降低潘口水电站高压气系统设备故障次数研究

闫晓亮

（汉江水电开发有限责任公司，湖北 十堰 442200）

1 现状调查

潘口水电站高压气系统主要设备有空压机、压力容器、阀门、管网、干燥装置。高压气系统总故障次数中，空压机故障次数占比78.50%，为了更细一步查找出空压机的故障症结，通过查找潘口高压气系统设备故障统计表，发现引起空压机故障主要有表计失效、管路破损、气缸部分故障、润滑油乳化等4个种类，现对这4种故障类型进行统计分类，如表1所示。

表1

在上述四种故障类型中，空压机气缸部分故障比占总故障次数的27.3%，会导致空压机停机维护。但气缸部分故障的主要根源是空压机的设计缺陷和难以避免的运行损耗，属于设备本身的设计问题，属于设备的改进范畴，不属于QC小组能解决的问题范畴，故不列为本次课题的攻关内容。

排除掉空压机气缸部分故障，QC小组对另外三种类型进行了详细分析。其中，空压机上的管路破损故障占总故障次数的38.6%。管路的破损导致空压机内空气泄漏，影响了高压气罐内的正常打压，也对空压机本身造成极大损耗。出现此类问题必须停机检修，空压机停机无法打压。

空压机上表计失效的故障占总故障次数的29.5%。表计失效导致运行人员无法观察到空压机运转时气缸内的实际压力，在此状态下运行空压机设备具有安全风险，必须停机检修，此时空压机停机无法打压。

润滑油乳化导致空压机低油位保护停机占总故障的4.6%。在日常工作中，为了避免因润滑油导致的空压机停机，分场员工将润滑油的更换频率由标准的1个月1次改为2周1次。虽然统计结果显示，润滑油导致空压机故障的只占总体的4.6%，在空压机故障类型中占比较低，但润滑油乳化过快的问题确实加大了维护成本和维护工作量，也是亟待解决的问题。

管路破损、表计失效、润滑油乳化3种故障共占空气压缩装置总故障次数的72.7%，因此解决管路破损、表计失效、润滑油乳化这3类故障可以达到解决空压机的故障的目的。

2 设定目标

从上述统计数据分析，管路破损、表计失效、润滑油乳化3种故障共占空压机总故障次数的72.7%。高压气系统设备故障分布调查中显示，空压机故障占潘口高压气系统总故障的78.5%。高压气系统年故障次数可降低程度，经测算得可降低故障率至：

C=1-78.5%×72.7%=42.9%

在前面的“现状调查”阶段，经统计、计算得潘口气系统平均年故障为28次。所以，经过计算，2017年气系统故障次数理论值应为

N=28×42.9%=12（次）

综上所述，QC小组将2017年气系统故障次数目标定为13次以内。

3 原因分析与对策实施

目标制定后，活动小组针对2015年至2016年生产管理系统中的缺陷记录、消缺记录等文件资料，结合现场检查、独立分析，并邀请相关部门技术人员开会对原因进行讨论。小组运用头脑风暴法分析找到了造成气系统故障的诸多因素，最终分析出了3个主要原因要素，经过讨论研究，制订以下对策来降低潘口气系统的故障次数。

实施一：清除内部杂质

目标：输气线路中存污的零部件数量为0

设备内部杂质来源分为2类，一类是设备空气过滤器未将进入设备的气体过滤干净，使设备外部杂质进入设备；二是设备的锈蚀、磨损导致出现残渣，经过设备内部气流吹扫，在测压管内淤积导致堵塞。

为排除外部杂质进入设备的影响，小组成员将过滤器滤芯进行了更换，并对滤网周围进行了清扫，确保过滤空气质量，避免使外部杂质进入设备。

另外，小组成员对气缸锈蚀、磨损情况进行了仔细检查，发现气缸内壁确实存在磨损导致的铁屑和在运行中氧化的锈渣。检修人员对锈蚀部位进行清理，要求在清理过程中保证除尽设备内壁的污垢。清理完成后，又对设备外部进行了刷漆防腐处理。

清理完成后，设备输气线路内干净通畅，无肉眼可观察到的污垢，存污部件数量为0，不会再造成测压管堵塞，改造达到目标。

实施二：减小管路振幅

目标：管路振幅≤4mm

空压机上的铜管固定不牢靠，缠绕在电机上的铜管仅用铁丝结扎。当机器运转时，铜管摇摆位置反复应力集中，所以导致设备上管路接头、管壁破裂现象频发。

为了改善管路的共震现象，小组成员针对缺陷部位对管路进行加固。一方面在管路与机座的间隙中加上橡胶软垫，以达到隔振消振的目的，另一方面在将管路由铁丝固定改为金属盖板固定，避免管路在设备振动时松动摇摆。

经过改造，最终将两台空压机的位置1管路最大振幅控制在4mm以内，经过设备运行三个月观察，两台空压机1号气缸进气管路没有发生破损现象，管路振幅过大导致管路频繁破损的问题已解决，改造达到目标。

实施三：空压机搬迁

目标：设备运行环境相对湿度≤40%

潘口空压机室位于廊道层，处于尾水水位以下，四季空气潮湿。空气中的水气导致润滑油乳化较为严重。

为解决设备运行环境潮湿问题，QC小组进行了充分讨论，并制定了空压机搬迁方案。方案经公司领导批准后，小组成员将空压机、过滤器及其控制柜整体搬运至上层楼的封闭母线室，并铺设了相应管路。搬迁前、后照片如图1、2所示。

图1 移动前现场环境

图2 移动后现场环境

经安装调试之后，设备正常投入运转。设备的运行环境的空气相对湿度，由搬迁前所测得的平均86%降至36.8%，符合《使用说明书》中规定运行环境相对湿度不高于40%。空压机设备的搬迁使运行地点的空气湿度大大降低，优化了润滑油的使用环境。

综上可得，设备运行环境相对湿度≤40%目标达成，改造后的润滑油乳化周期大于3个月，空气湿度过大导致润滑油乳化周期过短的问题已得到解决，改造达到目标。

4 确认效果

通过查询2017年生产管理系统，统计2017年度气系统故障次数一共为9次，低于活动目标13次以内，经过了这次QC活动，潘口机组气系统的故障次数有明显的降低，达到了活动的预期目标。

5 结语

通过本次活动，潘口水电站气系统设备故障次数明显降低，让我们了解了QC方法在实际工作中的运用，学习到了很多解决和分析问题的方法。活动中，统计数据、制定方案的能力得到了提高。组员对空压机结构、工作原理有了深入了解，进一步明确了空压机的维护保养方法。