化工行業精益實踐

2021-09-07 19:47:33 字數 2821 閱讀 6003

化工行業-精益六西格瑪在化工行業「節能降耗」實踐中的應用案例

案例說明:

「節能降耗」是國家「十一五」計畫中提出的要實現的乙個重要目標和落實「轉變經濟發展模式」的具體舉措。作為能源消耗的大戶:化工企業在市場競爭越來越激烈,原料和人力成本越來越高的大環境下如何在發展的同時實現「節能降耗」的目標是擺在所有化工企業的一大課題。

精益六西格瑪作為當今最先進和有效的流程改進理念和方法,在各行各業的持續改進和績效提公升實踐中發揮越來越重要的作用。

本案例講述了中國昊華化工集團下屬一家企業如何通過精益六西格瑪專案降低迴圈流化床鍋爐飛灰殘炭量,進而幫助企業實現「節能降耗」的故事。

通過近半年的專案實施,專案組將飛灰殘炭量水平由改善前的5.1%降到改善後的3.8%,不僅圓滿完成了專案的改善目標和財務成果目標,也為公司實現「節能降耗」目標找出了有效的途徑和方法。

該項目的成功實施用「事實」徹底改變了熱電車間很多人關於「節能降耗我們已經做的非常好,已接近極限水平了,不可能再有任何改善和提高」的觀念和思想。進而帶動了車間領導和工段長一級學習精益六西格瑪和改善的熱情和行動,有力地促進了學習型組織的建設和持續改進工作的順利開展。

同時,該項目的成功經驗和實施過程很好地詮釋了精益六西格瑪以資料和事實為依據,精細化管理的理念和益處,值得大力推廣應用和借鑑學習。

一、 專案選擇背景及問題

某化工****是一家主營燒鹼,聚氯乙烯樹脂,液氯,塑料製品、水泥等產品,擁有發電裝機容量90mw的「中國化工企業500強」企業。

根據中國昊華化工的總體部署,2023年5月該公司踏上了精益六西格瑪之旅。而該公司的熱電車間作為公司主要的能源消耗部門也加入到了推行精益六西格瑪管理的行列。

從2023年9月份開始,熱電車間迴圈流化床鍋爐飛灰殘炭量數值偏高且很不穩定,與2023年上半年最好水平相比飛灰殘炭量數值公升高了1%。如果繼續維持這樣高水平的話年經濟損失將高達60萬元。

為了實現公司2023年制定的「節能降耗」的經營目標,公司在bmgi諮詢公司的指導下通過kpi展開的形式確定了「降低迴圈流化床鍋爐飛灰殘炭量」作為第一期實施的乙個綠帶專案。並組成7人的專案團隊,計畫用6個月的時間將飛灰殘炭量由當時的5.1%降到4%。

二、實施過程

為了確保基線水平及後續統計分析的準確可靠性,專案組首先對飛灰殘炭量的測量系統進行了分析,將所收集的10個樣本各分成4份,選擇兩名化驗員進行重複性和再現性檢驗,分析結果如下表所示。

從分析結果可見:%contribution、%r&r、%tolerance、ndc等指標均滿足要求,因此判定該測量系統可用於資料收集和分析。

通過對過去三個月的資料分析結果,飛灰殘炭量過程能力ppk值僅有-0.83,說明該過程能力嚴重不足,還有很大的改善空間。

通過流程細圖和fmea對影響飛灰殘炭量的因素進行查詢和篩選結果確定煙氣含氧量、床溫、原煤灰分、爐膛負壓、料層差壓等五個可能的關鍵因子。

因該公司共有4#、5#、6#和8#等四台鍋爐,為提高分析的效率專案組在分析階段首先進行了鍋爐之間差異及不同班次之間差異的分析,結果顯示其差異均無統計顯著性。因此專案組決定選擇8#鍋爐和白班作為後續資料收集和研究的條件。

通過乙個月的資料收集和通過主效應圖、單因子方差分析、多重回歸等分析進一步確定了煙氣含氧量、床溫、原煤灰分、爐膛負壓等4個關鍵因子。料層差壓因p值大於0.05不顯著,將其固定到原來的設定條件。

為了查詢飛灰殘炭量的最佳工藝條件專案組制定了4因子2水平的doe實驗計畫,分析結果如下圖所示。

從分析結果可見主效應均顯著,其中原煤灰分對飛灰殘炭量的影響最大;同時煙氣含氧量與原煤灰分、床溫與原煤灰分互動作用均顯著,因此在判定煙氣含氧量及床溫的最佳條件時要通過相應的互動作用圖進行判定。

根據市場上煤炭**並不充足的情況,該公司煤種灰分主要選用:32%、26%、16%等三種。對於熱電車間而言用什麼樣的煤炭是不能隨意選擇的,要根據市場**緊缺程度來什麼燒什麼。

因此專案組分別在上述三種煤質條件下分別實施了doe實驗以找出各自條件下的最佳燃燒條件。根據前面的分析結果爐膛負壓與其他因子的互動作用均不顯著,因此將其設定值直接固定在-100的水平上; 對煙氣含氧量與床溫等兩個因子分別取兩個水平實施2k因子實驗設計結果找出了飛灰殘炭量的最佳值區域。

如燃煤灰分為26~32%的情況下,在如下圖箭頭所示的區域時飛灰殘碳量可達到目標值;在所選實驗區域內最佳條件為煙氣含氧量取7~8%,床溫取990~1050℃。

同樣在燃煤灰分在16~26%的情況下得出飛灰殘炭量的最佳條件為:煙氣含氧量取7~8%,床溫取970~1000℃。燃煤灰分為16%以下時最佳條件為:

煙氣含氧量取4~6%,床溫取900~950℃。

為確保煙氣含氧量、床溫等關鍵因子得到有效控制,專案組將不同燃煤條件下的最佳條件「等值線圖」貼到了dcs控制裝置旁邊,並制定了相應的控制計畫和管理制度。

這樣,不管**部門採購進什麼樣的煤炭都先進行化驗,根據化驗結果屬於哪種煤種灰分就選用哪種最佳工藝條件進行生產,有效地降低了飛灰殘炭量指標。

經過近乙個半月的資料收集驗證結果,飛灰殘炭量水平由改善前的5.1%降到改善後的3.8%;過程能力ppk值由改善前的-0.

83提高到改善後的0.67,圓滿完成了專案的改善目標。為實現公司2023年「節能降耗」的目標做出了突出的貢獻。

三、 專案的借鑑意義

很多化工企業都有內部的以煤為燃料的鍋爐提供生產所需的電、蒸汽、煤氣等動力、燃料和原料等。不管是迴圈流化床式的鍋爐,還是鏈條式的造氣爐,還是其他什麼型別,都涉及到如何提高燃燒效率降低消耗的問題。本專案的成功實施不僅為類似的專案和問題提供了煙氣含氧量、床溫、原煤灰分、爐膛負壓、料層差壓等關鍵因子及排序, 同時提供了多因子組合作用下的分析方法,包括doe實驗設計、響應曲面設計等方法的應用。

同時提供了在實驗時存在有「煤質」這一不可控,但又非常重要的因子情況下如何計畫和安排實驗,。不僅很好地體現了精益六西格瑪以資料和事實為依據和精細化管理這一理念,還探索出一條化工行業「節能降耗」的有效途徑和方法,值得其他企業借鑑和學習。

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