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1、北方联合电力乌拉山发电厂热工队微机班QC小组 降低#5脱硫CEMS在线监测系统故障次数北方联合电力乌拉山发电厂热工队微机班QC小组 2010-4 小组名称热工队微机班QC小组课题名称降低#5脱硫CEMS在线监测系统故障次数成立时间2004年2月课题类型现场型小组人数8人注册日期2009年1月8日注册编号2009-24平均每次活动时间2小时/次活动时间2009年1月10月活动次数11次出勤率98取得成绩2006年893数据采集系统上传MCS系统荣获国家QC成果奖2007年5炉汽包水位测量系统改进荣获国家QC成果奖2008年降低#5增压风机测振装置故障次数荣获自治区QC成果奖成 员 状 况姓名性别
2、年龄文化程度职称组内职务尹章全男40大专工程师组长畅世卿男38大专工程师组员张 民男33大学助工组员 刘 江男32大专助工组员 郭东红女35大学助工组员 杨晓华女34大专助工组员罗建荣女38大专助工组员宋文华男38大专助工组员表1 制表：杨晓华 脱硫CEMS在线监测系统是发电厂脱硫烟气分析系统的重要运行设备，主要分析锅炉排放烟气中的SO2、NOX、O2和粉尘等重要参数，并24小时实时向环保部门传送。取样烟气由装在烟道上就地取样装置获得，经带电伴热的取样管路送到CEMS小间的烟气分析仪表，各项参数的分析结果经在线监测的计算机处理，通过光缆和电缆的手段送到DCS画面和环保部门。分析系统如果任一环节
3、出现故障必须在短时间内消除，如果不能及时处理，环保局会按脱硫系统停运处理，取消主机相应脱硫电价，甚至征收排污费，并要求停机整顿。图1 制图：郭东宏 厂部要求：脱硫CEMS在线监测系统故障次数3次/月均小组问题：小组对5脱硫CEMS在线监测系统2008年9月-12月出现故障次数进行调查：2008年9月-12月5脱硫CEMS在线监测系统出现故障调查表 月份（月）项目9101112合计5脱硫CEMS在线监测系统故障次数（次）131115948实际故障次数（次/月均）12 表2 制表：杨晓华 将调查表绘制成折线图： 从折线图中可以看出5脱硫CEMS在线监测系统故障次数频繁，月均故障次数达到12次/月均
4、，远高于厂部要求，不能正常分析各项参数，已经严重影响到脱硫系统正常运行，因此我们选择课题： 小组按照厂部要求将#5脱硫CEMS在线监测系统故障次数由12次/月均降低到3次/月均 #5EMS在线监测系统月均故障次数目标值柱状图图3 制图人：郭东宏 调查一：1、小组成员对2008年9 -12月存在影响#5CEMS在线监测系统故障次数进行了调查，并列表如下：月份（月）项目（项）9101112合计（次）1取样装置故障119137402制冷装置故障101133分析仪表故障011024计算机故障100125控制线路故障01001合 计131115948表3 制表：杨晓华 2、根据调查表结果绘制统计表序号项
5、目频数(次)累计频数(次)累计百分比(%)1取样装置故障404083.32制冷装置故障34389.63分析仪表故障24593.84计算机故障24797.95控制线路故障148100合计48表4 制表：杨晓华 3、根据统计表绘制排列图83.3%89.6%93.8%97.9%100%50%40200N=48频数(次)累计百分数(%)取样装置故障制冷装置故障分析仪表故障计算机故障控制线路故障403221图2 制图人：郭东宏 绘图时间：2009年1月8日结论：由排列图可以看出取样装置故障占#5脱硫CEMS在线监测系统故障次数总数的83.3%，是造成#5CEMS在线监测系统故障次数高的主要问题。调查二、
6、目标可行性分析小组成员对条件基本相同的#4脱硫CEMS在线监测取样装置系统故障次数进行了调查，并列表如下：月份（月）项目（项）9101112合计（次）1#4CEMS在线监测系统取样装置故障101132#5CEMS在线监测系统取样装置故障11913740同类问题发生的最低故障次数（次）3表5： 制表：杨晓华通过上表可以看出，同类问题发生的最低故障次数为3次小组认为相同条件下#4脱硫CEMS在线监测系统能达到的，#5脱硫CEMS在线监测系统也应该能够达到，这样#5CEMS在线监测系统故障次数由12次/月均 可降低到：48-（40-3)/4 = 2.75次/月均，从而保证了指令性目标值的完成。针对取
7、样装置故障这个主要问题，我们用树图进行了原因分析：取样装置故障取样管漏空气取样管堵管路中粉尘过多取样管被腐蚀反吹系统定时不自启动取样管积水取样管积水管路接口松动烟气温度低于H2SO4露点温度蠕动泵不排水取样管积水蠕动泵管过紧取样管积水伴热带温度低烟气中粉尘超标取样管无反吹系统部分管路无伴热带图4 制图：郭东宏 通过原因分析找到七条末梢因素：1、管路接口松动 2伴热带温度低 3、部分管路无伴热带4、烟气中粉尘超标 5、反吹系统定时不自启动 6、取样管无反吹系统7、蠕动泵管过紧确认一确认内容管路接口松动确认方法现场检查、调查分析确认标准根据300MW机组热工设备检修标准(Q/106-105-005
8、-2008)14.2.1中规定：CEMS在线监测系统管路连接必须使用专用防腐过程接头，连接紧密。锅炉出口氧量与CEMS样气氧量偏差O22%，则应检查管路、接口等是否漏气。确认过程1、 现场外观检查取样装置所有过程接头是否有松动现象，未发现松动现象。2、在CEMS在线监测计算机系统报表中调取2008年9-12月CEMS取样气体平均O2与锅炉出口烟气O2进行对比，O2=锅炉排放烟气O2-CEMS取样烟气O2如果O22%说明烟气中混入空气。2008年9-12月CEMS取样气体与锅炉出口烟气氧量对比调查表月份（月）9101112CEMS取样烟气O2（%）5.55.14.24.8锅炉出口烟气O2（%）3
9、.85.03.03.3实际偏差(%)1.71.11.21.5允许偏差(%)2%结 论合格合格合格合格确认人畅世卿确认时间2009.2.12确认地点#5CEMS小间确认结果符合要求确认结论非主因表6 制表人：杨晓华确认二确认内容伴热带温度低确认方法现场检查、调查分析确认标准根据300MW机组热工设备检修标准(Q/106-105-005-2008)14.2.1中规定：因取样气体低于露点温度易腐蚀管路，管路必须带有电伴热带，温度不得低于100。确认过程1、在CEMS在线监测计算机系统报表中调取取样管路2008年9-12月中每月的最低温度和月均温度进行检查日期9月10月11月12月最低管路温度()11
10、3105108114平均温度()117114115117标准()100结 论合格2、 现场使用红外线温枪对取样管路中电伴热带进行测量，温度符合检修标准要求。实测温度：112 要求温度：100确认人张民确认时间2009.2.23确认地点#5CEMS小间及取样平台确认结果不符合要求确认结论非主因表7 制表：杨晓华 确认三确认内容部分管路无伴热带确认方法现场检查、调查分析确认标准根据300MW机组热工设备检修标准(Q/106-105-005-2008)14.2.1中规定：因取样气体低于露点温度易腐蚀管路，管路必须带有电伴热带，温度不得低于100。确认过程1、现场检查所有#5脱硫CEMS在线监测系统取
11、样管路中电伴热带的敷设情况，发现带电伴热带的取样管路在距离取样装置一米处左右无电伴热带。 2、现场使用红外线温枪对无电伴热带取样管路进行测量，温度不符合检修标准要求。实测温度：52 要求温度：100确认人张民确认时间2009.2.12确认地点#5CEMS小间及取样平台确认结果不符合要求确认结论主因表7 制表：杨晓华 确认四确认内容烟气中粉尘超标确认方法调查分析确认标准根据环保部门火电厂烟气排放连续检测技术规范规定锅炉排放烟气中粉尘浓度50mg/Nm3。确认过程从CEMS在线监测计算机系统报表中调取2008年9-12月#5炉烟气中粉尘排放情况2008年9-12月#5炉烟气粉尘排放调查表月份（月）
12、9101112实际月均排放(mg/Nm3)45423946允许排放标准(mg/Nm3)50结 论合格合格合格合格烟尘浓度测量采用西门子SM-200烟尘浓度测量仪，利用安装在烟道两侧的红外线发射和接收装置，通过感应包接收到的红外线电磁波的强度线性反应烟气中的粉尘浓度。确认人郭东宏确认时间2009.2.12确认地点#5CEMS小间确认结果符合要求确认结论非主因表8 制表人：杨晓华确认五确认内容反吹系统定时不自启动确认方法现场检查、调查分析确认标准根据CEMS设备运行手册中：CEMS在线监测系统每4小时定时自动反吹系统。确认过程每隔4小时进行现场检查，PLC反吹系统指令发出，ZJ指令继电器吸合，反吹
13、电磁阀自动工作，同时反吹指示灯亮。2009年2月12日反吹系统自动运行情况调查表时间8：0012：0016：0020：00反吹继电器是否工作是是是是反吹电磁阀是否工作是是是是反吹指示灯是否正常是是是是结 论合格确认人尹章全确认时间2009.2.12确认地点#5CEMS现场确认结果符合要求确认结论非主因表9 制表：杨晓华 确认六确认内容取样管无反吹系统确认方法现场检查、调查分析确认标准根据300MW机组热工设备检修标准(Q/106-105-005-2008)15.3.2中规定：CEMS在线监测系统应安装自动反吹系统，保证管路畅通，管路堵塞现象2次/月。确认过程现场检查管路反吹系统，发现#5CEM
14、S在线监测系统仅在取样装置处设有自动反吹系统，管路部分没有反吹系统。小组对#5CEMS在线监测系统2008年9-12月管路堵塞情况进行了调查分析 2008年9-12月#5CEMS管路堵塞调查表月份（月）9101112堵管次数(次)7695允许故障次数（次/月）2结 论不合格确认人尹章全确认时间2009.2.12确认地点#5CEMS现场确认结果不符合要求确认结论主因表9 制表：杨晓华 确认七确认内容蠕动泵管过紧确认方法调查分析确认标准根据300MW机组热工设备检修标准(Q/106-105-005-2008)15.3.1中规定：定期检查蠕动泵排水情况，不应发生蠕动泵停转现象。调查分析#5CEMS蠕
15、动泵2008年9-12月停转情况 #5CEMS蠕动泵2008年9-12月停转情况调查表月份（月）9101112蠕动泵停转次数3221允许故障次数（次/月）0结 论不合格停转后蠕动泵与正常运转蠕动泵泵管的排水情况抽样检查项目1234停转后蠕动泵排水(ml/h)0000取样管内是否存在积水是是是是正常运转蠕动泵排水(ml/h)110结 论样气中含有水分，气体分析指示不准停转后蠕动泵与正常运转蠕动泵泵管的长度抽样对比 项目1234停转后蠕动泵管长度(mm)11.3211.3511.5411.42正常运转蠕动泵管长度(mm)12.5312.5112.5012.52结 论停转的蠕动泵管比正常转动蠕动泵管
16、短，造成蠕动泵阻力过大确认人刘江确认时间2009.2.12确认地点#5CEMS小间确认结果不符合要求确认结论主因表10 制表人：杨晓华通过要因论证，确认了三条主要原因：1、部分管路无伴热带 2、取样管无反吹系统 3、蠕动泵管过紧 对策一序号项目对策目标措 施地点负责人时间1部分管路无伴热带连接并加长伴热带所有管路温度都在100以上1.1、连接加长伴热带1米电伴热带接口连接示意图#5CEMS取样平台张民2009.3.1-2009.3.101.2、加装漏电保护终端防漏电保护终端接头与电伴热带连接示意图表11 制表：杨晓华 对策二序号项目对策目标措 施地点负责人时间2取样管无反吹系统改进反吹系统加装
17、管路反吹系统管路堵塞现象2次/月2.1、将压缩空气引至CEMS小间#5CEMS取样平台刘江2009.3.11-2009.3.202.2、加装截止阀和减压阀，连接管路2.3、利用反吹指令断电器常开接点和两位三通电磁阀自动反吹管路表12 制表：杨晓华对策三序号项目对策目标措 施地点负责人时间3蠕动泵管过紧合理调整蠕动泵管长度蠕动泵停转次数为03.1、调整蠕动泵管长度#5CEMS控制柜刘江2009.3.21-2009.3.303.2、将蠕动泵位置安装到便于观察位置3.3、润滑蠕动泵内轴承及转动部分表13 制表：杨晓华实施一 连接并加长伴热带实施1.11.1、连接加长伴热带1米改造前改造改造后 带电伴
18、热带的取样管路在距离取样探头装置一米处左右无电伴热带，小组通过连接并加长1米左右 MIC-04T型伴热带，然后用保温材料包裹，再用耐高温绑扎带缠绕。改造前后现场图片对比实施1.21.2、加装漏电保护终端改造前改造改造后改造前伴热带终端使用胶布连接，在雨雪天气容易导致电伴热带发生短路现象，造成电伴热带跳闸，管路温度下降，管路中烟气温度低于H2SO4露点温度，造成管路腐蚀严重，导致管路漏空气，造成取样装置故障。改造后加装伴热带 MICTHZ-1-2专用终端接头，可以避免发生短路现象。改造前后现场图片对比实施效果样本123456采样时间4.2 8:304.7 9:104.12 8:504.18 9:
19、304.22 9:304.27 8:35伴热管路温度()114116112111114115伴热管路要求温度()100结 论合格小组对#5CEMS在线监测系统改造后取样管路温度进行了6次抽样测量效果检查所有管路温度都能够达到100以上检查人张民实施时间2009.3.1-2009.3.10检查时间2009年4月30日表14 制表：杨晓华实施二 改进反吹系统加装管路反吹系统实施2.12.1、将压缩空气引至CEMS小间改造前改造改造后 改造前#5脱硫CEMS在线监测系统仅在取样装置处设有自动反吹取样装置,管路部分得不到反吹,经常出现管路堵塞现象,改造使用20不锈钢管40米，从储气罐的截止阀后将管路引
20、到CEMS小间 改造后压缩空气管路在CEMS小间室外和室内走向现场图片实施2.22.2、加装截止阀和减压阀，连接管路改造前改造改造后 在CEMS小间内部管路上加装截止阀、减压过滤阀、两位三通电磁阀，最后用最后用6样气管连接管路改造后现场图片实施2.32.3、利用反吹取样探头装置的电路实现自动反吹管路 改造前改造改造后 利用反吹取样探头的指令断电器常开备用接点(2，5)和两位三通电磁阀实现在自动反吹取样探头装置的同时自动反吹管路改造所用OMRON继电器和耐腐蚀burket PDFV两位三通电磁阀实施效果日期第一周第二周第三周第四周合计堵管次数（次/月）01012允许故障次数（次/月）2结 论合格
21、2009年4月取样管路堵管次数调查表效果检查经过改进反吹系统,每月堵管次数降低到规程允许范围检查人张民实施时间2009.3.11-2009.3.20检查时间2009年4月30日实施三合理调整蠕动泵管长度实施3.13.1、将蠕动泵位置安装到便于观察位置改造前改造改造后改造前蠕动泵安装在CEMS在线监测系统控制柜内的制冷器下方，蠕动泵是否停转、是否正常排水不能及时发现，造成取样管内积水过多，仪表分析参数不准确，时间过长甚至会损坏分析仪表将蠕动泵位置由制冷器下方安装到控制柜侧面，可以清楚地看到蠕动泵是否旋转，及时发现蠕动泵故障，减少故障时间 改造前后现场图片实施3.23.2、调整蠕动泵管松紧程度原#
22、1、2蠕动泵管长度为11.5和11.3mm，泵管太紧容易造成蠕动泵停转，蠕动泵管太长会造成排水不良，取样气体中混入空气，影响分析参数的准确性。经过反复调整，长度确定为12.5mm比较合适 改造后现场图片实施3.33.3、定期润滑蠕动泵内轴承及转动部分 蠕动泵经过长时间运转，必须进行定期润滑和保养，每个月进行加注一次润滑油，每半年要进行更换检修。现场图片实施效果日期(日)159131823#1蠕动泵(次)000000#2蠕动泵(次)000000允许故障次数(次)000000结 论合格2009年4月蠕动泵停转次数进行抽样调查表效果检查经过调整蠕动泵管长度，蠕动泵运转正常检查人畅世卿实施时间2009
23、.3.21-2009.3.30检查时间2009年4月30日表16 制表：杨晓华对策全部实施完成以后,小组对#5CEMS在线监测系统2009年5月-8月运行情况与改造前2008年9月-12月的运行情况进行了比较。效果一 1、#5CEMS在线监测系统的主要问题解决情况改造前后对比: 改造前（2008年9月-12月）改造后（2009年5月-8月）序号项目频数（次）累计频数（次）累计百分比（%）序号项目频数（次）累计频数（次）累计百分比（%）1取样装置故障404083.31制冷装置故障3333.32制冷装置故障34389.62分析仪表故障2555.63分析仪表故障24593.83计算机故障2777.8
24、4计算机故障24797.94控制线路故障1888.95控制线路故障1481005取样装置故障19100合计48月均故障次数12次/月合计9月均故障次数2.25次/月表17 制表：杨晓华 2、根据统计表绘制出排列图制冷装置故障取样装置故障累计百分数(%)频数(次)N=480204050%100%97.9%93.8%89.6%83.3%2分析仪表故障计算机故障控制线路故障40322133.3%55.6%77.8%88.9%100%50%1050N=48频数(次)累计百分数(%)取样装置故障制冷装置故障分析仪表故障计算机故障控制线路故障32212009年5月8月2008年9月12月频数(次)1020
25、4083.3%89.6%93.8%97.9%N=9100%50%图5： 制图人: 郭东宏 绘图时间：2009年9月8日结论：影响#5CEMS在线监测系统的主要问题取样装置故障，已降为次要问题。效果二目标检查：“#5CEMS在线监测系统月均故障次数”改造前、后柱图对比： 图6： 制图人:郭东宏 结论：改造前#5CEMS在线监测系统的月故障次数为12次/月均,改造后为2.25次/月均,比我们预期的目标值3次/月均还降低了0.75次/月均。通过改造前后折线图对比，#5脱硫CEMS在线监测系统故障次数小于厂部要求，在正常范围内波动。一、直接经济效益1、脱硫CEMS在线监测系统参数不正常，环保局按脱硫系
26、统不投运处理，扣除相应脱硫电价。2008年9月至12月，#5脱硫CEMS在线监测系统平均每月堵管12次，2009年5-8月，平均每月堵管2.25次,每次处理约需1小时，如果取消300MW 0.015元/KWh的脱硫电价，并扣除8.5%厂用电量,乘以4个月后计算：3*105*0.015*（12-2.25）（1-8.5%）*4=16.06万元 可节约16.06万元2、2008年9月至12月，#5脱硫CEMS在线监测系统共损坏电磁阀1个，蠕动泵2个，抽气泵1个，共计1.6万元；改造投入两位三通电磁阀1个，不锈钢管30米，截止阀1个，共计0.4万元，节约资金1.2万元。共计节约16.06+1.2=17
27、.26万元二、无形效益及社会效益可以大大减少日常的检修维护工作，减少备品备件的投入，为#5脱硫CEMS在线监测系统、脱硫DCS、和环保局等在线监测单位提供准确可靠参数，保证脱硫系统的正常运行，减少对周边地区造成环境污染，为我厂的节能减排和环保工作做出积极贡献。1、制定巩固措施序号标准化落实人时间1修定300MW机组热工设备检修标准(Q/106-105-005-2008)：将#5脱硫CEMS在线监测系统加长电伴热带、加装漏电保护终端连接方法及检修注意事项添加到15.5.1中，在今后检修工作中执行。张民2009.9. 52修定300MW机组热工设备检修标准(Q/106-105-005-2008)：
28、将#5CEMS在线监测系统管路反吹系统检修维护注意事项添加到15.5.2中，在今后检修工作中执行。张民2009.9.53修定300MW机组热工设备检修标准(Q/106-105-005-2008)：将#5CEMS在线监测系统蠕动泵管调整步骤添加到15.5.3中，在今后检修工作中执行。张民2009.9. 54将加装#5脱硫CEMS在线监测系统自动管路反吹系统中所用到的电磁阀、截止阀、减压过滤阀等设备型号参数录入到BFS+检修台帐中畅世卿2009.9. 55重新制定蠕动泵的定期检修制度，并归纳到微机班脱硫CEMS在线监测系统定期检修制度中尹章全2009.9. 56对加装#5脱硫CEMS在线监测系统自
29、动管路反吹系统的工作原理和电路部分图纸填写到到设备异动报告中并存档微机班技术资料中。张民2009.9. 5 表19 制表：杨晓华 2、效果跟踪1、2009年10-12月,我们对改造后的#5CEMS在线监测系统进行了为期3个月的跟踪调查，效果良好。 月份(月)项目101112故障次数（次）221月均故障次数(次)1.7故障允许次数（次）3结论效果良好 表18 制表：杨晓华通过本次QC活动，小组成功地运用QC理论解决了我厂#5CEMS在线监测系统故障次数高的问题。小组成员不仅提高了QC理论知识水平，还增加了解决现场实际问题的信心。小组会总结经验、再接再厉，继续解决生产中遇到的疑难问题，和大家共同进行QC经验和成果交流。下一步我们将以“降低加热站补水箱水位计故障次数”作为2010年的QC小组活动课题。- 30 -
