胡霄毅 高冠升 王淑玉 王小沈 吳春麗

（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司駐馬店卷煙廠，河南 駐馬店 463000）

引言

從目前我國(guó)能源使用特點(diǎn)來(lái)看，其能源利用率較低且能源供需矛盾嚴(yán)重，節(jié)能問題已經(jīng)成為影響可持續(xù)發(fā)展能力的重大因素。作為耗能大戶的卷煙生產(chǎn)企業(yè)，節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本，不僅是其提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力必須完成的任務(wù)，更是其擔(dān)負(fù)的重要的社會(huì)責(zé)任。

一、制冷系統(tǒng)現(xiàn)狀

為了解制冷機(jī)噸蒸汽制冷量的現(xiàn)狀，收集一個(gè)月的制冷機(jī)日制冷量和日蒸汽消耗量。通過計(jì)算公式：噸蒸汽制冷量＝制冷機(jī)制冷量/蒸汽消耗量[1]，計(jì)算得出噸蒸汽制冷量。對(duì)制冷機(jī)噸蒸汽制冷量過程能力進(jìn)行分析，均值為54.65×104Kcal/t，Cpk為-0.12，過程能力改進(jìn)空間很大。

二、研究?jī)?nèi)容分析

通過梳理制冷機(jī)控制系統(tǒng)、查閱相關(guān)資料與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀察，分析影響制冷系統(tǒng)噸蒸汽制冷量的因素，確定了5項(xiàng)潛在的根本原因，分別為機(jī)組溶液循環(huán)量不足、蒸汽閥門開度、冷凍水水溫、冷卻水水溫和冷卻水閥門開度[2]。

為了驗(yàn)證這5項(xiàng)因素對(duì)制冷機(jī)制冷量的影響是否顯著，制定數(shù)據(jù)采集計(jì)劃如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)收集計(jì)劃

為了驗(yàn)證不同的溶液循環(huán)量對(duì)機(jī)組制冷量的影響，分別收集溶液循環(huán)量在60%、75%、90%下對(duì)機(jī)組制冷量影響數(shù)據(jù)；蒸汽閥門開度在60%、70%、80% 下對(duì)噸蒸汽制冷量影響數(shù)據(jù)；冷凍水水溫在6oC、9 oC下對(duì)制冷機(jī)噸蒸汽制冷量影響數(shù)據(jù)；冷卻水溫度在30℃、35℃、40℃下對(duì)噸蒸汽制冷量影響數(shù)據(jù)；冷卻水閥門開度在50%、75%、90% 下對(duì)噸蒸汽制冷量影響數(shù)據(jù)。

通過單因子方差分析[3]，發(fā)現(xiàn)機(jī)組溶液循環(huán)量不足、冷卻水溫度、冷卻水閥門開度、蒸汽閥門開度對(duì)噸蒸汽制冷量的影響是顯著的。利用雙樣本T檢驗(yàn)，驗(yàn)證冷凍水水溫影響噸蒸汽制冷量的關(guān)鍵因子。

表2 各影響因素確認(rèn)結(jié)果

三、影響因子的研究方案

由于機(jī)組溶液循環(huán)量不足、蒸汽閥門開度和冷凍水水溫、冷卻水溫度、冷卻水閥門開度理論上沒有交互作用，為減少試驗(yàn)的次數(shù)，機(jī)組溶液循環(huán)量不足、蒸汽閥門開度兩個(gè)因子進(jìn)行DOE分析[3]。冷凍水水溫、冷卻水溫度、冷卻水閥門開度三個(gè)因子進(jìn)行DOE分析。

（1）Xa、Xb全因子DOE試驗(yàn)

對(duì)Xa、Xb兩水平全因子DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)溶液循環(huán)量、蒸汽閥門開度兩個(gè)因子，進(jìn)行兩水平、四個(gè)中心點(diǎn)、重復(fù)三次的全因子DOE試驗(yàn)。兩個(gè)因子取值范圍分別為：Xa溶液循環(huán)量（60,90）、Xb蒸汽閥門開度（60,80）。

根據(jù)實(shí)際情況，為方便參數(shù)控制，各變量的值取0位小數(shù)。手動(dòng)調(diào)整各響應(yīng)變量，使噸蒸汽制冷量最大。最佳處理組合為溶液循環(huán)量＝75%、蒸汽閥門開度＝73% 時(shí)，噸蒸汽制冷量最大。

（2）Xc、Xd、Xe全因子DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)

對(duì)Xc、Xd、Xe兩水平全因子DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)冷凍水水溫、冷卻水溫度、冷卻水閥門開度三個(gè)因子，進(jìn)行兩水平，四個(gè)中心點(diǎn)進(jìn)行全因子DOE試驗(yàn)。三個(gè)因子的取值范圍分別為：Xc冷凍水水溫（6，10）、Xb冷卻水溫度（30，40）、Xc冷卻水閥門開度（80，100）。生成響應(yīng)變量?jī)?yōu)化器結(jié)果圖。

根據(jù)實(shí)際情況，為方便參數(shù)控制，手動(dòng)調(diào)整各響應(yīng)變量，使噸蒸汽制冷量值最大。最佳處理組合為冷凍水水溫＝7.5℃、冷卻水溫度＝30℃、冷卻水流量調(diào)節(jié)閥開度＝80%時(shí)，制冷機(jī)噸蒸汽制冷量最大。

四、研究分析結(jié)果驗(yàn)證

按照研究結(jié)果對(duì)各個(gè)影響因子進(jìn)行改進(jìn)控制后，收集一個(gè)月的噸蒸汽制冷量數(shù)據(jù)，進(jìn)行最終效果確認(rèn)。

改進(jìn)控制完成后，噸蒸汽制冷量過程能力CpK由改善前的-0.12提高到1.49，噸蒸汽制冷量由55.00×104Kcal/t提高到61.41×104Kcal/t。

五、結(jié)語(yǔ)

通過一系列分析、研究與改進(jìn)，提高了設(shè)備的運(yùn)行效率，降低了能源消耗，提高了企業(yè)成本控制能力，增強(qiáng)了企業(yè)發(fā)展核心競(jìng)爭(zhēng)力；提供了制冷系統(tǒng)運(yùn)行和管理的科學(xué)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了該項(xiàng)管理“科學(xué)化、制度化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化”的目標(biāo)。