
表3回油损耗、电机损耗要因确认表
序号
末端原因
确认内容
结论
1
无电机调速装置
重油泵配用的电机功率为200千瓦、额定电流为365A、额定转速为2982转/分钟,经小组现场测算,电机在系统投油和不投油(重载和轻载)两种情况下,最大的负荷差达110KW。
但是由于无调速装置,使得电机长期高转速运行,而由此产生的高油压被迫通过回油门释放。
要因
(现场测算)
2
无自动调压装置
小组经调查后发现,现场的压力调节完全是靠手动操作来实现。
运行人员通过控制回油门的开度,来决定释放压力的多少,以次来保证管路的正常压力。
如果碰到压力突变或压力变化较频繁时,就很难保证及时、准确的操作。
经统计,2004年1-7月,由于压力调整不当而造成的负荷损耗达8.3万千万时。
要因
(现场调查、统计分析)
3
煤炭紧缺
煤炭市场的供求矛盾日益突出,厂部也积极加大了对煤炭的采购力度,基层班组无力解决。
非要因
(现状分析)
4
低油压信号未反映到自投回路
因为重油泵在一般情况下是单台运行,其余5台全部作为备用。
当系统对重油需求量较大时,单台泵就不能满足压力要求了,此时就必须及时启动备用泵,以次来维持系统压力。
小组统计了运行记录后发现,因低油压信号未反映到自投回路,2004年1-7月备用泵应自投次数为3次,自投成功次数为0次,所以必须加以解决。
要因
(现场调查、统计分析)
5
电机参数不理想
小组现场调查后发现,电机的性能参数的确对功率输出造成了影响,但是,其作为一个大型的部件,如要进行更换,投入太大。
非要因
(现状分析)
6
装配工艺不到位
为了检测驱动电机的装配工艺,小组对现场的6台电机分别做了空载实验,并记录下空载电流:
A1-85A;B1-83A;C1-87A;A2-81A;B2-81A;C2-83A,没有发现超过额定值。
非要因
(实验测量)
7
润滑制度执行不严
小组通过查阅润滑记录,并对照了检修记录和检修工作票,没有发现超期运行的现象。
非要因
(资料分析)
8
润滑脂选型不当
根据现场不同的润滑需求,选择具备相应性能特点的润滑油,直接关系到润滑效果的好坏。
重油泵驱动电机所使用的二硫化钼润滑脂,不能适应现场的长周期、高速运转,使电机的小修周期被迫缩短。
小组查阅了检修记录后发现,重油泵驱动电机小修周期由一般需求的6个月,缩短为4个月。
要因
(现场调查、统计分析)
9
继电器回路动作不稳定
继电器回路动作是否稳定,直接关系到电机的起停次数和系统运行方式的稳定,对重油泵的能耗损失造成影响。
小组统计运行记录后得知,2004年1-7月因继电器回路故障造成的重油泵停运次数为5次,由此产生的能耗损失为0.7万千万时。
要因
(统计分析)
制表人:
曹国斌制表时间:
2004.8.5
通过论证,我们确认了造成回油损耗和电机损耗的五个方面主要原因:
无电机调速装置;无自动调压装置;低油压信号未反映到自投回路;润滑脂选型不当;继电器回路动作不稳定。
十、对策措施
为了更好地解决问题,我们针对造成回油损耗和电机损耗的五个方面主要原因,逐一制定了相应的对策,并明确了责任人和完成时间。
表4回油损耗和电机损耗对策表
序号
主因
目标
对策
措施
负责人
计划
时间
1
无电机调速装置
实现电机0-2982转的无级调速
加装电机调速装置
1、确定调速装置的类型、型号;
2、申请购买调速装置;
3、安装调速装置。
方明
易跃萍
罗纲
陈接新
刘军
2004.08.05-17
2
无自动调压装置
实现压力0~3.5MPA的自动调节
加装压力传感器
1、选择适当的压力传感器;
2、安装压力传感器
3、将信号采集线接入压力调整单元。
陈接新
王亮
2004.08.10-13
3
低油压信号未反映到自投回路
实现低油压自投动作率100%
将热工的低油压信号动作接点引入自投回路
1、选定带有低油压信号动作接点的热工压力表;
2、将低油压动作接点接入自投回路;
3、进行自投动作实验。
方明
罗纲
2004.08.13-15
4
润滑脂选型不当
恢复到6个月的正常小修周期
加注高性能润滑脂
1、选择润滑脂类型及品牌;
2、重新加注润滑脂。
易跃萍
陈接新
方明
刘军
曹国斌
王亮
罗纲
2004.08.10-17
5
继电器回路动作不稳定
逻辑动作成功率100%
用新型元件实现回路动作
1、选择适当的PLC;
2、申请购买
3、安装调试
方明
罗纲
2004.08.18-23
制表人:
方明制表时间:
2004.8.5
十一、对策实施
实施一:
无电机调速装置
1、确定调速装置的类型、型号
针对当前大功率变频器技术较为成熟,市场成型产品品种较多的现状,小组决定采用变频器来实现电机的可调速运行。
在确定变频器型号与品牌时,充分考虑了拟用变频器的性价比以及其与现有设备的匹配情况。
最后,我们选中了艾默生公司的EV2000型变频器。
现对该型变频器与现场设备的匹配情况列表如下:
表5EV2000型变频器与现场设备的匹配情况统计表
项目
项目描述
与现场匹配情况
输入
额定电压;频率
三相,380-440V;50/60HZ
现场380V、50HZ交流输入
允许电压工作范围
电压:
320-460V;电压失衡率:
<35%;频率:
±5%
现场能达到要求
输出
额定电压
380V
与电机匹配
频率
0-650HZ
与电机匹配
过载能力
120%额定电流1分钟
与电机及配电系统匹配
主要控制性能
调制方式
磁通矢量PWM调制
精度高于现场
调速范围
1:
100
符合现场要求
启动转矩
0.5HZ时180%额定转矩
符合现场要求
运行转矩稳定精度
≤±0.5%额定同步转矩
符合现场要求
转矩提升
自动转矩提升,手动转矩提升0.1%-30.0%
符合现场要求
制表人:
刘军制表时间:
2004.8.5
2、申请购买调速装置
①2004年8月5日,由方明按小组确定的变频器型号、规格填写了请购单,并上交本部门电气专工;
②2004年8月7日,经领导批准后,请购单上报物资部门进行采购;
③2004年8月10日,变频器到厂仓库,小组成员刘军到仓库验证并将变频器领回班组。
3、安装调速装置
为能更充分地利用现有资源,使得在不影响降低稳定系数和使用效果的前提下降低改造成本。
改造中通过改变配电方式,实现了一台变频器可分别切换控制三台重油泵。
图5改造后配电示意图
动力电源母线
KM6
KM2
KM4
KM5
KM3
KM1
变频器
负荷开关
重油泵电机
制图人:
方明制图时间:
2004.8.13
小组在检查过程中发现,所安装的变频器输出频率低于30HZ时,重油泵电机就会发出强烈的低频啸叫声,为此,小组经过多次调整发现,将变频器控制功能中的载波频率一栏调至最大值5,从而逆止低频啸叫。
图6调整前、后电机噪音曲线示意对比图
分贝
调整前噪音曲线
调整后噪音曲线
制图人:
方明制图时间:
2005.3.7
结论:
实现了电机0-2982转的无级调速,达到了目标。
实施二:
无自动调压装置
1、选择适当的压力传感器
为了能将供油母管的压力情况连续、实时的送入压力调整单元,从而实现根据母管压力变化的自动调压,小组决定采用上海川仪仪表厂生产的0-6MPA显示远传压力表。
2、安装压力传感器
①2004年8月11日上午,上海川仪仪表厂生产的0-6MPA显示远传压力表经检查确认合格,并征得安全生产部及油务运行班同意后,小组成员现场拆除原安装在供油母管的不具远传功能的压力表;
②2004年8月11日下午,将新的0-6MPA显示远传压力表安装就位。
3、将信号采集线接入压力调整单元
2004年8月13日,信号采集线一次性正确接入压力调整单元。
图7远传压力表安装及工作示意图
供油母管
0-6MPA显示远传压力表
压力调整单元
制图人:
方明制图时间:
2004.8.15
结论:
实现了压力0~3.5MPA的自动调节,达到预期的目标。
实施三:
低油压信号未反映到自投回路
1、选定带有低油压信号动作接点的热工压力表;
小组在油务运行控制室,对一、二期和三期供油母管的压力监控表进行认真的检查,发现该XMF-F803型仪表具有低油压信号动作输出并且还有空的备用接点,所以小组决定取用该备用接点。
2、将低油压动作接点接入自投回路;
图8低油压动作接点接入自投回路工作示意图
中间继电器
XMF-F803
型压力表
备用泵自投控制回路
制图人:
方明制图时间:
2004.8.17
3、进行自投动作实验。
表6备用泵自投实验统计表
项目
第一次实验结果
第二次实验结果
第三次实验结果
第四次实验结果
第五次实验结果
自投成功率
#A1重油泵
成功
成功
成功
成功
成功
100%
#B1重油泵
成功
成功
成功
成功
成功
100%
#C1重油泵
成功
成功
成功
成功
成功
100%
#A2重油泵
成功
成功
成功
成功
成功
100%
#B2重油泵
成功
成功
成功
成功
成功
100%
#C2重油泵
成功
成功
成功
成功
成功
100%
制表人:
刘军制表时间:
2004.8.15
结论:
低油压备用泵自投率为100%,完成了目标。
实施四:
润滑脂选型不当
1、选择润滑脂类型及品牌;
小组在咨询了设管理部后了解到,当前在如重油泵电机这样长周期、高速运转的设备上,可以采用“铁霸”润滑脂。
该润滑脂的主要技术指标是二硫化钼的3倍以上,所以小组决定采用。
2、重新加注润滑脂。
表7重油泵电机重新加注润滑脂记录表
项目
加注时间
加注人
验收人
验收结果
#A1重油泵
2004.8.10
易跃萍
陈接新
罗纲
合格
#B1重油泵
2004.8.11
方明
刘军
罗纲
合格
#C1重油泵
2004.8.12
曹国斌
王亮
罗纲
合格
#A2重油泵
2004.8.13
易跃萍
陈接新
罗纲
合格
#B2重油泵
2004.8.14
方明
刘军
罗纲
合格
#C2重油泵
2004.8.15
曹国斌
王亮
罗纲
合格
制表人:
刘军制表时间:
2004.8.17
结论:
恢复到6个月的正常小修周期,达到预期目标。
实施五:
继电器回路动作不稳定
1、选择适当的PLC;
小组对目前已经在所管辖设备上使用的各款小型PLC对比后得出:
欧姆龙牌CPM2A型PLC使用在环境恶劣的采样机现场,效果良好,投用3年多来,未发生逻辑上的故障。
2、申请购买PLC;
小组在经过了严格的物资请购手续后,于2004年8月18日对所需PLC进行验证后,顺利地从厂仓库领回。
3、安装调试PLC。
、2004年8月18-19日,PLC及辅助元件安装就位;
、2004年8月19-20日,在供应厂方技术人员的协助下,完成重油泵控制回路的逻辑程序输入;
、2004年8月23日,通过手持编程器模拟外部信号,对PLC的控制功能进行测试。
表8PLC控制功能测试记录表
项目
实验次数
正确动作次数
错误动作次数
动作成功率
#A1重油泵
30
30
0
100%
#B1重油泵
30
30
0
100%
#C1重油泵
30
30
0
100%
#A2重油泵
30
30
0
100%
#B2重油泵
30
30
0
100%
#C2重油泵
30
30
0
100%
制表人:
方明制表时间:
2004.8.23
结论:
逻辑动作成功率100%,达到预期的目标。
十二、效果检查、对比
(一)目标值检查
我们小组将所有的实施项目于计划时间内实施完毕,在效果检查期间,我们对重油泵的能耗损失情况进行了统计。
表92004.9~2005.2月重油泵能耗损失统计表
统计
月份
实际能耗
(万千瓦时)
能耗参数
(万千瓦时)
能耗损失
(万千瓦时)
结论
2004.09
8.77
61.13
5.70/月×7个月=39.90
3.07
21.23
在7个月的效果检查期内,总能耗损失只有21.23万千瓦时,月平均3.03万千瓦时。
2004.10
8.75
3.05
2004.11
8.73
3.03
2004.12
8.73
3.03
2005.01
8.73
3.03
2005.02
8.71
3.01
2005.03
8.71
3.01
制表人:
方明制表时间:
2005.3.3
月平均能耗损失7.77万千瓦时
图9目标值检查柱状图
月平均能耗损失3.03万千瓦时
月平均能耗损失3.50万千瓦时
0万千瓦时
实施后
目标值
活动前
制表人:
方明制表时间:
2005.3.3
目标值检查结论:
活动后重油泵月平均能耗损失为3.03万千瓦时,低于小组设定的目标值,目标值实现了。
(二)经济效益
1、减少的能耗损失所产生的经济效益:
在效果检查期内重油泵所减少的能耗损失,以0.3元/千瓦时的上网电价计算,产生了经济效益(7.77-3.03)х7х0.3=9.95万元.
2、节约的检修材料费用:
在重油泵能耗损失被有效控制的同时,重油泵的故障也有所减少,因此还节约了部分检修材料费用。
表11实施前、后重油泵检修材料费用对比表
项目
材料费用(元)
效益统计
2004.01~07
13500
13500-1330=12170元
2004.9~2005.2
1330
制表人:
方明制表时间:
2005.3.5
3、总经济效益分析:
图10总经济效益分析图
减少重油泵能耗损失的经济效益:
99500元
结论:
运行一年时间内就能收回投入的成本,并且随着重油泵的经济、稳定运行,我们将进入长期的收效期。
节约材料费用:
12170元
本次活动的投入:
187000元
制图人:
方明制图时间:
2005.3.5
(三)社会效益:
此次活动紧紧的扣住了我厂近期工作的中心,为我厂在煤价居高不下、发电成本不断攀升的情况下,深挖内部潜力、加大对设备节能降耗治理力度的工作做出了贡献。
十三、防止问题再发生
1.对原设备的更改部分纳入《输煤设备异动台帐》。
2.
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 优秀 QC 成果 降低 油泵 能耗