焦炉基础管理体系的创新与实践

2018-08-29

四川化工 2018年3期

(1.内蒙古包钢钢联股份有限公司焦化厂，内蒙古包头，014010； 2.包头钢铁职业技术学院，内蒙古包头，014010)

1 焦炉基础管理体系创新成果的背景

钢铁行业产能过剩，使钢铁行业长时间在低谷徘徊，钢铁行业的减产，焦炭产量也不可避免的出现了过剩，特别是2015年新环保法实施以来，在资源紧张、环境压力巨大等新的要求和条件下，焦化行业面临的挑战也越来越大。在经济发展新常态下，固守传统的焦炉管理方法显然已不符合新形势的要求。焦炉作为焦化厂最主要且最昂贵的核心设备，它的主要作用是为炼铁高炉提供优质冶金焦炭，同时产出供用户使用的焦炉煤气。鉴于焦炉砌筑采用的硅砖特性，焦炉不能停炉，一旦停炉后，焦炉砌体就会产生不可逆转的破坏，所以焦炉的日常管理和维护相当重要，如何做好焦炉的基础管理工作，使焦炉稳产、顺产，同时焦炉环保达标排放并创造更大的效益就显得尤为迫切和重要，这也是焦化管理人员所要研究的一项新课题。

2 焦炉基础管理体系创新成果的主要措施

2.1 精益管理“一个流”生产理念在焦炉基础管理体系中的导入

在焦炉管理中[1]，通常以计划推焦均匀系数K1、推焦执行均匀系数K2和总推焦均匀系数K3来衡量推焦均匀度的好坏。这三个系数统称为推焦系数。其中推焦执行均匀系数K2是基础，只有K2系数均匀稳定且处于较高水平，那么推焦总均匀系数才能处于较好水平。因此，作为炼焦工序控制的重要环节就是要稳步提升推焦执行均匀系数K2。准时化生产是一种拉动式生产管理方式，实质是保持物质流和信息流在生产中的同步，实现以恰当数量的物料，在恰当的时候进入恰当的地方，生产出恰当质量的产品。根据精益管理“一个流”生产理念，结合包钢焦化厂焦炉生产特性，管理团队将焦炉准时化生产理念与稳步提升焦炉推焦执行系数K2有机结合在一起。管理团队围绕影响焦炉准时化生产的因素采用“鱼骨图”分析法(见图1)，对存在的问题进行了深入剖析，从中找出影响焦炉准时化生产焦炉推焦执行系数K2的主要因素，对其进行分类、制定对策并设定实施计划表加以实施。

图1 影响焦炉准时化生产的因素“鱼骨图”分析

精益管理“一个流”生产理念在包钢焦化厂焦炉基础管理体系践行以来，按照精益管理“一个流”生产理念的“按节拍进行生产”和“按作业标准化进行作业”[2]两大要点进行生产管理。通过对焦炉推焦串序以及焦炉出焦撵产方式的探索，找出了传统焦炉由于推焦晚点进行撵产作业时对焦炭计划产量完成、炉温调节、煤气消耗以及焦炉炉体寿命等方面的不利因素，同时结合包钢焦化厂干、湿熄焦区域的布置特点，在探索过程中管理人员提出了焦炉干、湿交替出焦撵产的标准化作业新方法，在实际焦炉撵产过程中取得了较好的效果，为行业内同炉型焦炉出现生产晚点后复产过程中焦炭产量、能耗任务指标的完成提供技术借鉴。解决了一直困扰焦化厂焦炉生产管理的难题。一方面使焦炉生产能够长时间保持在一个较为平稳的状态；另一方面在焦炉生产出现波动时能够及时使生产尽快恢复正常状态，从而使“一个流”的生产理念贯穿整个生产。

2.2 在炼焦作业区域大力推行设备“零缺陷”管理

2.2.1 细化设备管理制度，规范设备管理流程

根据焦炉“一个流”准时化生产的需求，管理团队细化设备管理制度，制定了设备点检定修细则，完善点检考核制度，将设备点检从“岗位人员点检、点检员点检、设备技术人员点检”三级点检模式优化为“岗位人员点检、维修工包修点检、点检员点检、技术人员点检”的四级点检模式，新点检定修制的创新举措，充分突出了现场一线人员对设备实际运行情况的掌握以及维护人员所负责设备的包干制度，最大作用发挥了前两级点检对现场设备维护中的潜能，配合后两级专业人员的技术点检，使设备故障率大大降低。同时管理团队制定了指导“机、电、仪、操、管”全员参加的设备管理作业流程。从精益“一个流生产理念的5S”活动和操作人员的清洁、点检、润滑、保养等工作开始，逐步构成规范的“清洁、点检、润滑、保养、检查、维修”六步闭环全员设备流程管理体系。

2.2.2 精细设备分级管理

管理团队通过对炼焦作业区域现有设备进行分类、分级管理[3]，使关键设备受到全面监控，主要设备受到必要监控，一般设备得到基本管理，以较少的投入获得较高的回报。

A类设备实行充分预防维修制。利用智能点检仪表等计算机辅助管理，建立设备动态信息库，对运行动态、技术状况、趋势化进行跟踪，按照设备的保养规程进行分级保养，并结合效能检测进行计划检修，确保设备始终处于完好、高效运行状态。目前新、老区炼焦作业部已配备“智能点检仪”10台，重点设备覆盖率达到了100%。B类设备的管理重点推行优质润滑和日常维护保养相结合的办法。开展设备长寿化攻关，根据实际运行状况，适时延长修理周期，降低维修费用。目前，新、老区炼焦作业部配备设备“巡更点检仪”4台，做到设备润滑保养与定时巡检管控无死角。C类设备采取按生产实际需要进行事后维修，以减少不必要的投入。

2.2.3 开展设备劣化趋势攻关，实现设备的预判性维修

管理团队成员研究设备的劣化趋势，对其进行技术攻关，从预防劣化、测定劣化和修复劣化三个方面着手解决日常生产过程中频繁出现的设备故障，不断提高设备的可靠性。通过“智能点检仪”对焦化厂大型旋转设备的劣化趋势进行管理，实时掌握设备的运行状况，为设备的预防维修提供了可靠数据支撑。如在新、老区炼焦作业部开展的“除尘风机振动劣化趋势分析”专业课题的研究，该课题的有效开展，为设备的稳定运行及长寿化提供了保障；2017年上半年对干熄焦循环风机振动趋势跟踪发现风机振动呈上升趋势且显著，通过频谱分析发现风机振动二倍频升高，初步判断是转子不平衡所致，因此及时申请停产检修更换转子，转子吊出后发现叶片根部多处开裂(如图2)，这也避免了一起即将发生的风机叶片断裂的恶性事故，达到了预判性维修设备故障的目的。

图2 干熄焦循环风机转子叶片根部开裂情况

2.2.4 推广应用TRIZ，提升解决设备问题的自主创新能力

TRIZ被称为发明问题解决理论，能帮助企业人员解决困难问题，从而排除产品或过程中的障碍[4]。焦化厂安排专业的设备管理技术人员参加了集团公司组织的“创新方法深度应用”培训班，培训学习主要讲解了TRIZ理论以及TRIZ及应用技术创新过程与方法，焦化厂受训人员在培训结业后，应用先进的TRIZ理论结合本专业实际情况，对困扰整个干熄焦行业顺产的设备难题“焦罐盖燃爆”这一瓶颈问题，运用创新理论，对红焦输送系统进行分析，查找问题点，结合TRIZ的矛盾查找，运用40个发明原理和分离理论、物场分析的76个标准解及查询知识库等，最终得到17种解决方案。针对17中解决方案，从安全性、成本、效率这三方面综合考虑，最终找到一种最经济、便捷、有效的改造方案。同时取得题为“一种焦罐盖”的实用新型专利，年创经济效益520.5万元/年，这一项目获得了2017年内蒙古自治区首届创新方法推广应用大赛金奖。

2.3 创新炼焦炉“无烟炉”劳动竞赛管理，促进基础工作提升

2.3.1 被管理者与管理者身份的转变，提升焦炉各级管理人员的管理意识

每年的春、秋两季是焦炉维护的黄金季节。焦化厂相关管理部门利用焦炉维护的黄金期，在焦炉范围内开展春、秋季“无烟炉”劳动竞赛。以往的焦炉“无烟炉”劳动竞赛，在新、老区炼焦作业部八座焦炉范围内开展。从焦炉炉体及附属设备维护、生产运行、设备检修、安全环保等方面开展“无烟炉”劳动竞赛的各项评比工作。考评人员均是厂级相关管理部门的管理人员，由于管理与被管理，考评与被考评者所占立场不同，“无烟炉”劳动竞赛的开展虽取得了一定的效果，但在竞赛过程中也存在焦炉维护、检查目的不明确；过分要求检查项目大而全，但各项目在落实过程中不细致，走过场；不同投产年限、型号的焦炉在维护过程中缺乏针对性等问题。没有真正的达到管理团队“无烟炉”竞赛的预期目的。因此，在总结以往“无烟炉”劳动竞赛存在上述问题的基础上，管理团队创新了“无烟炉”劳动竞赛检查管理办法。在“无烟炉”劳动竞赛过程中，检查方式采取由焦化厂管理人员牵头，公司级焦炉技能大师作为顾问，新、老区炼焦作业部相关管理、技术、岗位人员互检互查的方式。参与人员为新、老区两个炼焦作业部焦炉区域技术主管、技术人员以及相关区域岗位的工段长、操作人员。检查办法也由以往的新、老区炼焦作业部根据自己焦炉实际情况进行“无烟炉”维护工作，最后由厂部进行统一检查评比的模式转变成现阶段的由厂部统一确定互检内容，按照一定的检查评比要求，焦化厂相关管理人员组织新、老区炼焦作业部相关管理人员共同参与互评打分的模式。这种创新互检模式的有效开展，既有针对性的检查了新、老炼焦作业区焦炉的各项基础工作，同时原来的被管理者和被考评者的身份转变成现阶段管理的参与者，促进了新、老炼焦作业区焦炉各级管理人员对待焦炉基础管理工作观念的转变，增强了两种型号焦炉管理模式的融合与互通，取长补短，进一步提升了基层焦炉管理人员的管理意识。

2.3.2 “无烟炉”竞赛项目模块化，系统提升焦炉基础工作

焦化厂管理团队总结以往“无烟炉”劳动竞赛中存在的问题，将“无烟炉”劳动竞赛的互检过程模块化，按照焦炉基础管理工作的主要环节，分成“焦炉地下室煤气区域管理互检”、“焦炉工业卫生及操作维护管理互检”、“焦炉各工序控制点与操作规程符合程度互检”、“焦炉护炉铁件管理互检”、“焦炉炉体维护管理互检”、“焦炉区域安全管理互检”和“焦炉环保管理互检”七项互检模块。每个互检模块根据互检项目的耗时情况分别在新、老炼焦作业部进行为期1-2周的互检工作。模块化的互检方式改善了原来作业部自定“无烟炉”维护工作的片面性和缺乏针对性。一方面使焦化厂“无烟炉”劳动竞赛能够按照既定模块有序进行；另一方面新、老区炼焦作业部在各个模块工作方向确定的基础上还能够自主制定针对本部门焦炉实际情况的特色维护计划和措施，达到了“目标统一，各具特色”的目的，真正使焦炉“无烟炉”管理工作落到实处，系统提升焦炉基础工作。

2.3.3 抓重点，全面解决焦炉生产过程中存在的难点问题

焦化厂管理团队结合本厂自身焦炉基础管理中存在的新、老作业区技术、操作人员水平参差不齐以及新区炼焦作业部7m焦炉技术管理欠缺的主要问题，利用创新“无烟炉”模块互检的管理模式，采取“老带新”的管理方法，对新区炼焦作业部焦炉护炉铁件管理进行了系统的梳理。在互检过程中，要求并检查新区炼焦作业部焦炉护炉铁件维护人员是否严格按照技术操作规程中的要求定期对炉柱曲度、弹簧吨位、拉条直径、炉体膨胀进行测定和记录。对焦炉保护板、炉门框进行了详细排查，根据测量及互检情况及时进行铁件的分析与调节。保证护炉铁件给予炉体足够的保护性压力，使焦炉炉体膨胀始终保持在规定的范围内。同时细化了铁件管理工作，建立健全焦炉护炉铁件测调管理制度、台账档案、完善统一新、老炼焦作业部护炉铁件相关资料，在保持老区焦炉铁件管理较好水平的前提下，稳步提升新区焦炉铁件管理水平。

2.3.4 以赛促学，做好培训工作，提升员工的技术水平

新制定的炼焦炉“无烟炉”劳动竞赛管理办法实施以来，在管理团队的组织下，两个炼焦作业部按照“无烟炉”劳动竞赛互检相关要求，组织本部门相关岗位人员进行互检工作。新、老炼焦作业部管理人员、技术人员、操作人员通过互检过程中的相互检查、学习、交流，对焦化厂新、老区6m和7m焦炉相关技术指标、操作要点、炉体结构、铁件管理等方面均有了很好的了解。在此基础上，“无烟炉”竞赛管理团队成员将竞赛互检过程中发现的一些技术问题，管理难点进行收集、汇总，本着“学有所用，学有所专”的培训工作目标，重点组织公司级技能大师、操作状元、能手以及技术骨干认领问题，在做好课件后，对新、老区炼焦作业部相关岗位人员进行培训，理论联系实际，使新、老区炼焦作业部技术、操作人员技术水平参差不齐的情况得以改善，取得了较好的效果。另外，管理团队利用焦化厂“煤焦片管理”微信群这一信息平台针对日常生产中存在的安全、环保、操作等问题采取视频、图片、文字等多种形式向广大职工进行宣贯，使广大职工的专业技能水平和管理意识得到进一步提升。

3 实施效果

3.1 准时化理念贯穿焦炉生产全过程，推焦执行系数K2稳步提升

通过精益管理“一个流”生产理念与炼焦炉推焦执行系数K2的有机结合，目前焦化厂两个炼焦作业部准时化生产理念深入人心，推焦执行系数K2稳步提升(见表1)。

表1 2017年全年推焦执行均匀系数K2统计表

3.2 设备“零缺陷”管理效果显著

2016年设备故障率为5.6‰,2017年设备故障率为1.8‰(见图3)。设备故障率的不断降低，使新、老区炼焦作业部设备系统稳定运行，为焦炉准时化生产提供了坚实的基础保障。

3.3 炼焦耗热量逐步降低

随着设备故障率的不断降低以及操作水平的提高，作为焦炉基础的K2系数不断提升并保持一个较高的水平，使焦炉生产均衡性和准时化生产进一步提高，热工制度稳定在一个较好的水平，避免了热工制度的大幅调整，这就为焦炉降低煤气消耗提供了前提条件。焦化厂根据焦饼中心温度多次测量数据，在保证焦炭质量的前提下，降低焦炉标准温度和机焦侧温度差，针对包钢高炉煤气的特点结合烟道废气在线监测数据，在没有新增监测设备的基础上，创新直行温度的调控方法，避免或减轻外界因素影响下炉温大幅波动的情况[5]。因该方法是根据NOx数据的变化范围量化了高炉煤气支管压力的调节范围，与此同时也提高了炉温调控的及时性和精准性，新、旧操作调节手段相比节约了高炉煤气用量1500 m3/h，在一定程度上节约了煤气的消耗。