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【技术文献】高炉风机系统的设备精度管理与实践

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高炉风机系统的设备精度管理与实践
程洪,吴勇,於琪
(马鞍山钢铁股份有限公司能控中心,安徽马鞍山243000)
【摘要】介绍了高炉风机系统的设备精度管理的背景及具体做法,通过修订设备各项标准,建立风机体检缺席等措施,实施后取得成效,保证了公司高炉系统的稳定运行.
【关键词】风机;设备管理;实践
1 前言
       马钢能源管控中心担负着马钢公司南北区水、电、煤气、氢气、氧气、氮气、氩气、蒸汽、压气、。其中,冷风介质的安全保供直接关系到公司铁前高炉系统的安全稳定运行。由于高炉风机是一种大型旋转机械,其系统组成相当复杂。如果机组在运行中出现设备、操作等方面的事故,对高炉的正常生产必然会造成重大影响,如2012 年12 月30 日某公司AV45 风机运行中供油系统故障,造成主轴弯曲、风机动静叶片全部损坏、轴瓦损坏,机组大修约30 天;2013 年12 月16 日某公司AV80 电机控制系统故障,风机跳停,影响高炉生产约120 min;2008 年12 月31 日某公司2# 风机(AV80)1# 防喘振阀故障,影响高炉生产约80 min。因此,马钢能源管控中心围绕高炉风机安全保供这一中心,开展了高炉风机系统的设备精度管理,建立了高炉风机体检制度,这对于提高马钢高炉风机的设备管理水平,必然会发挥积极作用。
2 实施高炉风机系统的设备精度管理与实践的背景
2.1 是应对公司目前严峻形势的要求
       面对钢铁行业和公司面临的严峻形势,高炉生产已经容不得有丝毫闪失,而做为高炉生产系统的关键设备,高炉风机的安全稳定运行也是必不可少的。从能源管控中心来看,所属的11 台高炉鼓风机为公司现有的9 座高炉供风,必须不断提高风机的冷风保产保障能力,以应对危机的挑战,这也就要求我们必须进行高炉风机系统的设备精度管理。同时,开展设备精度管理,必须要落实到风机系统的每一个设备上来,并系统地进行统一管理,做到各系统协调一致,才能真正做到风机系统的长周期安全稳定运行。
2.2 是强化设备管理,做到风机长周期安全运行的要求
       高炉轴流压缩机是一个由多系统组成的复杂设备,主要由本体系统、进出风系统、油系统、水系统、电系统、控制系统等组成。各系统各司其职,但又必须相互协调配合,因此,就存在诸多影响高炉风机安全运行的制约因素,如控制系统、油系统、进风过滤系统等设备运行出现异常情况,必然会对风机安全运行造成影响,甚至造成供风中断。通过对为公司二铁总厂1#~3# 高炉供风的AV80、AV56 四台风机2006 年~2013 年发生26 起供风中断事故统计发现,由仪电控系统故障造成的事故10 起,高压电气系统故障造成的事故11 起,励磁系统故障造成的事故1起,机组憋压(高炉误操作或送风系统故障)造成的事故3 起,油系统故障造成的事故1 起。因此,必须不断从设备点巡检管理、给油脂管理、日常检修维护管理等各方面强化对风机系统设备的管理,从而保证设备的安全稳定运行。
3 实施高炉风机系统的设备精度管理与实践的内涵和做法
        高炉风机系统的设备精度管理,是一种以日常风机运行参数、运行趋势记录及检修维护记录数据为基础,以设备日常点巡检和专业精密点检情况为依托,以技术人员和专家的综合分析判断为导向,从而对风机系统运行状况进行定性、定量评价及制定相应处理措施的设备管理方法。由此制定和推行的风机体检制度,是对这种设备精度管理方法的提炼和固化,是一种以数据化、科学化、常态化为目标的全新制度,其为实现冷风产线“零故障”的管理目标打下了坚实的基础。
        马钢能源管控中心开展风机系统设备精度管理,制定和推行高炉风机体检制度,采用定量和定性相结合的分析方法,对风机系统的运行状况进行评价,对发现的设备隐患制定相应的整改措施。设备精度管理从以下几个方面实施:
       (1)是制修订风机系统设备点检标准、给油脂标准、维修技术标准和维修作业标准,从技术层面为精度管理提供支撑;
         (2)是建立风机体检制度,从管理层面为精度管理提供支撑;
         (3)是精心设计风机体检表,根据体检项目设置开展日常的设备状况的跟踪、评价,每月组织风机体检会进行综合分析、判断和评价,对发现的设备隐患制定相应的整改措施,最终形成体检报告;
       (4) 是针对发现的设备隐患和制定的整改计划,逐条逐项进行落实。
        马钢能源管控中心在实施大高炉风机系统设备精度管理的主要做法有:
3.1 制修订设备点检标准、给油脂标准、维修技术标准和维修作业标准
       马钢能源管控中心成立后,在风机系统设备管理相关技术标准的完善上做了大量的工作。2015年,编制修订设备点检标准14 个、给油脂标准4 个、维修技术标准35 个和检修作业标准46 个。编制修订的风机系统设备管理相关技术标准示例见图1。
        以上相关技术标准,几乎涵盖了高炉风机机械、电气、仪控系统所有的设备,为规范日常设备的点检、润滑及检修维护作业提供了技术支撑,在设备的维护保养、设备隐患的及时发现和处理方面起着重要的作用。
3.2 建立风机体检制度
       设备的点巡检是设备管理的重要环节,对高炉风机长周期安全运行起着至关重要的作用。马钢南北区共有11 台轴流压缩机,担负公司三个炼铁总厂9 座高炉的冷风供应任务。能源管控中心在坚持设备点检的基础上,开展设备精度管理,创新性的制定了“风机体检制度”。即根据机组运行基础数据、现象表症,每月组织专业管理、技术人员讨论分析,梳理、诊断机组设备状况,制定设备检修、维护、改进计划并安排落实。
       “风机体检制度”的推行从以下几个层面展开。一是从管理层面,管控中心11 台轴流压缩机分别由设备保障部、热力分厂、动力分厂主要负责人牵头管理,承担运行和维修管理主要职责,部门、分厂的技术人员、作业长承担体检工作的具体实施。二是从制度层面,每月组织召开风机体检专题会,讨论研究问题的解决方案,沟通和交流体检工作经验。三是从技术层面,按照风机本体、增速机、电机、进风系统、出风系统、氮气系统、油系统、变频系统、仪控系统、高低压电气系统等不同系统,对设备状况逐条分解进行体检,并对机组备用期间的定期切换、定修期间重要的仪控连锁和部件的定期测试和校准进行了详细地规定,编制了风机设备状况体检表并最终形成体检报告,以体检数据为依据,定量化、科学化地对设备状况进行分析判断。四是从全员管理层面,体检工作并不是某一些员工的事情,而是需要全员参与的一项工作。因此,在实施过程中,始终坚持以点巡检为基础,对发现的疑难杂症再组织专家、技术人员、作业长全员会诊,作出针对性的分析判断和对症处理。
3.3 精心设计风机体检表,以定性分析和定量判断相结合的方式开展体检工作
       在设计风机体检构架时,在结合日常点巡检项目的基础上,再对其进行提炼,归纳出了一些重要的常规体检项目。另外,借助专业及时覆盖、外部精密诊断联动等手段,又总结归纳除了风机深度体检的一些项目。常规体检表中按照机电仪系统设计了14项指标、34 个小项。为了定量的对风机状况进行分析判断,根据风机各系统的重要性,风机各系统赋予不同的权重,如风机、增速机、电机系统各占20%、10%、10%,风系统12%、油系统8%、仪控系统20%、电控和变频励磁系统各占10%,并在常规体检表中对各体检小项赋予了相应的分值。风机常规体检表如图2 所示。
       在深度体检表中,设计内容重点是结合预防性试验、例行试验和外部专业检测,设计了29 项指标。

       专家和技术人员在通过对常规体检项的定量判断,结合对深度体检项的定性分析,总结归纳出被评价风机的设备状态,并形成体检报告。体检报告中,逐台对被评价机组状态进行定量评分和定性评价,得分90 分及以上的机组状态评价为“稳定运行”,得分在80 分~89 分的机组状态评价为“监控运行”。同时,对风机系统设备存在的隐患和缺陷提出维修建议,以便制定整改计划。高炉风机体检报告如图4 所示。


3.4 设备隐患整改计划的制定和落实
       通过开展设备精度管理,日常点巡检和风机体检相结合,风机系统设备存在的隐患得到了充分的排查和梳理,这也就为隐患的整治工作打下了良好的基础。由于风机是高炉供风系统的关键设备,运行风机很少有停机进行检修维护的机会。因此,对梳理出的隐患,主要采取以下两种方式进行处理。
       (1)是利用每月高炉定修的机会(一般为16~20h),提前对风机气、水、油、电气和仪控系统存在的隐患进行评估,确定在较短时间内能够完成的,即着手编制检修计划,落实人员、材料和备件的准备,再利用高炉定修期间进行检修消缺和相关设备的测试和校验工作。2015 年,利用高炉定修,能源管控中心共安排11 台风机检修消缺任务150 多项,如2500 m3高炉风机房2#、3# 机励磁系统、变频系统的深度专业维护检查,1000 m3 高炉风机房直流屏、电机保护装置、励磁控制系统的设备更换等,均在计划时间内完成,未影响高炉的复风生产,有力的保证了风机的安全供风和高炉的稳定顺产。
       (2) 是利用高炉大中修的机会(一般为10~15天)进行机组的大中修工作。管控中心的11 台风机,自1994 年陆续投入使用,使用年限最长的达21 年,短的也达到10 年左右。通过风机体检发现的诸如风机轴承振动、温度异常、电机定转子积灰严重、仪控系统软件落后、一次元件老化等问题,是无法通过短暂的定修时间进行处理的。因此,利用高炉大中修进行上述问题的彻底处理也就顺理成章了。2015 年,管控中心利用高炉大修对2500 m3 高炉风机房1#风机进行了仪电系统升级改造、铁一区风机房401#进行了增容改造、北区2# 风机进行了大修改造等工作。通过一系列改造工作,彻底消除了风机存在的设备隐患,保证了安全供风。另外,通过设备精度管理发现的一些重大隐患,如2500 m3 高炉风机房2# 机组风机前后轴瓦温度高、电机长期使用未进行解体检查大修、3# 机组仪控系统老化、1000 m3 高炉风机房无备用机组、仪电控系统老化、现有水电阻系统需改造等问题,也已经计划在2016 年进行彻底的处理。
4 实施高炉风机系统的设备精度管理与实践的主要成效
       通过大高炉风机系统的设备精度管理与实践,马钢能源管控中心的风机设备管理形成了一套更加完备的管理机制,设备隐患的发现更加及时,处置更加得当,预防措施更加有效,有力的保证了公司高炉系统的稳定顺行。
       (1)是设备隐患能够做到及时发现。通过点巡检和风机体检相结合,2015 年共发现机械、电气、仪控系统各类设备缺陷和重大隐患170 余项,其中不仅包括风机油系统渗漏油、进风空气过滤系统故障等一般缺陷,还有诸如1000 m3 风机房4# 风机7UM62电动机综合保护装置故障、北区2# 风机支承轴承振动等重大隐患。
       (2)是设备隐患消缺处置得当、预防措施更加有效,有力的保证了高炉系统的稳定顺行。在结合高炉定修和大中修进行设备隐患消缺的同时,为避免类似问题重复出现,保证安全供风,实施了一系列有效的预防措施。如南区2# 风机曾出现仪控送风温度变送器故障导致机组进入安全运转,在更换温度变送器后机组恢复正常,为避免类似设备隐患导致事故重复发生,陆续对南区1#~4# 风机(AV80-14、AV56-14)的定风量控制系统程序进行了优化,增加了正常工况下(出口压力>200 kPa) 对出口风温限幅的措施,减小了出口风温测量回路故障对风量的影响;同时在各机组出现跳闸停机或安全运转重大故障时,增加了PLC 操作控制画面弹出警告窗,大大缩短了故障的判断和处理时间。又如一铁总厂11# 高炉停运后,对应的406# 供风机组停止运行,造成一个拨风单元无法使用,对一铁总厂10# 高炉的供风安全造成重大影响,在发现这一重大隐患后,中心立即组织对铁一区风机房拨风系统进行了系统优化,利用供风母管将两个独立的拨风单元相互连接,增加两个拨风单元互锁控制程序,保证了10# 高炉的供风安全。
      通过大高炉风机系统的设备精度管理与实践,马钢能源管控中心风机系统运行稳定性得到了不断提高,设备事故和故障较2014 年有了较大幅度的降低。

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