（工商管理专业论文）辽阳石化硝酸厂设备管理研究.pdf

大连理工大学专业学位硕士学位论文 摘要 本文主要讨论现场设备管理方面的问题。文中从硝酸生产的特点出发，根据目前设 备管理的实际情况，借鉴先进化工企业的管理经验，同时参考文献资料中先进的管理思 想和管理模式，旨在找出适合本企业设备管理的有效途径。在文中对辽阳石化硝酸厂设 备管理上的薄弱环节和生产中存在的主要瓶颈问题作了细致的描述。强调在设备一生管 理上，实行以状态监测为主的设备预知维修管理模式，改革与创新同设备管理相结合管 理思路的重要性，真正实现设备一生的经济管理。同时指出在本企业中设备管理思路要 。有连惯性，特别是领导要重视设备管理工作，通过完善各种竞争激励机制来充分发挥员 工的积极性和主动性，实现全员参与管理，满足现代化大生产的客观要求。最后，从现 场管理出发，在基础工作，设备运行，点检管理，改善管理，安全管理等方面，阐述了 做好设备管理工作的思路并提出了切实可行的措施。以实现设备长周期、安全、稳定运 行。目的是为提高辽阳石化硝酸厂的设备管理工作水平，完善管理理念与维修模式提供 一条崭新的途径。 关键词：设备管理；状态监测；故障诊断 辽阳石化硝酸厂设备管理研究 l i a oy a n gp e t r o c h e m i c a ln i t r i cp l a n td e v i c e m a n a g e m e n ts t u d y t h eq u e s t i o i l so fe q u i p m e n tm a n a g e m e n ti nl o c a l ew a si n v e s t i g a t e di nt h i s p a p e r s t a r t i n gf r o mt h ec h a r a c t e r i s t i co fn i t r i ca c i dp r o d u c i n ga n da c c o r d i n gt ot h ep r a c t i c a l c o n d i t i o no fe q u i p m e n tm a n a g e m e n t , s i m u l t a n e o u s l y 璐i n ga d v a n c e dc h e m i c a lc o r p o r a t i o n f o rr e f e r e n c e ，a d v a n c e dm a n a g i n gi d e aa n dm o d ei nr e f e r e n c e sw e r ec o n s u l t e d , a l lt h e s ew i t h t h ea i mw a st of i n do u te f f e c t i v ea p p r o a c ht h a tf i t e q u i p m e n tm a n a g e m e n ti nf a c t o r y u n s u b s t a n t i a lt a e h ei n e q u i p m e n tm a n a g e m e n ta n di n t r a c t a b l eq u e s t i o nc o n s i s t i n gi n p e t r o c h i n al i a o y a n gp e t r o c h e m i c a lc o m p a n yn i t t r i ca c i df a c t o r yw e r ed e t a i l e d l yd e s c r i b e d i n e q u i p m e n tm a n a g i n gf o rl i v e ，p r e s c i e n tm a i n t a i n i n gm a n a g e m e n tm o d et h a tm o s t l yb a s e do n i n s p e c t a b i 岫w a sc a r r i e do u t , i d e at h a ti n t e g r a t e de q u i p m e n tm a n a g e m e n tw i t hi n n o v a t i o n , w h i c ha c c o r d i n g l yv e r i t a b l ya c t u a l i z e dl i f e l o n ge c o n o m ym a n a g e m e n to f e q u i p m e n t a t 也e s a m et i m e ，i n1 0 e a lc o m p a n yt h o u g h to f e q u i p m e n tm a n a g e m e n ts h o u l dh a v ec o n s i s t e n c y , s p e c i a l l yl e a d e rs h o u l da t t a c hi m p o r t a n c et ot h ew o r ko f 既l u i p m e n tm a n a g e m e n t , p o s i t i v i t y a n dg o 。a h e a d i s mw e r ea d e q u a t e l yb r o u g h ti n t op l a yb ya l lk i n d so fc o m p e t i n gm e c h a n i s m , w h i c hm e tt h en e e do fm o r d e np r o d u c t i o n f i n a l l y ，s t a r t i n gf r o ms p o tm a n a g e m e n t , a tt h e a s p e c t so fb a s i cw o r k , e q u i p m e n t 川n n i n g ，p o i n ti n s p e c t a b i l i t y , s a f e t ym a n a g e m e n t , w o r d i n g i d e aw a s e x p a t i a t e da n d f e a s i b l em e a g u l w a s p u tf o r w a r d 田地a i mw a s t oh e i g h t e nm a n a g h a g l e v e l ，r e f l e c tm a n a g i n gm e t h o d , p r o v i d eai t e mo fb r a n d - n e wm e a n s k e y w o r d s ：e q u i p m e n tm a n a g e m e n t ；s t a t i n g m a n a g e m e n t ；f a i l u r ed i a g n o s i s i i 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名 大连理工大学专业学位硕士学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位 论文版权使用规定力，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交 学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可 采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。 作者签名 导师签名：匕丛塑 4 2 大连理工大学专业学位硕士学位论文 引言 设备是企业的基础，是完成现代化工业生产中的组成元素，设备的维修和更新，技 术状况和技术性能的不断改善和提高，是保证生产“安全、稳定、长周期、满负荷、优 化乃运行，提高经济效益，降低能耗、物耗的重要环节和先行条件j 由此可见，设备管 理工作非常重要。搞好设备管理对一个企业来说，不仅是保证简单再生产必不可少的一 个条件，而且对提高企业生产技术水平和产品质量，降低消耗，保护环境，保证安全生 产，提高经济效益，推动国民经济持续、稳定、协调发展有着积极的作用。 辽阳石化硝酸厂是2 0 0 4 年1 1 月建成投产的新厂，设备管理工作可以说是从头开始。 现场的主要设备有大型机组、各种泵、塔、罐、换热器等，对这些设备的管理是重点也 是难点，因为这之前对硝酸生产过程的设备管理，并不十分了解，只是从理论上了解硝 酸是一种强氧化性，强腐蚀性的工业原料，再就是从兄弟单位侧面了解的一点信息。但 从运行中几年的实践摸索看，情况要比我们想象的要复杂的多。 运行中发现，硝酸生产中对设备的腐蚀程度不能想象，因为你既看不见，又摸不到， 只有借助别的部件，如管线中蒸汽伴热的泄漏，周围易腐蚀元件出现腐蚀现象，运转设 备的润滑油变质，水的p h 值下降等来判断设备的泄漏。往往是出现腐蚀情况后才被发 现，这样很容易给生产造成预想不到的后果。 在管理体制中存在缺陷，特别是激励机制不能很好地调动员工的积极性，能培养人 才，不能留住人才。对设备的管理中，没能形成一贯的管理思路，往往随着领导的更换 而中断。同时，在维修方式上，还是以传统的故障和预防维修为主，没有形成适应现代 化生产的预知维修体系，使维修工作明显落后于设备技术水平。总的来看管理工作可以 说处于被动状态。 在生产实际中也确实遇到了许多制约装置稳定运行的难题，2 0 0 5 年曾因氧化氮压缩 机中分面由于加工的原因，表面不平，始终存在泄漏，通过人工对中面螺栓多次预紧， 都无济于事，但又未对其采取措施，最终导致氧化氮压缩机入口侧泄漏的氧化氮气体进 入润滑油系统，造成润滑油污染，对机组的各设备轴瓦都产生了不同程度的腐蚀，使轴 瓦振动报警连锁停车。同年也因关键设备氧化炉中分面大法兰泄漏，热电偶护管由于冷 凝酸腐蚀泄漏导致过被迫停车维修。在浓硝装置中，抽塔负压的气相管线因浓硝酸气的 腐蚀及冷凝酸的冲刷作用下，频繁出现泄漏，大约四个月就要更换一次；成品酸管线也 因浓硝酸在高温状态下的强腐蚀必须经常更换。浓硝酸储罐和装车栈台挥发出的浓硝酸 气对周围的碳钢管线、设备、扶梯和围栏等都产生了较严重的腐蚀破坏，并且还污染了 周围的环境。这些瓶颈问题严重影响者装置的平稳运行。 辽阳石化硝酸厂设备管理研究 生产中与硝酸接触的设备选用的虽然都是耐腐蚀的材料，但由于生产中的高温和气 液混合冲刷的环境，导致设备某些部位的使用寿命大大缩短。因此，加强现场设备的管 理，特别是运用现代化的设备管理系统，加强维护，采用先进检测技术和手段，才能在 生产实际中减少损失，节约成本，杜绝污染。这些已成为企业运行中的重中之重，提高 企业竞争力的关键所在，也是实现“安全生产，环保优先，以人为本的核心管理理念 前提。 在方法上运用长远的、全面的、系统的观点，采取一系列技术的、经济的、组织的 措施，力求设备的寿命周期费用最经济，综合效率最高，从而获得最佳经济效益。并结 合硝酸厂的现场实际情况，提出切实可行的管理方法，使设备的综合管理工作不断完善， 为设备的平稳、安全、高效运行奠定坚实的基础。 根据现场设备管理存在的诸多实际问题，在阅读大量文献基础上，深入探讨通过 技术经济和管理措施，对生产设备进行综合管理。通过判定和推行先进的设备管理和维 修制度，以较低费用保证设备处于最佳技术状态。提高设备完好率和设备利用率。认真 学习，研究，掌握设备物质运动的技术规律，如磨损规律，故障规律等。运用先进的监 控、检测维修手段和方法，灵活有效地采用各种维修方式和措施，提高设备维修。保证 设备的精度，性能达到标准，满足生产工艺的要求。同时按照经济规律和设备管理规律 的客观要求，组织设备管理工作采取行政手段与经济手段相结合的办法，降低能源消 耗费用和维修费用支出，尽量降低设备的周期费用。加强现场设备日常管理，强化岗位 责任制。针对工艺生产的特点，通过选用新型材料、定期维护、结构改造等方式，尽量 避免腐蚀情况的发生。同时加强技术培训和思想政治教育，造就一支素质较高的技术队 伍，操作队伍。随着化工企业向大型化，自动化和机电一体化等多方面迅速发展，以及 对设备管理要求的不断提高，从而对设备管理人员和维修人员提出了更高的要求，这就 需要我们不断的提升自己，提高管理人员和维修人员综合素质。另外，搞好管理，要 发动全体员工参与，形成从领导，从设备管理部f t 至t j 各有关组织机构齐抓共管的局面， 旨在保证企业平稳、高效生产，获得良好的经济效益。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 1 设备管理概述 1 1 设备管理的发展历史 自从人类使用机械以来，就伴随着设备的管理工作，只是由于当时的设备简单，管 理工作单纯，仅凭操作者个人的经验行事。随着工业生产的发展，设备现代化水平的提 高，设备在现代大生产的作用与影响力日益扩大，加上管理科学技术的进步，设备管理 也得到了相应的重视和发展，以致逐步形成一门独立的学科设备管理。其发展过程， 大致可分为四个阶段。 1 1 1 事后维修阶段 资本主义工业生产刚开始时，由于设备简单，修理方便，耗时少，一般都是在设备 使用到出现故障时才进行修理，这都是事后修理制度，此时设备修理由操作人员承担。 后来随着工业生产的发展，结构复杂的设备大量投入使用，设备修理难度不断增大， 技术要求也越来越高，专业性越来越强，于是，企业主，资本家便从操作人员中分离一 部分人员专门从事设备修理工作。为了便于管理和提高工效，他们把这部分人员统一组 织起来，建立相应的设备维修机构，并制定适应当时生产需要的最基本管理制度。在西 方工业发达国家，这种制度一直持续到2 0 世纪3 0 年代，而在我国，则延续到2 0 世纪 4 0 年代末期。 1 1 2 设备预防修理管理阶段 由于像飞机那样高度复杂机器的出现，以及社会化大生产的诞生，机器设备的完好 程度对生产的影响越来越大。任何一台主要设备或一个主要生产环节出了问题，就会影 响生产的全局，造成重大经济损失。1 9 2 5 年前后，美国首先提出了预防维修的概念，对 影响设备正常运行的故障，采取“预防为主 、“防忠于未然 的措施脚。以降低停工 损失费用和维修费用。主要做法是定期检查设备，对设备进行预防性修理，在故障处于 萌芽状态时加以控制或采取预防措施，避免突发事故。前苏联在2 0 世纪3 0 年代末期开 始推行设备预防维修制度。前苏联的计划预防制度除了对设备定期检查和计划修理外， 还强调设备的日常维修。预防修理比事后修理有明显的优越性。预先指定检修计划，对 生产计划的冲击小，采取预防为主的维修措施，可减少设备恶性事故的发生和停工损失， 延长设备的使用寿命，提高设备的完好率，有利于保证产品的产量和质量。2 0 世纪5 0 年代初期我过引进计划预修制度，对于建立我国自己的设备管理体制，促进生产发展起 到了积极的作用，经过多年的实践，在“以我为主，博采众长 精神的指导下，对引进 辽阳石化硝酸厂设备管理研究 的计划预修制度进行了研究和改进，创造出具有我国特色的的计划预修制度2 0 世纪 印年代，我国许多先进企业在总结实行多年计划预修的基础上，吸收三级保养的优点， 创立了一种新的设备维修管理制度一计划保养制。其主要特点是：根据设备的结构特 点和使用情况的不同，定时或定运行里程对设备事实规格不同的保养，并以此为基础制 定设备的维修周期。这种制度突出了维护保养在设备管理与维修工作中的地位，打破了 操作人员和维修人员之间分工的绝对化界限，有利于充分调动操作人员管好设备的积极 性，使设备管理工作建立在广泛的群众基础之上。 1 1 3 设备系统管理阶段 随着科学技术的发展，尤其是宇宙开发技术的兴起，以及系统理论的普遍应用，1 9 5 4 年美国通用电器公司提出了“生产维修一的概念，强调要系统的管理设备，对关键设备 采取重点维护政策，以提高企业的综合经济效益。2 0 世纪6 0 年代末期，美国企业届又 提出设备管理“后勤学 的观点，它是从制造厂作为设备用户后勤支援的要求出发，强 调对设备的系统管理。设各在设计阶段就必须考虑其可靠性、维修性及其必要的后勤支 援方案。设备出厂后，要在图样资料、技术参数、检测手段、设备供应以及人员培训方 面为用户提供良好的、周到的服务，以使用户达到设备周期费用最经济的目标。日本首 先在汽车工业和加电工业提出了可靠性和维修性观点，以及无维修设计和无故障设计的 要求脚。至此，设备管理已从传统的维修管理转为重视先天设计和制造的系统管理，设 备管理进入了一个新的阶段。 1 1 4 设备综合管理阶段 体现设备综合管理思想的两个典型代表是“设备综合工程学 和。全员生产维修制一。 由英国1 9 7 1 年提出的“设备综合工程学是以设备寿命周期费用最经济为设备管理目 标。2 0 世纪7 0 年代初期，日本推行的“全员生产维修制 ，是一种全效率、全系统和 全员参加的设备管理和维修制度h 1 。它以设备的综合效率最高为目标，要求在生产维修 过程中，自始至终做到优质高产低成本，按时交货，安全生产无公害，操作人员精神饱 满。 。全系统一，是对设备寿命周期实行全过程管理，从设计阶段起就要对设备的维修方 法和手段予以认真考虑，既抓设备前期阶段的先天不足，又抓使用维修和改造阶段的故 障分析，达到排除故障的目的。 。全员参加一，是指上至企业最高领导，下到每位操作人员都参加生产维修活动。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 在设备综合管理阶段，设备维修的方针是：建立以操作工点检为基础的设备维修制； 实行重点设备专门管理，避免过剩维修；定期检测设备的精度指标；注意维修记录和资 料的统计及分析。 1 2 设备管理的主要内容 设备管理的内容，主要有设备物质运动形态和设备价值运动形态的管理。企业设备 物质运动形态的管理是指设备的选型、购置、安装、调试、验收、使用、维护、修理、 更新、改造、直到报废；对企业的自制设备还包括设备的调研、设计、制造等全过程管 理。不管自制还是外购设备，企业有责任把设备后半生管理的信息反馈给设计制造部门。 同时，制造部门也应向使用部门提供各种改进资料，做到对设备实现从无到有到应用于 生产的一生的管理。 企业设备价值运动形态的管理是从设备的投资决策、自制费、维护费、修理费、折 旧费、占地税、更新改造资金的筹措到支出，实行企业设备的经济管理，使其设备一生 总费用最经济。前者一般叫做设备的技术管理，由设备的主管部门承担：后者叫做设备 的经济管理，由财务部门承担。将这两种形态的管理结合起来。贯穿设备管理的全过程， 即设备综合管理【粥】。 1 3 现代设备管理理论 目前许多企业都采用了现代设备管理理论与方法一设备综合管理。设备综合管理是 运用长远的、全面的、系统的观点，采取一系列技术的、经济的、组织的措施，力求设 备寿命周期最经济，综合率最高，从而获得最佳经济效益。也就是运用现代科学技术、 管理理论和管理方法，对设备寿命周期( 规划、设计、制造、筹措、安装、调试、使用、 维修、改造、报废到更新) 的全过程，从技术、经济、管理等方面进行综合研究和管理 的一系列活动的总称。在设备寿命周期的全过程中，任何一个人都不可能对全部问题做 出决策。因为在全过程中每一阶段都包含着有关设备的技术、经济和管理等方面问题。 作为设备的一生综合管理，它包含了前半生和后半生，按系统观点实现设备一生管理( 如 图2 1 所示) 嘲。设备综合管理的特点：一是全过程管理；二是全员参加管理( 从企业 领导到生产工人) ；三是价值管理。全过程管理是基础，全员参加是手段，价值管理是 目的。 辽阳石化硝酸厂设备管理研究 前期( 前半生) 后期( 后半生) 制造单位目标： 通过一切 促进造用 手段收集结合不断提 使用当中高设备综合 的信息，借l 一l 一效率 以改进设追求l 0 c 计，提高质的经济性 量，提高三 使用单位通过两个途径实现一生管理： 性： ( 1 ) 参与本单位自制设备的设计与制造： 实现优 可靠性 ( 2 ) 使用、消化、吸收、完善、改造设备，把信息反馈 质、高产、 经济性 给制造厂，参与审定设计、监造，提供图纸后提出设计 低耗、高效、 安全、提高 维修性 要求，由制造厂生产出更加先进设备( 符合工艺要 经济效益 求，三性等) 图2 1 设备一生管理 f i g 2 1m a n a g e m e n to f t h ee q u i p m e n ti j 南 信息反馈是现代设备管理的最基础部分。设备综合管理的特征是重视定量化数据分 析，尤其重视设备的设计、制造、使用、维修等技术数据和费用的信息反馈，这是人们 获得最大利益的关键。信息反馈可吸取过去的经验教训，去改进正在加工的产品，或设 计新一代产品；信息反馈能使制造者及时了解用户的意见和建议，从而确定新的投资方 案，以实现经济的“寿命周期费用 。如图2 2 所示。 一6 一 大连理工大学专业学位硕士学位论文 前期管理后期( 后半生) v n j 弋 j l 向制造厂反馈j 沙 卉黼一生淤 、 高设备效兰一一 图2 2 寿命周期管理 h g 2 2m a n a g e m e n to f l i 龟呲 1 。4 设备维修方式的选择 随着科学技术的不断进步和现代化生产的飞速发展，机器设备作为决定产品生产的 产量、质量和成本的重要因素，其作用越来越明显。设备在使用过程中，必然会产生不 同程度的磨损、疲劳、变形或损伤，随着时间的延长，它们的技术状态会逐渐变差，使 用性能下降。设备维修作为设备管理的重要环节，是延长设备寿命，保证生产正常运行。 防止事故发生的重要保证。因此，为保证机械设备处于良好的技术状况，选择合理的维 修方式是做好设备管理的前提条件。 目前经常采用的维修方式有以下三种：故障维修、预防维修、预知维修。这三种维 修方式在平均检修周期上的差别如下图2 3 所示。 辽阳石化硝酸厂设备管理研究 籁 懿 暴 址 避 辎 故障停机维修平均检修间隔时间 鉴查堕翼终修乎均捡堡圃堕堕囹 ( c b 柳 平均检惨间隔时间 飞面r 一 机内无故障运行时间 至故障停机的 平均运行时间 运行至故障停 机的最长时间 图2 3 平均检修周期 f i g 2 3a v e r a g ep e r i o do f o v e r h a u l 随着科学技术的发展，维修方式也发生了显著的变化，这样就要求在实际检修中合 理地选择维修方式，以便使设备的维修工作既可靠又经济。但是，当前有一种误区，认 为现在已进入了预知维修时代，设备都要进行预知维修，对过去的其他维修方式采取绝 对否定的态度。在实践过程中，现在设备还不可能都用仪器来检测判断故障，也不可能 全部准确判断设备什么时候坏，需要进行维修。据资料报道，以时间为基础的定期预防 维修在某些电器、阀门上还不能用仪器检测的预知维修所取代。所以对不同的设备应采 取不同的维修方式，甚至同一类设备在不同的企业其维修方式的选择也不一定相同。最 近设备与维修工程分会设备管理学术委员会京津委员到首都钢铁公司调研时发现，他们 仍然采用传统的预防维修制度，主要是根据他们多年对设备运行状况的了解和实践来确 定检修计划项目和周期( 当然也采用部分检测仪器) 。该公司现场设备状况、装置环境 及企业维修效益都很好，得到参加调研人员的好评。所以企业选择维修方式时，应根据 企业设备实际情况，多种维修方式合理结合，并不是只选用最先进的而把原来的淘汰掉。 一8 一 大连理工大学专业学位硕士学位论文 2 辽阳石化硝酸厂设备管理现状分析 2 1 装置简介 辽阳石化硝酸厂现生产装置主要包括稀硝装置、浓硝装置、储运三部分。硝酸厂 1 1 6 6 万吨年稀硝酸装置由化学工业第二设计院设计，于2 0 0 4 年3 月建设，同年1 1 月 投料试车，设计能力为年产1 1 6 6 万吨( 折1 0 0 ) ，全年运转周期8 0 0 0 小时，每小时 生产1 4 6 吨( 折1 0 0 0 , 4 ) ，产品浓度为6 3 5 以上本装置占地面积为3 8 5 0 平方米，由 。四合一一机组、氨蒸发、氨氧化、热回收、吸收等系统组成。装置设备共9 6 台，其 中反应器2 台，塔类2 台，换热器2 7 台，储罐类2 4 台，槽类6 台，混合器l 台，真空 泵5 台，其他泵类2 4 台，透平机2 台，压缩机2 台，天吊l 台。 浓硝装置也是由化学工业第二设计院设计。于2 0 0 4 年3 月建设，同年1 1 月投料生 产，该装置设计生产能力为年产浓硝酸4 万吨，全年运转周期为8 0 0 0 小时。生产装置 有两套浓缩系统和蒸发系统，其主要设备有：浓缩塔2 台，漂白塔2 台，换热器l o 台， 罐1 2 台，分配器2 个，液封罐8 个，喷射器5 台，泵1 3 台。 储运装置是为稀、浓硝装置配套建设的，由c p e 辽阳分公司设计。本装置共有设 备3 0 台其中1 0 0 0 m 3 球罐2 台，1 0 0 0m 3 稀硝储罐4 台，2 7 0m 3 浓硝储罐3 台，吸收 罐2 台，机泵l l 台j 换热器3 台，分离器3 台，氨回收压缩机2 台。另外，由c p e 辽 阳分公司设计的循环水系统中还含冷却塔、风机、循环水泵等1 3 台设备 稀硝酸装置采用的是目前国际上最先进的、最环保的双加压法硝酸工艺。本装置生 产的稀硝酸主要为辽阳石化分公司己二酸装置提供原料，金星化工厂每年需要约1 万吨 左右，剩余的稀硝产品为浓硝装置提供生产原料。 2 2 硝酸生产的主要特点及对设备的要求 硝酸化学式为h n 0 3 。无水纯硝酸是无色液体，易分解出二氧化氮，因而呈现红色。 通常所用的硝酸约含删0 36 5 9 6 左右，密度为1 4 9 c m 3 ，具有强烈的刺激性气味和腐蚀性， 是强氧化剂。几乎能于所有的金属起反应，是制取化肥、染料和炸药的重要原料。工业 上一般采用氨氧化法制得。9 8 0 , 6 以上的浓硝酸称为发烟硝酸，目前多采用硝镁法制得 由于硝酸特殊的化学性质，使得设备管理工作有一定的难度。一直以来腐蚀是化工 设备的危害之一，据有关资料统计，化工设备的破坏约有6 傩是由于腐蚀引起的。受热 的硝酸侵蚀不锈钢，易发生腐蚀，随着酸浓度和温度的升高，腐蚀则加剧。一般酸浓度 7 0 ，温度达7 0 1 2 时，硝酸对不锈钢腐蚀最为严重n 吨】。因此，对酸的浓度和温度必须 进行测量和记录。 辽阳石化硝酸厂设备管理研究 在硝酸生产中对人体安全影响最大的气体是n h 3 和n 0 x 。n h 3 是一种刺激性很强的物 质，在常温下以气体形式存在，对人体安全影响很大，在空气中当其浓度达到l o o p p m 时，就可以发生肺炎，当浓度达到5 0 0 p o m 时，就可以造成死亡。因此，对于在有氨存 在的环境下工作时，必须采取防护措施，对于治疗n h 3 烧伤最有效的方法是用大量的水 冲洗。但对于大量液n h 3 泄漏，注意不要用大量的水冲洗，因为加水使大量的液氨瞬间 蒸发，加快了蒸发速度，要等待其自然汽化，此时应带好防毒器具立即关闭阀门，将有 故障部位与系统切断。n 0 】【气体包括n o 、n 0 2 ，同样也是一种危害很大的有毒气体，当有 大量n 0 ) c 气体泄漏时，应用风机或压缩空气由上向下吹。生产中对人体安全影响最大的 液体是h n 鸭，它是强氧化剂，腐蚀性很强烈，能导致身体各部分严重烧伤，所以在酸岗 位工作必须具备防酸服、防护眼镜、耐酸手套等劳动保护。 由于硝酸生产的特点，这就对生产设备、管道、储罐、测量部件等材质的抗腐性提 出了严格要求，对运转酸泵的结构形式亦相对要求密封，无泄漏，防止大量酸泄漏时对 设备基础，储灌区地面，下水管线造成严重腐蚀及地下水污染。在实际中，与酸接触的 理想材质是0 0 c r l 9 n i l 0 ，即常用的3 0 4 l 材质。但在含氨的介质下，要求禁止用铜元件， 防止出现氨腐蚀。实际使用中值得一提的是含铬钼不锈钢( 如3 1 6 、3 1 6 l ) 对硝酸的耐 蚀性不仅不优于普通不锈钢( 3 0 4 、3 0 4 l ) ，有时甚至还不如。对于高温硝酸通常采用 氟塑料合金材料。 2 3 设备管理现状 2 3 1 设备管理流程简述 辽阳石化硝酸厂的设备管理执行中国石油辽阳石化分公司的管理制度，按照系统管 理和专业归口管理相结合的原则，实行公司、厂、车间三级管理。 装置中的各设备按重要程度进行分类，关键设备要在厂、公司备案，每月月末车间 要根据设备运行状况做出设备状态月报，并给予分析总结，对出现的故障要说明原因以 及采取的措施。装置平时和大修的计划要在每年的六月份提出明年的检修计划，由公司 批复后方可执行。备品备件的管理是由车间提出计划，然后到厂机动部门汇总，报到设 各处批复，再由电子商务部招标采购。 基于以上的情况，设备管理机构组织设置如下图3 1 所示 大连理工大学专业学位硕士学位论文 图3 1 管理机构 f i g 3 1m a n a g e m e n t 鲥r u c n 勰 2 3 2 设备状态监测状况 ( 1 ) 状态监测与故障诊断的意义 故障是指机械设备丧失了原来所规定的性能和状态。通常把机械设备在运行中所发 生的状态异常、缺陷、性能恶化、以及事故前期的状态统称为故障，有时也把事故直接 归为故障n 钔。而大型机组的故障诊断，则是根据对大机组进行状态监测所获得的信息， 结合机组的工作原理、结构特点、运行状况，对有可能发生的故障进行分析、预报、对 已经或正在发生的故障进行分析、判断，以确定故障的性质、类别、程度、部位及趋势， 对维护机组的正常运行和合理检修提供正确的技术支持。 在现代化的大型企业中，状态监测工作越来越发挥它的重要作用，特别是大型机组， 本身价格昂贵，其故障停机又会引起整个生产装置的全面停产，给企业造成巨大的经济 损失。因此，认真做好大机组的状态监测与故障诊断工作，对避免恶性事故的发生、降 低故障停机次数、缩短故障停机时间、减少企业的经济损失是十分有益的。 ( 2 ) 设备状态监测的体系建立、管理和运行 建立一套完善的检测体系，是关系到设备状态修的大事。要推广设备状态修，必须 合理的建立自己的检测体系，成立专业的检测队伍。设备状态监测的体系包括设备日常 检测、周期巡检、状态分析与故障诊断三个层面。 辽阳石化硝酸厂设备管理研究 目前硝酸厂执行的检测管理流程如下图3 2 图3 2 检测管理流程 f i g 3 2e x a m i n a t i o nm a n a g e m e n tf l o w 在运行上必须以提高设备质量、降低维修成本、提高设备综合经济效益为中心，积 极稳妥地推进设备状态维修工作。而设备检测工作是状态维修的基础，必须认真抓好， 并抓出成效。在开展方法方面，可以遵循简易入手、精密适时跟进、二者并重、多层次、 多手段的原则。 ( 3 ) 状态监测现状 目前硝酸厂采用的设备状态检测在线和离线系统是北京化大凯达的智能巡检仪及 网络化预知维修系统。2 0 0 4 年1 1 月硝酸装置投产后，在2 0 0 6 年初才初步建立状态监测 系统以及人员的配备，整个系统由厂家进行安装和调试，对人员的培训上只是教会如何 进行组态、数据采集及上传，在谱图分析、故障诊断，运行状态分析上，基本是空白， 再加上配备人员的实际经验有限，还远远做不到以状态维修为主，其他维修方式为辅的 检修模式。在工作中，经常处于被动状态，对设备的故障出现预见不足，设备一检修就 是急活，生产上着急，检修人员也着急，这样就造成检修质量不高，运行起来不稳，致 使设备频繁检修，造成检修费用大幅上升。目前，在转机的监测工作上虽然有一点起色， 但想达到较理想的预知维修状态还需加大人员的培训力度，提高实际工作中检修经验的 大连理工大学专业学位硕士学位论文 积累，特别是对特殊情况的分析判断能力和解决问题的思路。 2 3 3 操作人员操作水平及培训状况 硝酸厂操作人员的构成相对比较复杂，由来自原化工二厂7 l # 聚酯装置的，有原化 工厂的，还有纤维厂的员工，他们的操作水平参差不齐。原化工二厂的操作人员对化工 装置的生产比较熟悉，设备操作上有一定的实际操作基础，但是他们存在一些习惯的， 不符合操作规程的行为，致使转动设备在启动、切换时经常会发生故障。纤维厂的员工 原来接触的化工设备比较少，对他们来说是新事物，必须有一个接触的过程，加上又没 有经验，操作必然会出现操作上的一些失误，比如在实际操作中，有的操作人员用泵入 口阀门调节离心泵的流量，造成泵吸入量不足，导致机械密封损坏泄漏，还有的操作人 员基本不知道如何切换备用设备，另外在巡检中队对设备出现的异常情况判断不足，这 些因素都直接影响设备的正常稳定运行。 在培训方面，员工的培训方法单一，针对性不强。对操作规程的理论培训上投入较 多，实际操作上还远远不够，特别是在事故案例教育中不够深入，没有达到预期的效果。 这就使操作人员一碰到实际操作就不知所措，理论与实际脱轨，工作中往往凭主观行事， 出现野蛮或违章行为，造成设备的人为损坏。 辽阳石4 - 1 ：硝酸厂设备管理研究 3 辽阳石化硝酸厂设备管理中存在的问题 3 1 设备管理存在问题 企业运行中，在设备管理上暴露出一些制约着企业快速发展问题，面对现代化连续 生产规模，急需改进和提高，主要表现在以下几方面 3 1 1 管理机制的不健全 目前在企业的设备管理中存在的最大问题是管理机制的不健全，主要是激励机制。 在相当多的企业当中，所谓的激励机制很多都是做的好是本职工作，做的不好就要罚款， 在硝酸厂内，也是如此。这严重地限制了员工的工作积极性和主动性，甚至形成了对抗 心理，使得大多数员工的工作变成应付差事甚至都在躲避这方面的工作。再就是对培养 多年的高级维修、管理人才重视程度不够，总觉得生产企业主要工作在于生产而不是设 备管理，再加上现在社会上很多私营和专门经营设备的小型企业的大力招揽，很容易造 成人才流失。 3 1 2 组织机构的不灵活 ( 1 ) 当前企业的家长式、一言堂式的管理方式还存在，形成由某个人指挥企业的所 有管理工作，这种管理方式是不能适应市场的主要问题所在，现在企业的管理应该是各 部门分工、协作，共同管理，做到职责明确、管理科学。 ( 2 ) 企业组织不利于调动员工的积极性、发挥团队作用。现在的企业管理中存在着 下级只对上级负责，只对自己的工作负责，奖惩全由自己承担，与其他人没有太多的关 系，形不成一个有效统一的工作团队。 ( 3 ) 企业适应市场能力差。现在很多企业的设备大都是专门针对某种施工工艺的大 中型专用设备，专业性太强，一旦此类工艺暂时没有任务就要处于闲置状态，假设长期 没有任务，设备就有闲置报废的危险。同样设备的管理人员专业技能也存在着单一现象， 使用者只会使用、维修者只会维修、保养者只会保养，这是对人力资源的一大浪费，同 时也无法适应市场一专多能的要求。 3 1 3 对设备管理认识不全面、定位的不正确 长期以来设备管理主要侧重点在于维护设备的正常运转、满足正常施工生产的需 要，对设备资产作用的认识不足。没有把革新、小发明、小创造、设备的对外经营、人 才培养等完全纳入到设备管理系统。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 3 1 4 管理思路脱节 一直以来，企业对设备的管理还停留在凭经验、凭感觉来管理，没有进行系统研究。 对设备的维修保养也只停留在说明书和经验上，没有专门建立系统台账进行分析、研究， 然后制定相应规定。另外设备管理工作中主观性较大，在企业中，设备应该如何管理， 重视程度都是取决于主要领导对设备管理的态度，随着主要领导的更换，管理思路也相 应发生变化，同时决定了设备管理思想和重视程度的变化。使得企业的设备管理随着领 导的更换而脱节，甚至否定以前的管理方式。 3 1 5 维修体制和方式的落后 企业的维修技术水平、管理水平明显落后于设备技术水平。随着设备使用的市场化， 很多国外的先进设备已经进入国内市场的各领域，但是企业的维修技术、管理水平根本 跟不上新设备的技术含量。现在技术人员只能解决先进设备的某些简单问题，一旦某个 设备的中央控制系统或者精密多元件出现问题，人们就束手无策了。 故障维修和计划检修是原始传统的维修方式。故障维修往往会使设备造成不可挽回 的破坏，计划检修指导检修实施的依据就是时间，只要检修周期已到，不管设备好坏， 运行状态如何，都要进行检修。硝酸厂按照石化公司的设备管理要求，执行的是计划检 修模式，装置每隔两年进行一次大修，每年根据催化剂使用周期进行两次计划窗口检修。 显然，这种检修制度有失科学性，存在以下负面影响。 ( 1 ) 淡化技术管理责任，不利于开拓进取 在传统的计划检修制度下，到期必修，没有灵活的余地，在很大程度上制约了技术 与管理人员的开拓进取精神，僵化了技术人员的思维方式。从实际情况看，生产技术管 理工作跟不上形势的发展。在计划性检修制度下，由于技术管理人员对检修工作的安排 无权作主，淡化了设备管理人员的责任，设备出了问题，往往一推了事。 ( 2 ) 不利于延长设备的使用寿命 在计划性检修制度下，常常会出现下列现象：检修项目抓不住重点，分不清主次， 不是检修过剩就是检修不足。由于计划检修时间安排一般都较充裕，有缺陷大修理， 没有缺陷也修理，本来设备状态还比较好，还可继续使用，但还要拆开修，怕以后设备 出问题。由于过多的检修拆装，加速了拆装过程中的磨损，人为地缩短了设备的使用 寿命。 ( 3 ) 不利于提高企业的经济效益 辽阳石化硝酸厂设备管理研究 由于计划性检修针对性不强，盲目检修过多，降低了设备利用率，浪费了大量的人 力，增加了大量检修费用，因此影响了企业的整体经济效益。 3 2 设备存在的问题 装置经过几年的运行，现场设备管理取得一定的成效，但生产上一设备还存在着制 约装置平稳运行的瓶颈问题。 3 2 1 稀硝装置的主要问题 ( 1 ) 稀硝酸生产中，低压反应水冷器( e 1 0 9 ) 是一台关键的冷换设备，但由于其工 作条件的特殊性，使得换热管频繁出现泄漏。低压反应水冷器是一台固定管板换热器， 管程走的是n o x 气体，壳程为循环水，工艺气体入口温度约为1 6 3 ，出口要快速冷却 到4 0 左右，在热交换过程中，温差变化较大；同时，气体入口的换热器管板采用的是 普通角焊缝，这就容易使循环水中的氯离子在管板与换热管接触处产生聚集，虽然循环 水中的氯离子含量都在正常值范围，但随着时间的推移，在高温环境下此处氯离子严重 超标，大家都知到，氯离子对不锈钢的腐蚀是相当厉害的因此在此部位不断产生由氯 离子腐蚀引起的泄漏。这样不仅影响产品质量还给平稳运行带来极不稳定的因素。同时 也加速了设备的报废时间。 下表是在历年检修中因泄漏而堵死的换热管数量。 表4 1 统计表 t a b 4 1s t a t i s t i c st a b l e 翻稀硝装置中锅炉循环水泵( p 1 0 2 ) 采用的是合肥华升的设备，机械密封为丹东 克隆生产的，型号为c 8 b k c 6 5 平衡型。此设备自开车以来，运行中频繁出现机械密封泄 漏的现象，不能满足长周期平稳运行，即使修好的备用泵也实现不了备用，一旦自启， 机械密封就在瞬间的波动下产生泄漏，严重影响正常生产。在以往的检修中，每次都发 现整个机械密封内结垢严重，不仅静环密封圈、静环内侧结满水垢，就连动环密封圈、 动环内侧、动环座弹簧也结垢严重：这样，就会使机泵在运行中因动环密封圈结垢，而 大连理工大学专业学位硕士学位论文 导致跟随性不好，同时弹簧又不能自由伸缩给予及时补偿，最终引起机械密封失效，产 生泄漏。对于备的用泵，也因机械密封结满水垢，在自启时密封圈失效，不能充分地给 予补偿，最终造成泄漏。另外，在运行中也试图把通入密封腔内的循环冷却水停掉，但 因动静环密封圈长时间在高温的环境中产生变形、老化，不能自由跟随补偿，运行半个 月左右，也产生较大的泄漏。 下表为装置投产后泵每年维修的频次及消耗的备件费用。 表4 2 统计表 t a b 4 2s t a t i s t i c st a b l e 其他泵类设备也相应地存在一些问题，输送酸性介质的泵，由于项目初期设备选型 时，对运行中酸性介质泄漏造成的腐蚀估计不足，凡是设备上与酸性介质不接触的地方 ( 如轴承箱、泵底座、联接螺栓等) ，均采用碳钢材质。但在开车运行中，免不了产生 漏酸，因此，对这些部位产生了严重的腐蚀现象，造成设备不能正常运行，影响了生产。 许多泵基础也由于采取的防腐蚀措施不够，出现了不同程度的损坏。 3 2 2 浓硝装置的主要问题 ( 1 ) 浓硝装置中制约设备稳定运行的主要问题是设备的腐蚀，。主要反应在硝镁加热 器( e 2 0 1 ) 和抽塔系统的真空管线上。 硝镁加热器是浓硝装置的关键设备，它的结构为釜式加热器，材质为3 0 4 l ，壳程 介质为稀硝酸镁，稀镁利用管程1 1 m p a 的蒸汽进行加热，为浓缩塔提供蒸发热源。由 于壳程稀硝酸镁中必然有一定的含硝百分比，介质的工作温度在1 7 0 左右，这就使得 加热器下料接管在介质高温冲刷与腐蚀的作用下，迅速减薄，产生泄漏。并造成管束的 折流板腐蚀，进而对管束产生冲刷腐蚀，导致换热管泄漏，同时其他部位也有不同程度 的减薄。每年由此原因要造成设备3 q 次停车检修并更换下料管线，这严重影响装置平 稳生产，还使产品单耗无形中增加。 辽阳石化硝酸厂设备管理研究 抽浓缩塔负压的管线虽工作的压力和温度都不高，但由于冷凝的少量浓酸与酸气混 合后，对管线的冲刷、腐蚀，使管线减薄很快，大约每四个月要更换一次，每次所需备 件的成本费用约为6 5 7 万左右。这不仅影响生产，还无端地增加了维修费用。 ( 2 ) 浓硝酸的储存和装车产生的酸气对周围环境和碳钢设备、管线的腐蚀也是令生 产很头疼的问题。由于浓硝酸是发烟硝酸，在常压下极易挥发产生白烟，白烟与空气中 的水结合，形成稀硝酸，造成周围设施的腐蚀破坏。同时挥发出来的酸气还对四周环境 产生不同程度的污染。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 4 辽阳石化硝酸厂设备管理策略 现代化的设备管理工作必须坚持“以改革为动力，以创新求卓越，以效益为中心一 的设备管理思路，辽阳石化硝酸厂必须立足于企业内部挖潜，紧紧围绕设备运转良好、 安全经济、优质低耗的标准，注重设备更