新型干法水泥生产线设备精细化管理的应用

2021-01-12郁国强张宝刚董克忠赵小雷

水泥技术 2020年6期

郁国强，张宝刚，董克忠，赵小雷

现代化水泥生产设备正日益向大型化、连续化和自动化方向发展，水泥生产线要想保持较高的运转质量，必须首先保证设备的安全稳定运行，特别是大型主机设备的运转率直接影响了企业的经济效益。我公司目前拥有一条4 000t/d新型干法水泥生产线，近几年来，公司在设备精细化、智能化管理方面做了许多探索工作，为该生产线设备的长期安全稳定运转提供了可靠保证，未发生过因大型设备故障造成的停窑事故。本文总结了我公司设备管理的经验，与同行探讨。

1 设备巡检管理

为便于掌握水泥生产设备的运行状态，保障设备的稳定运行，我公司设立了岗位日常巡检制度，这是整个设备管理的基础工作。巡检的目的在于掌握真实有效的设备运行状态，记录设备的运行信息，及时发现设备运行的异常和潜在的设备隐患，以便及时采取对策，将故障消灭在萌芽状态，实现生产的连续和稳定运行。巡检制度具体措施如下：

1.1 制定统一完善的设备巡检标准

岗位巡检是整个巡检作业的基础，规范统一的巡检标准是保证巡检质量的前提条件，可实现事半功倍的巡检效果。我公司由生产部门组织技术人员在原有的设备巡检表基础上，制定了较为详细的设备巡检规范，对设备的巡检部位、内容及巡检标准进行了补充说明，明确了临界报警值和危险告警范围，增加了必要的细节描述，比如风机轴承及联轴器有无异音、地脚螺栓有无松动、壳体有无破损或漏风等。完善后的巡检标准更加具有实际应用价值，表1为高温风机部分巡检标准。

1.2 强化巡检制度的落实和对巡检数据真实性的考核

为了保证巡检制度得到贯彻落实，确保巡检作业数据真实有效，我们在各车间实行副巡、主巡、车间巡三级巡检的闭合管理方式。副巡负责对照设备巡检表各项内容进行巡检并填写登记，主巡负责对当班填表质量进行检查统计并组织处理所发现的问题，确保巡检中遇到的设备隐患处理及时，做到“设备隐患不过夜”。车间设备管理人员负责定期对巡检数据进行抽检，如发现巡检数据的填写与现场实际运行数据不相符，应及时对责任人进行处罚，保证当班巡检质量。通过三级巡检闭合管理的有效运转，基本杜绝了数据造假的问题，巡检数据的准确性大大提高。

表1 高温风机部分巡检标准

1.3 设备巡检和日常维护相结合，确保生产线设备维护质量

设备的维护管理必须建立在巡检与日常监护相结合的基础之上。单一的巡检虽可有效掌握整条生产线设备的运行状态，但是巡检作业具有流动性、不连续性，缺乏对单机设备的保养和运行状况的跟踪，导致设备整体保养水平不高。而单一的区域岗位包机制度则会造成众多设备的保养水平参差不齐，设备故障不能及时处理进而影响生产。我公司在引入巡检制度的同时，并没有完全摒弃原有的区域岗位包机制度，车间将设备包机到巡检人员，巡检人员按照《设备巡检标准》负责设备的日常巡检及设备保养，同时管理人员参与每天一次的专业巡检并负责汇总、监督处理当天发现的设备隐患。

1.4 应用智能化点巡检系统，实现设备故障快速诊断

目前，在水泥企业的巡检作业中，仍然以粗放型巡检作业为主，其缺点在于巡检数据繁多庞杂，无法直接反映设备运行的状况，无法全面记录设备的运行状态，且巡检数据无法与现有的DCS运行数据无缝对接，无法实现对设备运行缺陷的快速诊断。水泥企业的主机设备载荷大、结构复杂、干扰信号多，采用常规测量方式测出的巡检数据，主观因素影响大，无法有效保证巡检质量，这是水泥企业设备巡检和状态监测面临的最大难题。

要保证生产线的安全稳定运行，必须具备快速准确诊断主机设备故障的能力。我公司引入的智能设备点巡检系统就具有故障快速诊断的能力。点巡检作业通过振动测量、温度测量、射频卡识别、观察量收集、手抄量收集、图像采集等，获得大量的点巡检数据。点巡检设备将数据记录并上传，实现数据共享，并在服务器上对数据进行统计、分析，生成各类报表，此外还对生产线设备运行中潜在的异常情况进行预警，大大降低设备故障率，水泥生产运行管理水平大幅提高。

智能设备点巡检系统由服务器、手持点巡检终端、管理工作站和网络系统等组成，拓扑图如图1所示。首先服务器按照系统设置的巡检周期自动生成巡检任务并发送到手持巡检终端。然后巡检人员通过手持设备上的射频信号卡自动识别目标对象并获取相关设备数据，对照巡检标准逐项完成巡检任务并录入信息后自动上传到系统服务器中。系统服务器根据巡检数据自动生成统计分析表，将其中的报警和故障信息推送给相关人员，并生成保修单和维修单。

本系统是为水泥企业量身定做的一套简单实用的智能化设备点检与评价系统，针对不同设备的运行状态，配套有符合设备点检要求的后台管理软件。如对于回转窑、辊磨、石灰石破碎机等主机设备，系统采用在线监测方式，应用振动分析、电机诊断等技术，利用智能化的数据分析软件，实现远程诊断与趋势预警。回转窑减速机输入轴驱动端垂直振动分析见图2，垂直振动趋势分析见图3。对于风机、电机、皮带输送机等辅机设备，采用点巡检系统，严格按照巡检任务定期定点巡检，并将数据上传至系统服务器，实现趋势分析与诊断。所有数据均可通过OPC开放式协议实现远程终端的数据共享。

本系统以设备状态监测、故障诊断为核心，以设备运行管理为重点，具有良好的设备状态感知能力；系统利用综合分析、智能诊断技术，结合设备的预防维护、检修管理，实现了设备故障智能诊断和维修决策，实现了对设备全生命周期的闭环管理。

图1 智能设备点巡检系统拓扑图

图2 回转窑减速机输入轴垂直振动分析

我公司智能点巡检系统于2020年3月投入使用，经过对巡检方式、路线、标准的逐步细化和完善，既实现了巡检任务的全覆盖，又减轻了巡检人员的劳动强度。熟料车间点巡检路线如图4所示。

为了应对生产中遇到的偶发性巡检事件，我们在既有的点巡检任务中，还增加了DCS系统产生的报警信号优先推送给巡检终端的功能，指导巡检人员对报警信号进行优先巡检消缺，充分发挥点巡检系统对生产的指导作用。

图5为发电车间2019年3月至4月点巡检统计图，完成巡检任务总计12 715项，未检或漏检399项。在已完成的12 715项巡检任务中，危险总数38项，报警总数12项。对于异常状况的设备，系统自动生成保修单和维修单，发送给相关人员进行消缺处理。

图3 回转窑减速机输入轴垂直振动趋势分析

图4 熟料车间巡检路线图

智能点巡检系统的投入使用，使水泥生产设备运行和变化趋势始终处于在控、可控状态，为工作人员掌握设备运行规律提供了可靠的依据，设备异常问题能得到及时处理，确保了生产线的正常稳定运行。

图5 技术装备部点检统计图

设备巡检的目的在于避免设备事故的发生，设备巡检中发现的设备故障消缺分类见表2。对于紧急设备故障，生产部门设备管理人员需制订消缺措施或应急措施立即进行整改消缺；对于重大和重要故障，由于特殊原因，如备件未到、工艺条件不满足等，可先监护运行，岗位巡检重点关注，待时机成熟时即进行消缺处理，以避免较大的经济损失；对于一般和轻微的故障，可以随时处理，但要尽量减少故障频率。我公司在实施设备精细化管理的半年多来，从未发生过需要停产停机或监护运行的情况，这表明设备的巡检作业真正发挥了保障作用。

2 设备润滑管理

设备润滑的基本原理是，润滑剂形成一定厚度的油膜，牢固附着在设备机体的两个摩擦面上，从而将两个摩擦面有效隔离开来，避免机体间直接接触，保护设备机体免受损伤。

设备的润滑管理是设备管理的重要组成部分，是延长设备寿命、保证设备长期安全稳定运转的有效手段。设备润滑不足或者润滑油使用不当，不仅会破坏设备的功能和使用效果，严重的还会导致设备故障，给企业带来经济损失。因此，为了保证水泥生产线设备的有效润滑，我公司建立了适用于本企业的润滑管理制度。

2.1 对设备润滑实施专业化集中管理

新型干法水泥生产线的设备特点是大型化、多样化，使用的润滑油量较大且油品种类繁多，设备的润滑管理是一项专业性很强的工作。

我公司设备润滑工作由生产部门负责领导，指定设备工程师兼职负责润滑管理工作。各车间副主任负责制定润滑技术要求和标准，指导岗位工作人员做好设备保养。对于大型的主机设备，车间负责按照润滑标准编制日常维护和油品更换计划，生产部门负责编制全公司油品的购买和更换计划，在保证各车间润滑油正确使用的条件下，尽量减少油品种类和使用数量。为了加强对润滑油的管理，由物资供应部设置专人负责润滑材料采购工作，仓库负责油品的统一保管、按需发放以及废油回收。

表2 设备故障消缺管理分类

2.2 重视润滑台账的管理

车间润滑管理严格执行“五定”原则，即定点、定质、定量、定期、定人管理，各车间建立相应的设备润滑台账。台账中需注明管理辖区设备的润滑油型号、用量、更换时间、周期等，由各车间副主任直接填写和掌握，每月与生产部门和仓库进行核对，确保记录的准确。

2.3 大型主机设备的油站需对润滑油进行定期取样化验，做好油质监测

大型油站用油量大，资金占用量多，承担了系统主机设备的润滑工作。若润滑出现问题势必会造成较大的损失，因此必须加强对主机设备油站油质的监测，严格做好定期取样化验油质的工作。

3 设备维修和维护管理及备品备件管理

3.1 设备维修和维护管理

对设备进行维修和维护管理，其目的在于保证设备始终处于良好的运行状态，减少故障停机的概率。设备的安全运转主要依靠巡检和维护，对于设备的维修要以预防为主，坚持维修管理的科学化、规范化，提高员工的主观能动性。要通过对设备信息、故障信息、巡检信息以及人员信息等相关信息进行全面管理，发挥点巡检对于维修工作的积极指导作用，保证点检人员定时定点完成巡检任务，并对故障信息进行分类汇总，及时处置，防止出现突发性设备故障并建立完整、实用的设备维修台账。台账建立应注意如下几点：

（1）严格按照检修作业规程进行检修，实现检修作业精细化管理，提高故障处理效率。设备维修台账要详细记录设备的易损件、常用件型号、历次检修记录、油脂更换记录以及油脂化验记录等，同时设备的备品备件库存情况及运行情况也要进行统计与分析，以辅助科学决策。

（2）设备维修台账要根据设备重要程度分类统计，重要设备重点对待，实现检修作业、故障处理全流程管控。

（3）各车间专人负责设备维修台帐的更新工作，生产部门负责此项工作的监督和落实，对于没有达到要求的，要及时作出处罚和进行整改落实。

（4）对于大型主机设备，除要求专业技术人员专人专机管理、备品备件专件专用外，还应适当引入专业维修队伍，提高设备维修水平。专人专机管理可以明显提高设备的维护水平，使得日常维护工作更加细致，设备日常隐患排查能力大幅提高，设备故障率大幅下降。引入专业维修队伍可以弥补公司自有工作人员的不足，大幅提高设备维修水平，更好地完成检修任务。

3.2 备品备件管理

设备的备品备件管理是设备长期安全运转的基础，应努力保证备品备件的合理库存量，控制合理的备件储备资金占比。备品备件管理应重点做好以下工作：

（1）生产技术人员对备品备件质量、型号、标准进行核对后，方可办理入库登记，作为备件使用。

（2）对于大宗的配件（如轴承、油品等）和易损件（如滚筒、托辊等）的采购，原则上采用统一招标的方式，由集团公司统一指定厂家来保证备品备件的质量。

（3）对主机设备等重要设备的配件要坚持使用原厂配件，同时严格控制使用周期，避免设备超期服役给生产带来巨大损失。

（4）备品备件采用集中管理的方式，统一由物资供应部仓库进行保管，除了专件专用以外，可最大程度地增加配件的通用程度，大幅降低备品备件库存量。

在推行精细化管理后，我公司通过加强备件库存管理，控制数量，优化库存结构，加速备件周转，深入挖掘备件储存管理效益，提高了资金利用效率。2020年1～6月份备件库存资金占比有了大幅降低，见图6。

4 现场管理

图6 备件库存资金占比历年数据对比

表3 各年度运行数据对比

现场管理是指用科学的标准和方法对生产现场各生产要素进行合理有效的计划、组织、协调、控制和检测，使其处于良好的结合状态，从而达到优质、高效、低耗、均衡、安全、文明生产的目的。

为了加强现场规范化管理，逐步推进清洁化生产工作，进一步促进公司安全、环保和稳定高效生产，我公司以《现场管理制度》为依据，明确主体责任，坚持“属地管理”的原则，各车间部门积极落实现场管理责任制，加大监督和考核力度，使全体员工牢固树立“生产清洁化、管理精细化、现场规范化”的理念，实现安全生产和环境效益的双赢。

公司大力推行6S管理活动，对现场的各种生产要素开展整理、整顿、清扫、清洁等的活动。积极塑造清洁的工作场所，使工作秩序井井有条；积极开展“隐患大排查”活动，对有可能发生的问题“未雨绸缪”；以制度化的形式培养提升员工素质，凝聚团队精神。公司坚持以人为本加强安全管理，每月组织安全综合大检查，开展安全隐患排查治理工作，努力增强全体员工的安全意识。

在开展6S管理活动中，我公司认真筹划、细致准备，制定实施意见，将6S管理活动与企业自身实际相结合，引入了定制管理、质量管理、设备管理、成本管理等新理念，促进了工作效率的提升和企业效益的提高。

我公司通过实施设备精细化管理，水泥生产线设备完好率、主机设备运转率和吨熟料维修费用都有了明显改善，见表3。