施工企业设备健康管理与节能减排

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,施工企业 设备健康管理与节能减排,9/30/2024,1,前 言,工假设善其事，必先利其器；君假设利其器，首当顺其治。,前句话的意思是：要保障施工任务的高效完成，必须装备先进的设备；,后句话的意思是：设备的健康率、出勤率、生产效率和效益水平，是企业经济结构、增长方式、科技水平、管理能力、消费模式的,综合反映。要从企业开展战略的高度出发，不断引入新的设备管理模式,和科学维护方法，促进企业的设备资源和能源管理工作不断优化和创新。,9/30/2024,2,一、隧道施工机械车辆设备分类,1、施工车辆矿车、机车、自卸汽车、混凝土输送等；,2、施工机械推土机、挖掘机、装载机、凿岩机等；,3、施工设备内燃发电机组、电动空压机、轴流通风机,强制式搅拌、自动计量配料机、充气机、,混凝土干/湿喷机 、混凝土搅拌站等,4、其它车辆小车、卡车等,第一章 设备健康管理,9/30/2024,3,二、隧道施工企业设备应用特点,1、工作环境恶劣，设备损害因素多；,2、施工连续作业，设备使用强度大；,3、保养模式传统，现场保养环境差；,4、故障频率较高，检修作业量繁杂；,5、运行维护费高，企业本钱负担重。,9/30/2024,4,三、设备管理本钱,1、不可变本钱,设备购置费、运输费、安装调试费及人工费。,2、可变本钱,运行费用消耗的燃油、润滑油；,养护费用养护材料、人工费用；,修理费用更换备件、人工费用；,误工损失耽误施工的经济损失；,管理费用领导、技术、后勤等；,9/30/2024,5,四、设备健康管理原那么,1、预防为主预防胜于治疗，建立亚健康预警系统，效果和费用最优。,2、科技优先不断引进高新科技，采用新技术，修订新标准，到达最好效果。,3、人机结合发挥二个积极性，为设备创造健康条件。,4、经济目标优选效益最大化方式实施管理，有效控制本钱。,9/30/2024,6,“设备健康管理是医学、仿生学与设备管理、维修工程、绿色再制造工程和外表工程学科的交叉与综合运用。,它是运用“人-机结合管理的方式，通过为设备建立健康机制，保障设备的技术性能、能源消耗和排放标准在全寿命周期中始终保持设计水平的新型设备管理理念和模式。,“设备健康管理历经十几年的研究和运用，已经对数百万计的各类汽车、火车机车、工程机械、船舶、工业设备进行了长期大量的应用实践，取得了极其显著的经济效益和环保效益是提升企业设备管理的有效手段，是实现企业多、快、好、省地节能减排，保障企业经济效益的有效途径。,五、设备健康管理的科学背景和实践,9/30/2024,7,1、自身良好设备具有良好的材料耐用性、系统平衡性、持久稳定性、高强度运用可靠性。,2、 健康机制设备具有自监控、自养护、自修复、自强化、自适应的仿生机能和自我预防、保健、康复的健康机制。,3、 科学管理运用新理念、新技术，使设备的动力性、经济性、平安性、可靠性、净化性始终保持或超越设计水平。,六、 设备健康概念,9/30/2024,8,设备分为三类健康状态：,健康亚健康故障,设备寿命是健康亚健康 故障 报废,是一个由量变到质变的动态过程。,七、 设备健康分类,9/30/2024,9,现行设备管理，定位于故障管理，,即质变管理，着眼于“坏了再修。,设备健康管理，定位于健康管理和,亚健康监控，即量变管理，研究和解决,“怎么使设备少坏或不坏,保障健康运用。,八、健康管理与现行管理的区别,9/30/2024,10,九、健康管理与现行管理的设备状态比较,现行管理,油耗排污,性能动力,健康管理,磨合期 运行期 维修期 性能动力、油耗尾气,9/30/2024,11,十、设备全寿命周期的健康管理,1、磨合期：损坏量变预防，创造健康,2、保养期：损坏量变控制，保持健康,3、维修期：损坏质变康复，恢复健康,十一、设备健康管理模式,“法治+人治+机治的三结合管理模式。,1、法治：相关的法规、标准、制度、标准等,2、人治：管理和操作人员的素质和技能；,3、机治：建立设备的仿生机能和健康机制。,实现 “人-机结合管理,9/30/2024,12,机、电、油、水、气“五大结构要素， 任何设备都是“五大结构要素的不同组合。,采用高新科技提高和优化“五大结构要素，使设备的结构与性能保持或超越设计水平，是设备长期健康运用和节能减排的根底。,十二、“机治的五大结构要素,9/30/2024,13,健康管理维护内容举例：,例： 设备金属零部件的磨损、腐蚀、老化、疲劳，制约着设备的可靠性、稳定性、精准性和经济性，决定着设备使用寿命。全世界80%的设备毁于磨损腐蚀，40%的能源浪费于摩擦能耗。,采用金属材料“自修复技术，运用“自修复功能型润滑油，为设备建立健康机制。对机件摩擦副外表进行自动监控、修复与强化，原位再造“耐磨损、耐腐蚀、耐高温的“复合金属外表，从而恢复设备的机件形态尺寸和技术性能，大幅度延长其使用寿命。,一机设备的机械局部,9/30/2024,14,健康管理维护内容举例：,例1：机电一体化是现代设备的重要特征，由于粉尘、潮湿、腐蚀、振动等损害因素的持续作用，电器元件的故障频率和复杂性远高于机械零部件。采用823-电器防护产品，对各类电器进行喷涂处理，能大幅度提高电气设备性能和稳定性，延长其使用寿命十数倍。,例2：电器是现代设备的核心，要求电源的质量纯洁和稳定。设备在运行一定里程时间后，电源质量就会出现问题，影响电子系统的性能和工作，使五大结构要素配合失衡，导致油耗增高，尾气污染。采用微电子技术净化电源，是保障设备电器系统始终保持设计工作状态的有效技术措施。,二电设备的电器、电脑、传感器,9/30/2024,15,例1：润滑油,目前的润滑油品对机械设备保护作用非常有限，且更换周期短本钱高，不适应设备健康管理和资源能源节约的要求。,自修复功能型润滑油是新型润滑理论和技术，它运用仿生学原理，以建立设备的健康机制为目的，能自动实施“动态精细再制造，修复机件摩擦副外表的各类损伤，再造具有高抗磨减摩和耐腐蚀的新合金外表，恢复和保持机件设计结构和性能，大幅度延长机械设备和润滑油的使用寿命，显著节约燃油，减少排放，减免维修。,三油润滑油和燃油,健康管理维护内容举例：,9/30/2024,16,例2：燃油：,发动机供油系统由于设计、制造水平和应用中的变异等原因，燃油难以到达理想的雾化和汽化状态，极大影响了燃烧前化学准备和燃烧效率，造成能源浪费和排放污染。,燃油增益剂具有清洁、助燃、润滑抗磨等综合功能，对发动机运行中出现的问题实施全面治理，可显著改善燃油雾化和汽化，提高其物理活性和燃烧效率，实现节油减排。,9/30/2024,17,健康管理维护内容举例：,例： 结垢、锈蚀、穴蚀是设备冷却系统效率下降和引发系列故障的重要原因。,本产品使设备热传导平稳，温控性好-40至180，机械冷启动温升快时间缩短50%，减少燃油加浓浪费和排污；同时减少冷启动时的破坏性磨损，增强燃油雾化和汽化率，使燃烧更充分；提升热机效率，增加输出功率，提高机械设备动力。彻底消除结垢、锈蚀、穴蚀等故障隐患。,四水设备冷却系统和冷却液,9/30/2024,18,健康管理维护内容举例：,例1： 在发动机排量一定的情况下，提高充气效率和燃油物理活性是增加发动机输出功率的有效技术途径。在进气歧管和排气管内安装“涡轮加速器，改变传统的进气和排气方式，提高气体进入和排出的流速和流量，增参加氧量和混合均匀度，促进充分燃烧，提高动力，节省油耗，降低排污。,五气配气机构和配气质量,9/30/2024,19,设备五大要素与“木桶效应1、长板效应：加长一块木板，对装水意义不大， 说明子系统最优不一定总系统最优。2、短板效应：一块木板短了，影响装水水平，说明 子系统薄弱，影响和制约总系统.3、配合效应：木板等长，箍子不紧，缝隙漏 水，说 明子系统配合对总系统影响很大。,“五大结构要素遵循“木桶效应，互相配合、平衡、制约。任何一个要素发生变异，都会影响其他子系统和整个系统的正常工作。也必然影响设备的节能减排，因此必须纠正其“短板效应。,“五大结构要素都具有节能减排的极大潜力，在设备健康管理过程中，广泛采用新模式、新材料、新技术，将使设备的质量、性能、效率超越设计水平，因此必须全面提高和发挥“长板效应。,9/30/2024,20,十三、设备全寿命周期各期健康管理的特点,一设备磨合期健康管理：,目的是弥补材料和制造缺陷，创造设备健康根底，包括三方面：,1、 强化金属机件摩擦副外表和配合状态：磨合期是金属机件最严重的“磨损期， “设备健康维护运用功能型润滑油把磨合过程转变为 “精细再制造过程，重造抗磨性、耐腐蚀性、摩擦阻力均优的复合金属外表，为设备的健康运用及节能减排奠定根底。,2、 电器设备线路板和插接件，使用“823电器防护剂喷涂，提高电器性能和防护能力，大幅度延长使用寿命。,3、冷却系统使用“节能型非水冷却液，防止锈蚀、结垢、穴蚀的发生，创造良好的设备工作温度环境。,9/30/2024,21,二保养期健康管理,目的是保持设备健康，防止亚健康和故障潜伏，包括四方面：,1、建立健康养护制度，按新标准实施设备性能检测、润滑油更换周期和系统调整。,2、各总成使用功能型润滑油，建立设备的健康机制，维持“损伤与康复的动态平衡，始终保持设备的设计结构和性能。,3、 定期使用“橡胶件密封恢复剂，阻断老化过程，防止失效，减少更换。,4、 使用节能环保型三滤，优化燃烧，节能减排，减少积碳杂质生成，减免机械损伤的发生。,三维修期健康管理,目的是恢复设备健康状态。制定科学的维修方案，可恢复的部件采用动态维修如缸筒、曲轴、轴瓦、齿轮等金属机件；不可恢复的易损件进行更换如皮带、活塞环等。,9/30/2024,22,我国的能源利用效率只有33%，比国际先进水平低10%。 GDP能耗是美国的3.6倍，德国的4.9倍，日本的4.4倍。,设备是资源能源消耗和排放污染的源头；,高能耗高排污是设备健康劣化的表现；,不解决设备的健康管理和运用问题，就没有节能减排的长治久安。,以实施?节约能源法?为主线，推广“法治+人治+机治的综合治理，保证节能减排目标的实现.,选择比努力更重要！,第二章 设备健康管理与节能减排,9/30/2024,23,一、设备的能耗现状,1、机动车燃油经济水平比欧洲低25%，比日本低20%，比美国总体水平低10%，,2、,每辆汽车每年消耗燃油：美国1.8吨，欧盟1.5吨，日本1.1吨，中国2.3吨。,目前全国拥有施工机械300多万台，消耗了大量的燃油和润滑油；形成了数量巨大的高能耗高排污设备群体，是节能减排必须锁定和解决的主要目标。,9/30/2024,24,一是难于状态控制，二是难于动态治理。设备健康是动态过程，高油耗高排污是伴随设备性能劣化产生的由量变到质变过程。,机械设备车辆出厂时动力性、经济性、净化性、可靠性根本到达环保和能耗的国家规定标准。随着运用时间和里程的延长，设备的机.电.油.水.气各系统性能下降配合失调，导致动力下降、油耗增高、尾气排放超标，因此不能保持设备长期稳定的健康，就无法控制油耗和尾气排污超标。,二、 设备节能减排治理的难点,9/30/2024,25,三、设备健康管理-节能减排理论,1、设备节能是一个复杂的系统工程，必须用科学理论研究和指导节能技术方案及管理调控，才能取得预期效果。,系统论：以设备管理、维修、应用环境条件和设备机械自身的系统研究为根底，实行系统性节能方案设计。,信息论：运用国家节能政策、理论、技术和设备工况、本钱消耗、管理应用、维修养护等方面的信息，实行数据化节能管理和指导。,控制论：通过国家法规、企业管理制度、设备健康机制的建立和完善，实现人-机结合的节能管理。,健康论：高能耗高排污是设备的“病态，必须从设备健康入手解决问题，保障节能减排的长治久安。,9/30/2024,26,四、设备健康管理-节能减排技术,设备节能减排技术的核心是保障设备“产能用能二个方面最大限度的“开源节流。,1、产能,产能是以燃料燃烧为中心的能量产生和转化的过程。,影响燃烧的燃油因素：燃油性能、品质，燃烧前的物理化学准备。,影响燃烧的机械因素：如发动机的气缸、燃油供给、电控、点火、,冷却等各个系统的性能和工作状态等。,影响燃烧的空气因素：包括气压、含氧量、充气量、氧气活性等。,在设备的健康维护中，对上述各种相关因素进行数据监控，,同时采用高新技术和产品进行系统优化和性能提升。,9/30/2024,27,例如：,1建立发动机的健康机制：实施人-机结合的动态监控和自行调整，始终保持设计性能的动态稳定，从而防止因系统紊乱和工况失常导致燃烧条件劣化，保持产能稳定。,2以燃油为载体，参加具有清洁、助燃、乳化、降粘等多种增益剂，克服发动机设计缺陷和运用中产生的问题对燃烧的影响，如雾化汽化质量、燃烧周期性差异、燃烧室淬冷层、辛烷值和十六烷值要求等，促进产能完全。,3采用节能型空滤和油滤激活氧分子和燃油分子，优化油气混合质量；促进充分燃烧，提高动力，节省油耗，降低排污。 通过上述技术途径，使燃烧条件、能源转化和利用效率大大提高，实现产能最大化。,9/30/2024,28,2、 用能,是以能量传输和运用为中心的能量消耗过程。,燃料燃烧产生的热量中，约有62%以热能形式从冷却系统和尾气中排出，只有38%转化为机械能，而其中2/5要用于克服机械各部位的摩擦阻力。因此，降低摩擦阻力是节能降耗并保证燃料能源有效合理利用的主要途径。,1改变摩擦形式，采用功能型润滑油，将在滑动摩擦中参加滚动摩擦，大幅度降低摩擦系数和摩擦功耗，实现节油节电。,2保持机件紧密紧密公差配合。运用功能型润滑油，建立设备的健康机制，连续自动的修复机件损伤，再造极低摩擦系数的复合金属外表，减少传输能耗。,3从管理和维修保养模式入手，转变设备运用劣化修理，再运用再劣化再修理的现状，通过长期稳定的设备健康实现节能减排的长治久安。,9/30/2024,29,五、综合效益, 一健康效益,建立“防病胜于治病 设备管理理念，,新机和在用设备都需要实施健康管理，,设备健康可以实现“赢利性节能减排，,设备健康可以节约40%的可变本钱。,二节能效益,节省燃油10%以上，,节省润滑油50%以上。,实现“零费用养护,9/30/2024,30,三、减修效益,为设备建立“自监控、自养护、自修复、,自强化、自补偿、自调整、自适应的仿生机能和预防、保健、康复的健康机制。始终保持设计结构和性能，减免维修。节省维修费用，减少零备件库存和资金占压。,四、延寿效益,设备的使用寿命与主要总成的寿命相关。延长总成寿命等于延长设备寿命和服役期减少报废的经济价值远超过总成自身价值可以节省大量设备更新资金。,9/30/2024,31,五、增产效益,1、设备建立健康机制，提高完好率、出勤率和生产运营效率；,2、减免维修，减少误工损失，增加生产运营时间。,六、平安效益,机械故障是平安生产的隐患，设备健康管理通过“法治+人治+机治的管理体系，对设备健康实施人-机结合的全面监控，有效预防和减少机械故障和平安事故发生。,七、环保效益,各种车辆机械设备在用的发动机有1.5亿台，是节能减排的重点和难点，通过健康管理和“机内治理技术运用，90%的车辆可以长期稳定的保持国家排放标准。,9/30/2024,32,六、应用实例,例1、铁路机车运用设备健康维护，可以延长机车中修时间三倍以上，燃油消耗降低4-9%，全国每天可以多投入150台机车的运力，节省数亿元资金。,例2、大港油田运输公司车队均行驶70多万公里，原方案大修，经健康管理维护后，气缸总压力提高22.7%，机油压力提高28.5%，百公里油耗28.5公斤降为23.5公斤，节油率17.5%，百公里机油耗由1.2公斤降为0.2公斤。根本恢复到新车技术状态。,9/30/2024,33,例3、云南大型汽车运输经贸总公司日本尼桑CKA45载重运输车，经健康管理维护后：气缸最大失园度由0.13降为0.05毫米，最大失椎度由0.17降为0.03毫米.百吨公里平均油耗由4.28L降为3.65L节油率15%；百公里机油耗由1.06L降为微量。,例4、载重矿用汽车采用健康管理后：,1.延寿：延长大修期1万小时，等于创收150万元,2.节能：延长换油期倍，每次省换油费数千元,3.减修：延长大修期，节省百万元大修费。,4.增产：减免一次大修，可多运矿石10万吨。,9/30/2024,34,例5、重庆建筑机械化工程总公司第三工程公司的D-80 推土机，经过近三十年的使用，远超过服役年限，发动机损耗极为严重各运动摩擦副磨损间隙大导致烧机油、排兰烟、各缸压力不均，工作不良，机油压力怠速时仅为0.5kg/c。采用健康管理的动态维修技术处理，各缸爆发平稳，工作情况明显好转，动力增强；机油压力怠速时可达1-1.15kg/c。节约维修时间及材料，效益显著。,9/30/2024,35,例6、空气压缩机健康管理,中外合资福敦木业动力车间的四台空压机故障频繁，影响生产，采用健康管理后，追踪8个月，无故障发生，保证了正常生产，节约设备维修费二万元，节省润滑油四百公斤。,9/30/2024,36,谢 谢 大 家,9/30/2024,37,