基于六西格玛的汽轮机润滑油水分改进中的应用论文_王磊

陕西北元化工集团股份有限公司热电分公司 陕西省神木县 719319

摘要：在汽轮机运行过程中，水分是汽轮机润滑油最重要的监测指标。润滑油水分超标会影响润滑效果，破坏油膜、损坏轴承、加速汽轮机设备老化。为了提升润滑油水分合格率，运用六西格玛（DMAIC）方 法，结合 MSA、Minitab、鱼骨图、头脑风暴法、5WHY 等质量工具进行改进。对运行过程中从人、机、料、法、环五个方面进行分析，找出影响润滑油水分大的主要因素，充分考虑各因素交互作用，确定关键X，为机组运行调整及日常维护提供依据，提高了发电机组的安全性。

关键词：六西格玛；汽轮机；润滑油

前言

六西格玛是一种管理策略，一种基于统计数据的统计评估方法，通过过程界定、测量、分析、改进、控制五个步骤。强调制定极高的目标、收集数据以及分析结果，通过这些来减少缺陷，减少过程波动，提高过程的控制能力，带动质量成本的大幅度降低，最终实现质量和效益的提升。

某自备电厂4×125 MW高温高压直接空冷机组投产以后，机组润滑油水分频繁超标。润滑油的水分含量高低是评价润滑油性能高低的重要指标之一，润滑油中的水分超标容易降低润滑油对轴承的润滑性能，还会对金属器件产生腐蚀作用而损坏设备和管道等。某自备电厂№3汽轮机主油箱水分在运行过程中严重超标，超出标准20倍。

1.定义

1.1问题陈述

某自备电厂4×125 MW高温高压直接空冷机组投产以后，机组润滑油水分频繁超标。№3汽轮机主油箱水分在运行过程中严重超标，超出标准20倍。润滑油油质不合格导致机组异常跳闸，影响化工宫殿内及电网的稳定运行。

为了研究初始过程能力，连续抽取半年的润滑油水分数据，使用Minitab 软件对已收集的四台机组润滑油水份使用含组箱线图进行分析，由图可看出#3汽轮机润滑油水份全部超标急需改进。

1.2项目目标

Y的计算：润滑油水份超标占总监控次数的占比：

润滑油水份的测量频率：每两天检测一次。

Y评价频率：每月计算合格率。

Y的数据来源：化验室报表。

#3机润滑油水份占比从0%提高至85%。

1.3测量系统分析

润滑油水分：润滑油中水分的质量分数

润滑油水分合格率：润滑油水分合格次数占总检验次数的百分比。

计算方法Y1：=一个月检测合格次数/总检验次数

测量方法：卡尔费休自动水分测定仪（仪器测定）

测量频率和取样量：每两天取样化验，每次取样200ml

数据来源：化验报表

指标要求：≤100ppm

2.分析

2.1要因分析

采用流程图、树图、头脑风暴等分析方法，分析可能原因如下：

通过以上质量工具分析出可能原因有5条：1.汽封磨损；2汽封齿间隙过大；3.轴封压力过高；4.轴封温度过高；5.轴端漏气。

2.2要因验证

Minitab 软件中的回归分析：水分与负荷率，均压箱温度，均压箱压力的P值。

回归方程为：

水分 = - 5121 + 65.1 负荷率 + 11.0 均压箱温度 - 13.8 均压箱压力

系数标

自变量 系数 准误 T P

常量 -5121 2178 -2.35 0.022

负荷率 65.113 4.553 14.30 0.000

均压箱温度 10.98 12.34 0.89 0.377

均压箱压力 -13.81 10.95 -1.26 0.212

S = 369.509 R-Sq = 80.6% R-Sq（调整）= 79.7%

方差分析

来源 自由度 SS MS F P

回归 3 38007914 12669305 92.79 0.000

残差误差 67 9147995 136537

合计 70 47155909

可以得出：负荷率的P＜0.05

经过分析验证，我们判断对Y有影响的重要X因子有：X1：汽封齿严重磨损；X2：汽封间隙过大。

3.改进

3.1改进措施

改善措施1：更换汽轮机轴端汽封齿，加装气密性油档。

改善措施2：更换减温水喷头由2mm更换为1mm，更换减温水门。

改善措施3：调整汽封间隙至：K为0.3～0.45㎜；J 为0.3～0.45㎜。

3.2措施实施

改善措施1：更换汽轮机轴端汽封齿，加装气密性油档。

改善措施2：调整汽封间隙至：K为0.3～0.45㎜；J 为0.3～0.45㎜。

3.3改进效果

改善X1、X2后，抽取一个月的润滑油水分化验数据绘制I-MR控制图，与改善前进行对比，润滑油水分合格率有了明显的提高，因此改善方案有效目标达成。

3.4控制计划

X1：汽封齿严重磨损

控制方法：控制机组启动时缸温差小于50℃，保证机组轴封间隙不磨损。

异常处理方法：温差大时严禁机组启动，采用焖缸。

X2：汽封间隙过大

控制方法控制机组启动时轴封压力与温度，减少汽封间隙摩擦。

异常处理方法：机组启动时采用辅汽供轴封。

4 结束语

本文基于六西格玛先进质量管理理论方法的研究，分析电厂汽轮机润滑油流程的特点，得出六西格玛理论在电厂中应用是具有可行性的结论。文章中运用六西格玛（DMAIC）方 法，结合 MSA、Minitab、鱼骨图、头脑风暴法、5WHY 等质量工具分析汽轮机润滑油水分超标的复杂问题尤为有效，使现场问题分析由经验性转变为思考性。为电厂复杂流程的优化探索提供了新的方向。

参考文献：

[1] 马林，何桢.六西格玛管理（第二版）[M].北京：中国人民大学出版社，2007

[2] 胡楠，等.6SIGMA 实用工具手册[M].北京：普罗维智管理顾问有限公司，2012

[3] 赵常兴.汽轮机组技术手册.北京：中国电力出版社，2013

作者简介：

王磊，男，1987年03月出生，助理工程师，目前从事热电汽机运行维护工作

论文作者:王磊

论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期

论文发表时间:2020/1/18

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