污水處理廠設(shè)備維護(hù)管理
國內(nèi)污水處理廠污水處理平均能耗為0.2927(kW?h)/m3,1.59(kW?h)/kg(以COD計(jì)),1.99(kW?h)/kg耗氧污染物,與發(fā)達(dá)國家相比,仍然要高出20%~40%的費(fèi)用,能耗矛盾突出。國內(nèi)對于污水處理廠節(jié)能的關(guān)注,多在工藝參數(shù)控制方面,通過優(yōu)化工藝控制,或者采用新工藝,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。但一方面,工藝控制或新技術(shù)需要成熟期,且技術(shù)要求較高,一時(shí)間難以快速推廣,另一方面,已有污水處理廠體量大,各水廠面臨具體情況復(fù)雜,難以找到標(biāo)準(zhǔn)工藝或方法實(shí)現(xiàn)節(jié)能。各污水處理廠均含有大量的機(jī)電設(shè)備,同時(shí)這些設(shè)備也是能耗的主要來源,且決定了污水處理廠能否安全穩(wěn)定運(yùn)行。通過提高污水處理廠管理水平,尤其是設(shè)備的管理水平,延長設(shè)備的壽命及穩(wěn)定性,提高能源利用率,是解決我國污水處理廠能耗普遍偏高的良方,也保障了污水處理廠運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性,同時(shí)降低維護(hù)費(fèi)用。本文以JL污水處理廠設(shè)備管理優(yōu)化過程為例,提出并實(shí)施污水處理廠設(shè)備維護(hù)管理的優(yōu)化措施與執(zhí)行體系,實(shí)現(xiàn)污水處理廠節(jié)能降耗及強(qiáng)化運(yùn)行可靠性。
一、項(xiàng)目背景
1.1 工藝簡介
目前JL公司共有5套污水處理裝置,其中4套工業(yè)污水處理裝置分別位于A車間、B車間、C車間和D車間,1套生活污水處理裝置,位于E車間,2套污水回用裝置,分別位于A車間和B車間。
A車間主要接收生產(chǎn)產(chǎn)生的工業(yè)廢水,設(shè)計(jì)處理能力1000m3/h,來水經(jīng)過隔油池、中和池和均質(zhì)池后,由提升泵輸送至C車間進(jìn)行二級生化處理。B車間污水處理的運(yùn)行工藝主要單元有隔油池、兩級浮選一體化設(shè)備、MBBR池、鼓風(fēng)曝氣池。C車間污水處理采用Orbal氧化溝工藝,主要處理化工廢水及A車間均質(zhì)池和調(diào)節(jié)池的出水和部分河道取水,設(shè)計(jì)處理能力2500m3/h。D車間處理含有大量Br-工業(yè)廢水,設(shè)計(jì)處理量為13.5m3/h,通過預(yù)處理、萃取、反萃取等工藝,從廢水中回收95%以上的Br-,處理后含溴廢水經(jīng)過B車間水處理裝置處理后達(dá)標(biāo)排放。E車間水凈化車間主要處理E車間小區(qū)的生活污水,采用Orbal氧化溝工藝,設(shè)計(jì)處理能力為250m3/h,實(shí)際處理量約為125m3/h,二沉池出水達(dá)標(biāo)排放。
A車間的回用水裝置其設(shè)計(jì)處理能力為1500m3/h,采用超濾和反滲透串聯(lián)組合工藝,原水經(jīng)處理后達(dá)到準(zhǔn)一級除鹽的標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品水作為高壓鍋爐補(bǔ)給水,B車間的回用水裝置是利用B車間的二沉池出水,采用污水深度處理工藝,設(shè)計(jì)進(jìn)水量為500m3/h,設(shè)計(jì)產(chǎn)水量為450m3/h,產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到國家再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品水回用。
1.2 設(shè)備現(xiàn)狀
污水處理廠全部設(shè)備704臺,在線儀器71臺,設(shè)備在用498臺。主要設(shè)備可分為泵、鼓風(fēng)機(jī)、曝氣機(jī)、攪拌機(jī)、脫水機(jī)、儀表、閥門等幾大類,數(shù)量最多的設(shè)備類是污水泵,共356臺,占總裝機(jī)功率的58.54%。表1列出了單機(jī)功率>100kW的設(shè)備。
水廠年檢修費(fèi)用在700萬元左右,其中備件費(fèi)約265萬元,占固定資產(chǎn)原值的7%,全年設(shè)備和儀表完好率分別在97.34%,96.55%,整個(gè)設(shè)備運(yùn)行及維保情況較好,但仍有待進(jìn)一步優(yōu)化。
1.3 存在問題
(1)設(shè)備管理理念較為老化,缺乏有計(jì)劃的預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng),污水處理廠設(shè)備維修仍執(zhí)行以大修、中修、小修的維修模式,維護(hù)保養(yǎng)僅局限于定期潤滑和基本養(yǎng)護(hù),同時(shí)缺乏以全生命周期成本思維考慮維修,難以實(shí)現(xiàn)整體的優(yōu)化。
(2)設(shè)備管理指標(biāo)方面,以往僅僅關(guān)注設(shè)備完好率、故障率等指標(biāo),關(guān)注維修費(fèi)用,缺乏對設(shè)備科學(xué)分級,缺乏對各級設(shè)備管理方式及指標(biāo)的量化。
(3)執(zhí)行管控方面,對于設(shè)備文檔管理是分裂的,即設(shè)備前期采購由固定資產(chǎn)管理部門記錄,維修由維護(hù)部管理記錄,檢修由運(yùn)保中心管理記錄,造成了維修人員不了解設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況,只能針對工單提出的要求進(jìn)行維修,可能造成少修、過修、頻繁維修等情況,同時(shí),管控與檢查體系沒有匹配,對于維修效果無法進(jìn)一步跟蹤與反饋。
(4)設(shè)備檢修技術(shù)方面,仍依賴于人的經(jīng)驗(yàn)和觀察,如看、聽、感覺、聞,缺乏定量型指標(biāo),也缺乏規(guī)律的統(tǒng)計(jì)與分析,導(dǎo)致預(yù)防性維護(hù)缺乏數(shù)據(jù)支持,難以全面開展。
二、JL污水處理廠維護(hù)管理優(yōu)化方案設(shè)計(jì)
充分吸取LCC,TPM中的先進(jìn)思想及國內(nèi)外設(shè)備管理先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),以設(shè)備運(yùn)行可靠性及設(shè)備維護(hù)經(jīng)濟(jì)性為追求目標(biāo),在現(xiàn)有資源下,實(shí)施有計(jì)劃的預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng),實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理優(yōu)化。
2.1 設(shè)備維修管理流程優(yōu)化
檢維修工作標(biāo)準(zhǔn)化的核心措施,包括建立作業(yè)指導(dǎo)書、檢修報(bào)告等,全力做好預(yù)防性維護(hù),不斷調(diào)整維護(hù)周期,實(shí)現(xiàn)跨部門、跨專業(yè)合作,如圖1所示。
優(yōu)化的流程,主要包括:①建立作業(yè)指導(dǎo)書,將設(shè)備檢維修的每一步驟及具體做法進(jìn)行詳細(xì)描述,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程,②檢修記錄:與作業(yè)指導(dǎo)書對應(yīng),按作業(yè)指導(dǎo)書要求,將檢修的過程通過拍照、視頻等方式進(jìn)行痕跡化記錄,以方便后期查找問題,③檢修報(bào)告:根據(jù)檢修工單提出的檢修要求,說明問題及檢修效果,④工作進(jìn)度表:提報(bào)相關(guān)工作進(jìn)度,方便下一步工作,并同時(shí)制定預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃,⑤驗(yàn)收報(bào)告:檢修完成后,進(jìn)行安裝并調(diào)試,明確設(shè)備運(yùn)行情況,交付使用。
同時(shí),檢修流程及對應(yīng)內(nèi)容并非固定及一成不變的,每次檢修結(jié)束并不是終點(diǎn),應(yīng)按照PDCA循環(huán)的原理進(jìn)行優(yōu)化[10]。Plan,計(jì)劃,即作業(yè)指導(dǎo)書的建立,Do,執(zhí)行,即檢維修過程,Check,檢查,即安裝調(diào)試,在安裝調(diào)試中,發(fā)現(xiàn)檢維修過程中的問題,分析問題的偶然性與必然性,提出規(guī)避方法,Act,行動(dòng),實(shí)質(zhì)是復(fù)盤總結(jié),將檢查的結(jié)果進(jìn)行識別,將成功的經(jīng)驗(yàn)固化進(jìn)流程和指南,對失敗的教訓(xùn)提出規(guī)避措施,防止其重現(xiàn)。設(shè)備檢維修的作業(yè)指導(dǎo)書,需要在執(zhí)行過程中,不斷采用PDCA循環(huán),逐步完善。
2.2 設(shè)備管理分級指標(biāo)設(shè)計(jì)
設(shè)備管理關(guān)注了設(shè)備的兩個(gè)方面,一方面表征設(shè)備重要性、一方面表征設(shè)備狀況,將評價(jià)指標(biāo)分為設(shè)備關(guān)鍵性指標(biāo)與狀況型指標(biāo),提出了風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),即風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)=狀況×關(guān)鍵性,如表2所示。1~4為C類設(shè)備,5~9為B類設(shè)備,10~15為A類設(shè)備。風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)一方面結(jié)合了A,B,C分類的思想,一方面可結(jié)合經(jīng)驗(yàn)判定,適用于管理優(yōu)化初期。根據(jù)設(shè)備的分級,進(jìn)一步明確各設(shè)備的管理與維修方法,做到資源的最優(yōu)化配置,實(shí)現(xiàn)綜合效益的提高,如表3所示。
2.3 設(shè)備維護(hù)費(fèi)用指標(biāo)與維修方案設(shè)計(jì)
設(shè)備維護(hù)方案設(shè)計(jì)與維護(hù)費(fèi)用直接相關(guān),不同的維修原則及費(fèi)用統(tǒng)計(jì)方式會(huì)導(dǎo)致不同的維護(hù)方案選擇,應(yīng)對維修方案進(jìn)行SWOT分析,分析優(yōu)勢、劣勢、機(jī)會(huì)與威脅,以水泵維修為例,如去年已進(jìn)行小修,目前運(yùn)行良好,據(jù)此安排今年維修計(jì)劃,制定維修方案如表4所示。
通過SWOT分析后,應(yīng)以LCC角度,進(jìn)行定量,如表5所示。
(1)若僅考慮維修費(fèi)用,則應(yīng)選擇方案I,無費(fèi)修費(fèi)用,但運(yùn)行可靠性遭受威脅;
(2)考慮運(yùn)行可靠性,則應(yīng)選擇方案II,停機(jī)及維護(hù)成本為2.25萬元;
(3)考慮運(yùn)行狀態(tài)性能,即水泵運(yùn)行效率及年度電費(fèi),則應(yīng)選擇方案IV,其運(yùn)行能耗的節(jié)約足以抵償維修更換部件的費(fèi)用,實(shí)現(xiàn)綜合費(fèi)用最低,且可強(qiáng)化運(yùn)行可靠性,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與效益的雙贏。
需對各設(shè)備獨(dú)立進(jìn)行能耗及效率監(jiān)測,為維修方案制定提供依據(jù),實(shí)現(xiàn)綜合費(fèi)用節(jié)約。
三、應(yīng)用實(shí)例
3.1 紫外燈檢修
紫外線裝置自投運(yùn)以來運(yùn)行穩(wěn)定性低,特別是水下燈具部分,經(jīng)常出現(xiàn)的問題是水下燈管套管密封不嚴(yán),套管內(nèi)進(jìn)入的水蒸氣及水導(dǎo)致了燈管的損壞。
經(jīng)過多次調(diào)查研究,確認(rèn)了紫外線水下部分燈具運(yùn)行故障率高主要是燈角端密封存在問題。針對存在的問題,制定了《紫外線裝置密封維護(hù)作業(yè)指導(dǎo)書》,并嚴(yán)格按照指導(dǎo)書中的步驟和時(shí)間進(jìn)行操作,每天檢查,每周清理紫外線小格柵,每月檢查時(shí)將燈管內(nèi)的潮氣進(jìn)行烘干處理,從防護(hù)上的改進(jìn),提高機(jī)柜防護(hù)防止蚊蟲進(jìn)入機(jī)柜,對線路進(jìn)出口防護(hù)升級對電纜進(jìn)出端口封堵,對接口密封進(jìn)行檢查更換定期更換密封圈。每次的維護(hù)過程和采取的措施均做成完整的檢修報(bào)告存檔。
檢修工藝化的各項(xiàng)維護(hù)措施取得了明顯效果,大大提升了紫外線裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性,目前已經(jīng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行6個(gè)月,維護(hù)工作實(shí)現(xiàn)了程序化、標(biāo)準(zhǔn)化,提高了預(yù)防性工作的效果,降低了備件的消耗,節(jié)省維保費(fèi)用。表6對比了上一年度與本年度紫外裝置采用檢修工藝化維護(hù)措施前后的數(shù)據(jù)。本年度紫外線裝置可連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行6個(gè)月,超過前兩年累計(jì)運(yùn)行時(shí)間。通過預(yù)防性維修,年度費(fèi)用僅為3260元,較之前節(jié)約了88.33%,有效增加了運(yùn)行可靠性,減低了維修費(fèi)用。
3.2 水泵檢修
泵軸對中,對于水泵運(yùn)行穩(wěn)定性、主要結(jié)構(gòu)壽命、運(yùn)行能耗均有較大影響,平行不對中達(dá)到0.25,0.50,0.75,1.00,1.30mm,對應(yīng)能耗分別會(huì)增加0.4%,0.75%,1.3%,3%,8.4%。一般要求,對于轉(zhuǎn)數(shù)3000r/min的設(shè)備,對中數(shù)據(jù)在0.03mm以內(nèi)的為良好,0.06mm以內(nèi)的為達(dá)標(biāo)。在對場內(nèi)46臺設(shè)備中,平均對中合格率只占到2%,實(shí)際情況比預(yù)計(jì)嚴(yán)峻。水泵的運(yùn)行、檢查及維護(hù)方式等,均可能對泵軸對中產(chǎn)生影響。
通過對P119A/B兩臺泵找正兩個(gè)月后的用電情況與前兩年同期相近外送量的數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn),在兩臺泵的對中容差量不大的情況下(最大0.1mm),見表7,經(jīng)過找正后可每年節(jié)約電費(fèi)7892元。P119C/D兩臺泵雖然有一塊電表計(jì)量,但是由于C泵的水平螺栓過小無法將水平方向數(shù)值調(diào)整到位,所以需將C泵基礎(chǔ)臺板螺栓孔重新擴(kuò)孔后找正處理。
實(shí)施后,在120d后追蹤了找正情況變化,發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)較大變化,根據(jù)此情況,初步確定找正周期為3個(gè)月,需根據(jù)設(shè)備狀況進(jìn)行調(diào)整,同時(shí)要認(rèn)識到,設(shè)備找正工作不是一項(xiàng)一勞永逸的工作,不是一次性的任務(wù),而是一項(xiàng)日常的預(yù)防性維護(hù)工作。設(shè)備維護(hù)工作很多都是預(yù)防性維護(hù)工作,需要日?;?、規(guī)范化,并不斷地摸索規(guī)律,如表8所示,根據(jù)各設(shè)備特性和實(shí)際工作狀態(tài),確定對中檢測周期,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。
設(shè)備對中更準(zhǔn)確的好處,包括:節(jié)能(0.25→0.05,節(jié)能0.7%),減少軸承、密封的損壞,延長檢修周期,節(jié)省備件費(fèi),減少人工,節(jié)約潛在的因設(shè)備損壞、維修所引起停產(chǎn)帶來的損失。
3.3 設(shè)備管理優(yōu)化實(shí)施效果
通過不斷推進(jìn)設(shè)備預(yù)防性維護(hù)工作,設(shè)備完好率不斷提升,設(shè)備、儀表完好率從2016年的97.34%,96.55%水平,分別提升至99.08%,98.72%,維護(hù)費(fèi)用也保持在較低水平,檢修費(fèi)與資產(chǎn)比例在實(shí)施的前兩年分別降至1.49%,0.85%。
四、結(jié)論
(1)檢修工藝化,建立作業(yè)指導(dǎo)文件,建立標(biāo)準(zhǔn)化維修程序,對于操作過程及時(shí)進(jìn)行記錄,建立可視化、可追溯的管理方法提高設(shè)備維修水平,
(2)設(shè)備管理分級化,根據(jù)設(shè)備重要性及運(yùn)行狀況,確定設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),采用不同維修、備件方案,分級管理,
(3)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測指標(biāo)化,建立控制指標(biāo),通過數(shù)據(jù)指標(biāo)變化指示設(shè)備情況并動(dòng)態(tài)調(diào)整,通過設(shè)備監(jiān)測儀器的使用,對設(shè)備運(yùn)行狀況定量化,為預(yù)防性維護(hù)提供數(shù)據(jù)支持,使得基于時(shí)間的維護(hù)、狀態(tài)的維護(hù)、糾正性維護(hù)與性能的維護(hù)相結(jié)合,
(4)設(shè)備、儀表完好率從優(yōu)化前的97.34%、96.55%水平,分別提升至優(yōu)化后的99.08%、98.72%,維護(hù)費(fèi)用也保持在較低水平,檢修費(fèi)與資產(chǎn)比例在實(shí)施后的前兩年分別降至1.49%、0.85%。(來源:青島錦龍弘業(yè)環(huán)保有限公司)
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