2017年二等奖-蒸汽冷凝水回收洗梗系统的研制

,蒸汽冷凝水回收洗梗系统的研制,2017年国家局QC成果发布,汇报人:叶思远张彬单位：厦门烟草工业有限责任公司,前言,QIANYAN,为了贯彻落实国家局和福建中烟的精益工作理念，实现节能减排目标，星空QC小组决定围绕蒸汽冷凝水回收利用的问题开展课题攻关。,一、小组概况,二、选择课题,三、确定目标,四、提出并确定最佳方案,五、指定对策,六、对策实施,七、效果检查,八、标准化,九、总结和打算,1,小组概况,Part,一、小组概况,一、小组概况,小组荣誉,2,选择课题,Part,2.1提出问题2.2提出课题,2.1提出问题,蒸汽冷凝水未充分有效利用,洗梗机利用蒸汽冷凝水潜力未充分开发,制丝车间对蒸汽冷凝水无管控措施,2.1提出问题,1、制丝车间对蒸汽冷凝水无管控措施,车间产品能源单耗统计表,二、选择课题,能源管理细则实施调查表,结论：制丝车间对蒸汽冷凝水无管控措施。,-,2.1提出问题,2、蒸汽冷凝水未充分有效利用,蒸汽冷凝水水量试验:,试验原理：通过24L标准铁桶在排水口进行冷却后蒸汽冷凝水的收集，通过统计铁桶收集满的时间对水量进行算。保守估计一天正常生产14h。,车间每日排出蒸汽冷凝水总量=容器体积/装满时间生产时间=24L/40.28s60s60min14h=30029.8L30t,蒸汽冷凝水收集时间表,2.1提出问题,2、蒸汽冷凝水未充分有效利用,蒸汽冷凝水温度试验:,试验原理：对车间内主机设备的排蒸汽冷凝水管道表面用红外测温枪进行了测温。,蒸汽冷凝水温度统计表（）,-,结论：蒸汽冷凝水未充分有效利用。,蒸汽冷凝水的温度范围为9099，平均温度有95.7，具有较高的余热能量,2.1提出问题,3、洗梗机利用蒸汽冷凝水潜力未充分开发,车间主机设备能用使用情况调查表,洗梗机利用热水示意图,-,工作温度范围：63.565,结论：洗梗机利用蒸汽冷凝水潜力未充分开发。,2.2提出课题,冷凝式热水器示意图,思路借鉴：,中国知网(,课题查新：,课题查新,2.2提出课题,确定课题：,3,确定目标,Part,3.1设定目标3.2目标可行性分析,3.1设定目标,洗梗机蒸汽冷凝水替代率80%。根据二八原则，将洗梗机蒸汽冷凝水替代率80%作为基本目标。,3.2目标可行性分析,1、理论分析,理论基础公式：,产品蒸汽单耗推导公式：,目标值：蒸汽冷凝水替代率80%,公式中C为比热容，m为质量，t为温度差。,其中Qc为产品单耗，M为生产质量，为换热系数（包括传热效率与系统热量散失）,调查生产介质温度：,取值测算,替代率=冷凝水单耗/原蒸汽单耗100%=（t2/t1原蒸汽单耗）/原蒸汽单耗100%=（94.7-23）/(112-23)100%=81.69%80%,2016年第一季度洗梗机产品蒸汽单耗统计表,各介质温度调查情况表,-,结论：蒸汽冷凝水替代率80%目标可行。,3.2目标可行性分析,2、蒸汽冷凝水水质检测,试验方法：利用水硬度指示剂、电导仪、PH检测仪测试。,试验过程：在KLD2-3冷凝水水箱处进行冷凝水收集并送检。,目的：试验分析蒸汽冷凝水水质是否符合标准。,蒸汽冷凝水采集,水质送检结果：,蒸汽冷凝水和软水对比表,纯水标准蒸汽冷凝水检验结果表,结论：蒸汽冷凝水水质符合洗梗工艺标准。,3.2目标可行性分析,3、蒸汽冷凝水水量分析,分析依据：调查车间生产状态最小冷凝水产生量单批次洗梗用水量。,可行性分析：,分析目的：分析蒸汽冷凝水量能否满足生产需求。,洗梗耗水平均流量=单批次用水量/单批次生产时间=2.3t/135min*60min=1.02t/H,蒸汽冷凝水流量统计表,根据GB/T12712-1991蒸汽供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求，蒸汽冷凝水可回收软水在70%80%可用冷凝水=1.56t/H*70%=1.092t/H1.02t/H,-,结论：蒸汽冷凝水水量满足洗梗生产需求。,4,提出并确定最佳方案,Part,4.1提出方案4.2方案总体设计4.3方案分解4.4初选方案评价4.5确定方案系统图,4.1提出方案,4.1提出方案,4.1提出方案,4.1提出方案,4.1提出方案&4.2方案总体设计,优度图,总体方案示意图,4.3方案分解,分解方案系统图,4.4初选方案评价,1、蒸汽冷凝水收集,4.4初选方案评价,2、蒸汽冷凝水收集管路管径,4.4初选方案评价,3、管路材质,各材料功能权重表,各材料功能系数表,4.4初选方案评价,各材料韧性得分表,各材料功能系数得分表,各材料成本系数得分表,各材料价值系数得分表,4.4初选方案评价,4、法兰连接面,4.4初选方案评价,5、保温方式,4.4初选方案评价,6、喷头类型设计,4.4初选方案评价,7、喷头支架高度、喷射角度、喷嘴间距组合,4.4初选方案评价,结果分析：（1）各因素对实验结果的影响为BAC。说明：输送带宽度为600，当覆盖宽度大于600mm时取值为600mm，重叠宽度指两个喷头水幕投影重叠的宽度。（2）看一看：最优方案是5号方案A2B2C3（3）算一算：重叠宽度作为一个补充参考数据，5号方案还有未覆盖的位置，根据正交实验趋势图，我们补充A2B2C2方案：,得出结果为覆盖宽度为600mm，重叠宽度为0.11mm。,补充实验,（4）确定最佳方案：A2B2C2,4.4初选方案评价,8、温度控制,4.4初选方案评价,9、液位开关,4.4初选方案评价,10、现场接入方式选择,4.4初选方案评价,11、PLC程序设计,功能要求：通过西门子自动控制设备，实现洗梗机蒸汽冷凝水回收洗梗系统的水温、水位控制精确。,电气接线方案图,系统控制流程图,4.5确定方案系统图,最终方案系统图,在选定方案后报制丝车间、设备管理部、质量管理部批准，同意小组实施设计方案。,5,制定对策,Part,五、指定对策,对策实施流程图,6,对策实施,Part,对策实施一：设计回收站收集供水方案,目标值：回收站至洗梗机管路无漏水点,实施过程：1、绘制管路图纸,2、安装引水管路,效果检查：管路漏水情况检查,结论：回收站至洗梗机管路无漏水点,对策实施二：设计制作管路,目标值：1、根据机械加工工艺要求，加工误差0.06mm；2、管路10h温降100,实施过程：1、人工确定管路管径,2、确定管路的材质小组成员检查供应商的供货单和现场确认,3、绘制法兰盘图纸,4、制作法兰盘,对策实施二：设计制作管路,5、连接管路,6、保温处理,效果检查：1、加工误差抽样检测,2、10h温降实验,结论：1、由测量结果可以看出加工精度均在0.06mm内；2、岩棉保温材料保温处理管路10h内温降小于100。,实施三：设计制作喷淋装置,目标值：根据机械加工工艺要求，加工误差0.06mm,实施过程：1、绘制喷头设计图纸,2、按图纸加工喷头,3、绘制支架组合图,4、安装支架组合,效果检查：加工误差抽样检测,结论：由测量结果可以看出加工精度均在0.06mm内；,实施四：安装热电阻温度传感器,目标值：温度检测温度误差0.28%,实施过程：1、绘制热电阻温度传感器的安装图纸,3、带屏蔽层双绞线连接,效果检查：温度检测误差检查,2、绘制热电阻温度传感器的接线图纸,结论：温度检测信号误差不超过0.28%,实施五：安装液位开关,目标值：液位检测动作准确性100%,实施过程：1、绘制液位开关的安装图纸,3、安装液位开关,效果检查：液位开关动作准确性检查,2、绘制液位开关的接线图纸,结论：液位检测动作准确性100%,实施六：控制器设计安装,目标值：1、程序循环扫描时间5ms；2、程序运行无异常。,实施过程：1、绘制硬件接入图纸,2、配置PLCI/O分配表,实施六：控制器设计安装,效果检查：1、PLC循环扫描时间检测,2、模拟试验程序运行,结论：1、程序循环扫描时间5ms；2、程序运行无异常。,3、绘制硬件接入图纸,4、现场硬件接入,实施七：系统整体试验,目标值：1、含水率QI无负面影响；2、洗梗机蒸汽冷凝水替代率80%。,实施过程：1、统计梗丝线关键工序梗丝含水率QI值,实施七：系统整体试验,2、洗梗机蒸汽冷凝水替代率80%,结论：1、对数据进行双样本检验，通过mintab软件，证明新系统投入后梗丝线关键工序梗丝含水率QI值无显著性差异,即无负面影响。2、洗梗机产品蒸汽单耗下降为0.018t，计算得出整齐冷凝水替代率为92.5%80%,7,效果检查,Part,7.1目标值检查7.2洗梗后烟梗吸透率检测7.3系统稳定性检测7.4经济效益,7.1目标值检查,检查目标：洗梗机蒸汽冷凝水替代率80%。,洗梗机蒸汽冷凝水替代率=（0.24t-0.016t）/0.24t*100%=93.3%80%,7.1目标值检查,由于梗丝的产品蒸汽单耗下降，则制丝车间产品蒸汽单耗由0.82吨下降为0.788吨，完成车间烟丝产品蒸汽单耗0.79吨的挑战目标。,7.2洗梗后烟梗吸透率检测,结论：新系统投入使用后烟梗的吸透率由91%提升至95.3%,7.3系统稳定性检测,结论：新系统运行稳定，跟踪期内蒸汽冷凝水回收洗梗系统没发生故障，说明该装置运行可靠。,7.4经济效益,提升效率：蒸汽利用率提升达1456.60%。,经济效益核算：,经济效益总计：制丝车间该类型洗梗设备共有两台S=S1+S2+S3-M*2=194550.72元+6327.3元+1224515.84元-5600元*2=141.42万元据此，全年可创造经济效益141.42万元,1、活动成本5600元；2、年节约蒸汽估算为：194550.72元；3、年节约用水估算为：6327.3元；4、减少梗签重量1.49吨，带来经济效益：122.45万元,8,标准化,Part,8.1标准化8.2课题创新点8.3效果持续跟踪8.4推广价值,8.1、标准化,8.2、课题创新点,1、申请专利,申请实用申请相关实用新型专利一种蒸汽冷凝水洗梗控制装置。受理中，申请编号：SY201704001。,2、创新能源循环利用方式,首次将蒸汽冷凝水回收用于工艺生产介质，利用蒸汽冷凝水代替纯净水清洗浸润烟梗。该系统利用了卷烟生产过程中蒸汽冷凝水余热含量高水质好的特性，将蒸汽冷凝水作为主热源与主水源，实现了能源的循环利用，节约了使用蒸汽费用和水费用，降低了处理蒸汽冷凝水的成本；采用二次喷淋热水，提高了烟梗的洁净度，保证了工艺质量。,8.3、效果持续跟踪&8.4推广价值,洗梗机蒸汽冷凝水替代率=（0.24t-0.0154t）/0.24t*1