降低空压机非正常停机次数
“暖通五班”QC小组
文章摘自：《中国质量》年第5期
小组概况：
中国空间技术研究院动力行*保障部暖通保障中心主要负责为航天城科研区提供动力保障服务，为满足科研生产要求，保障空气压缩机24小时连续稳定供气，部门决定成立“暖通五班”QC小组，探寻为各类航天器研制试验提供可靠压缩空气的整体方案。
课题选择
小组对年空压机停机次数进行评估，发现不能满足上级要求的“空压机非正常停机次数≤18次/年”，故将此次课题确定为“降低空压机非正常停机次数≤18次/年”。
现状调查及可行性分析
小组成员对航天城园区现有空压机停机情况进行现状调查，通过分析发现T1温度超标造成空压机停机的比例高达82.7%，因此，确定T1温度超标是导致航天城空压机非正常停机的症结。
为了与同类园区空压机数据进行对比，小组人员调研了航天系统内设备数量、运行工况相似的5个园区，这几个园区的空压机非正常停机的平均次数是17次/年，低于设定的目标值。
为了与历史数据进行对比，小组人员梳理了—年航天城园区内7座空压站非正常停机次数，结果显示，年园区内空压机的非正常停机次数曾经达到过目标值18次/年。
航天城园区空压机非正常停机的主要原因是T1温度超标，占停机比例为82.7%，经小组人员讨论认为，针对主要矛盾，只要一定程度上解决T1温度超标的问题（假设可以解决问题的比例为85%），空压机非正常停机的次数就降低至16次/年，即可满足目标值。（计算公式为：52-52×82.7%×85%=16次）
经小组人员调研，通过对比分析同类型园区空压机的停机情况、本园区历史停机数据以及综合测算，此外考虑经费配给、人员素质等各方面因素，认为达到目标值具备可行性，即将空压机非正常停机的次数降低至18次/年。
原因分析
小组人员经过现场调研、经验总结，同时查阅大量空压机方面的资料，运用头脑风暴法绘制了关联图，并确定了10条末端因素，并制作了要因确认表。
要因确认
●确认因素一：室内环境空气温度高
1.现场试验。现场采集4组28对数据，并应用统计学单因子方差分析法，确认室温与T1温升之间的相关性，分析结果显示室温与T1温升之间的相关系数为0.，即室温和△T1温度呈极强相关性。
2.分析统计。小组人员统计了—年期间14台空压机次非正常停机的情况，由室内温度高导致的停机63次，占比为28.4%。
3.结论：室内环境温度的变化对T1温度的影响呈极强正相关性，对目标值影响显著，因此确定环境温度高是要因。
●确认因素二：缺少专业清洁工具
1.现场试验。由于缺少专业清洁工具，导致冷凝器翅片位置积灰无法及时有效清理，散热效果差，T1温度升高。为确定积灰厚度与T1温度之间的影响程度，小组人员现场采集30组数据，并比对了不同积灰厚度与T1温度之间的关系。结果显示，积灰厚度与T1温度之间呈正相关性。
2.结论：由于缺少专业清洁工具，导致冷凝器外的积灰无法及时有效清理，积灰厚度对T1温度的影响呈极强正相关性，对目标值的影响率影响显著，因此确定缺少专业清洁工具是要因。
●确认因素三：室内环境空气温度高
1.现场试验。空气洁净程度与空气中灰尘含量有关，因此，小组成员使用尘埃粒子计数器，通过测量空气中颗粒直径d≥10微米的尘埃数量表示环境洁净度。现场采集5组35对数据，并应用统计学单因子方差分析法，确认尘埃颗粒数与T1温升之间的相关性，分析结果显示尘埃颗粒数与T1温升之间的相关系数为0.，即环境洁净度和△T1温度具有极强相关性。
2.分析统计。小组人员统计了—年期间14台空压机次非正常停机的情况，由空气洁净度差导致的停机为67次，占比为30.5%。
3.结论：空气中尘埃颗粒数的变化对T1温度的影响呈极强正相关性，对目标值的影响率影响显著，因此确定环境洁净度差是要因。
●确认因素四：冷却器换热风量不满足设计指标
1.现场确认。运行人员随机检测了10台空压机冷却器的风量，比较了原始标称风量与实测风量值。结果显示：冷却器换热风量全部达标，满足空气压缩机运行要求，从未造成空压机停机。
2.结论：冷却器换热风量不满足设计指标为非要因。
●确认因素五：未及时清理冷却器水路、油路污垢
1.现场确认。经小组人员检查运行记录，—年期间14台空压机次非正常停机的情况，因操作人员没有及时清理冷却器水路、油路的污垢造成空压机停机仅1次，占比0.4%。
2.结论：非要因。
●确认因素六：操作员未及时检查润滑油使用时间
1.现场确认。经小组人员检查运行记录，—年期间，14台空压机次非正常停机的情况，因操作人员没有及时检查润滑油的使用情况导致润滑油使用时间超限，造成空压机停机的次数为0次。
2.结论：非要因。
●确认因素七：操作员未及时检查润滑油油量
1.现场确认。经小组人员检查运行记录，—年期间次空压机非正常停机的情况，因操作人员没有及时检查润滑油油量造成空压机停机为1次，占比0.4%。
2.结论：非要因。
●确认因素八：操作员没有及时更换滤芯
1.现场确认。经小组人员检查运行记录，—年期间次空压机非正常停机的情况，因操作人员没有及时更换滤芯造成空压机停机次数为零。
2.结论：非要因。
●确认因素九：润滑油质量不合格
1.现场确认。小组人员抽取12个批次的润滑油进行专业检测，检测结果显示：润滑油物性均达标，满足空气压缩机运行要求，不会引起空压机停机。
2.结论：非要因。
●确认因素三：操作员技能水平不达标
1.现场确认。经小组成员核实，操作人员均通过了职业技能鉴定考试，理论考试成绩与现场操作成绩均达到90分以上，岗位操作资格合格，人员持证上岗率%。
2.结论：非要因。
经过小组全体成员对以上10个末端因素的逐个确认，最终确定以下3个因素为主要原因：缺少专业清洁工具、环境空气洁净度差、环境空气温度高。
制定对策
针对要因1：缺少专业清洁工具，小组采取的对策是制作相应工具。小组成员针对空气压缩机冷却器的结构特点及运行需求分别制作了不同方案，并进行对比分析。
综上，对比分析后，小组选择最优方案工具2。小组随后都制定了对策计划表。
对策实施
●实施一：制作专用工具并进行除尘
1.目标：通过除尘工具对空压机进行清扫，使空压机T1温度降低至正常工况范围（82℃～96℃）。
2.过程实施：刷毛的长度，L=8厘米满足翅片底部除尘效果；选取更加柔软的PE材质刷毛；刷毛直径d=0.2毫米。
3.效果验证。年8月20—30日，小组人员对航天城14台空压机进行冷却器在线清理工作，记录下T1温度的变化，验证对策1的工具对T1温度的影响。
结果表明：航天城14台空气压缩机使用专有工具清除积尘后，有效降低T1温度，是T1温度保持在正常工况范围（82℃～96℃）的合格率%。
●实施二：加装过滤装置
1.目标：在进风口百叶窗处加装适宜型号的过滤器，使室内颗粒直径d≥10微米，灰尘颗数≤50。
2.实施过程。选择过滤装置时，按照要求，过滤室内颗粒直径d≥10微米，因此选择初效过滤器。按照要求，过滤效率＞50%，因此选择G3、G4型初效过滤器。按照百叶窗的尺寸毫米×毫米，最后选择G4型初效过滤器。随后，组员现场安装G4型初效过滤器。
3.效果验证。年8月14—27日，小组人员对航天城空压机房进风口加装过滤器，并记录下7座空压机房的尘埃颗粒数量验证对策的效果影响。
结果表明：航天城空压机房进风口加装过滤器后，室内颗粒直径d≥10微米，灰尘颗粒数≤50。
●实施三：加装分体空调
1.目标：空气压缩机房加装分体空调，有效降低室内环境温度t＜40℃。
2.实施过程。设备选择时，空调散热量空压机冷却盘管散热余11.52千瓦，因此，选择海尔空调（KFRd-LW）制冷量为12.5千瓦。组员现场安装了分体式空调。
3.效果验证。年7月4—17日，小组人员对航天城空压机房加装空调机组，并记录下7座空压机房的环境温度验证对策的效果影响。
结果表明：航天城空压机房加装空调后，有效降低室内环境温度t＜40℃。
效果检查及巩固措施
全部对策完成后，小组于年10月15日—年10月9日开展验证活动。小组成员统计了效果验证期间空压机设备非正常停机次数。
通过本次活动，航天城空压机非正常停机次数由活动前52次/年降低为16次/年，达到“低于18次/年”的目标值，目标实现。
从社会效益方面来看，QC小组活动改善空气压缩机频繁切换运行的状况，圆满完成目标改进要求，有效降低了空气压缩机非正常停机的次数，避免T1温度高带来的停机隐患，为五院科研生产提供有力保证。
经济效益方面，本次QC活动前，解决T1温度超标的主要手段，是依靠维保厂家清理冷却器，维保厂家采用溶液清洗的方式清理冷却器，每次拆卸清洗的过程中，冷却器内润滑油不可避免地被损失掉。全年频繁清洗冷却器，需4次更换补给润滑油，补充润滑油的费用大约1万元/次，造成不必要的经济损失4万元/台。
本次QC活动，运行人员采用制作除尘工具，改造百叶窗，增加分体空调的方式，花费相对较少的费用就解决了空气压缩机运行中T1温度超标的问题，使单台空气压缩机非正常停机次数达到了目标值。结合运行人员制作的除尘工具，采用在线清扫冷却器的方法，避免了润滑油的浪费，航天城14台空压机机，全年可节约56万元。且改进中空调的投入是一次投入、多年可用。同时，还能有效地延长空气压缩机的使用寿命，提高了固定资产设备的利用率。
年11—12月，为确保活动成果得以落实，部门修订管理文件《空气压缩机运行作业指导书》CAST/C-DX-31、《动力设备维护保养手册》CAST/C-DX-、《动力设备手册》CAST/C-DX-。
成果点评
一、程序方面存在的不足：
1.目标可行性分析没有预计症结的解决程度。
2.要因确认：
（1）要因确认一通过单因素方差分析得出了末端原因和症结具有强相关性，已直接判断为要因，不必再计算影响率；
（2）要因确认二的确认内容（冷却器积灰）不是原因分析时找到的末端原因（缺少专业清洁工具）；
（3）要因确认用末端原因的影响率来确认是否要因不适宜。每个末端原因对症结的影响率是无法准确界定并计算出来的。
二、方法方面存在的不足：
1.原因分析中有的原因没有分析到末端，如：冷却器换热风量不满足设计指标。
2.用单因素方差分析法进行要因确认时，没有说明是否符合单因素方差分析适用的基本条件：服从正态分布、满足方差齐。
（中国质量协会王志敏点评）
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