基于A3思維的氨精制二級(jí)冷卻器管束泄露分析及改進(jìn)措施

馮偉（揚(yáng)子石油化工有限公司，江蘇 南京 210048）

A3 思維能夠快速有效的找到問(wèn)題發(fā)生的根本原因及解決問(wèn)題的辦法，是一套強(qiáng)大的改善工具。它包括7個(gè)要素（合乎邏輯的思維流程80∕20原則，客觀性杜絕臆想，結(jié)果和流程，綜合，提煉和圖形化，校準(zhǔn)，內(nèi)部的相關(guān)性和外部的一致性，系統(tǒng)點(diǎn)）及8個(gè)步驟（確立主題、問(wèn)題背景、實(shí)施目標(biāo)、現(xiàn)狀問(wèn)題點(diǎn)、真因分析、對(duì)策立案、確認(rèn)對(duì)策效果、下一步工作）[1]。本文基于A3思維，針對(duì)氨精制三級(jí)冷卻器的泄漏原因進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

1 問(wèn)題背景

某單位氨精制二級(jí)冷卻器為四管程浮頭式換熱器，冷卻器直徑為1500mm，長(zhǎng)8042mm，換熱管材質(zhì)為10#鋼，管束規(guī)格為Φ25×2.5×6000mm，管程介質(zhì)為循環(huán)水，介質(zhì)進(jìn)口溫度為32℃，進(jìn)口壓力理論值為0.4MPa；殼程介質(zhì)為側(cè)線氣，介質(zhì)進(jìn)口溫度為120℃，進(jìn)口壓力為0.45MPa；氨精制二級(jí)冷卻器管束一旦發(fā)生泄漏，會(huì)導(dǎo)致循環(huán)水PH 增大，不僅影響循環(huán)水質(zhì)量，還會(huì)導(dǎo)致酸水汽提單元停車(chē)，進(jìn)而影響公司酸水平衡。

2019年4 月發(fā)現(xiàn)冷卻器冷凝效果下降，換熱溫差由30℃降低至5℃，導(dǎo)致循環(huán)水PH 增大，氨側(cè)線抽出的換熱生產(chǎn)瓶頸。對(duì)其進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)管束發(fā)生泄漏且腐蝕嚴(yán)重，如圖1所示。

圖1.換熱器管束情況

2 實(shí)施目標(biāo)

保證氨精制二級(jí)冷卻器能長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

3 原因分析

3.1 主要原因分析

A3思維的關(guān)鍵是客觀性、杜絕臆想。在尋找問(wèn)題發(fā)生的原因時(shí)，要依據(jù)事實(shí)為基礎(chǔ)，從細(xì)節(jié)入手，對(duì)需要重點(diǎn)解決關(guān)鍵問(wèn)題點(diǎn)，進(jìn)行客觀公正的分析。為了找到氨精制二級(jí)冷卻器管束泄漏的原因，利用魚(yú)骨圖發(fā)，從人、機(jī)、料、法、環(huán)5個(gè)方面進(jìn)行全方面的分析，列出可能導(dǎo)致管束泄漏的原因，如圖2所示。

圖2.魚(yú)骨圖分析

通過(guò)查詢(xún)操作記錄、巡檢記錄以及相關(guān)資料表明人、料、法三個(gè)方面沒(méi)有異常。而設(shè)備自身方面，通過(guò)查找制造工藝、設(shè)計(jì)以及驗(yàn)收等原始相關(guān)資料，與運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，表明該冷卻器的設(shè)計(jì)不合理，選材存在問(wèn)題；同時(shí)水冷器的運(yùn)行環(huán)境較差，也是造成管束泄露的主要原因之一。

3.2 根本原因分析

A3思維尋找根本原因的方法是利用5WHY真因分析法，即5個(gè)為什么。雖然是5個(gè)為什么，但又不局限于5個(gè)。氨精制二級(jí)冷卻器管束泄漏的根本原因分析如圖3所示。

圖3.5WHY真因分析

我們可以推斷出導(dǎo)致冷卻器管束泄漏的根本原因有三個(gè)。一是殼程介質(zhì)具有腐蝕性，而管束材質(zhì)為10#鋼，耐腐蝕性不強(qiáng)。二是管壁結(jié)垢嚴(yán)重。氨精制二級(jí)冷卻器循環(huán)水中碳酸氫鈣和碳酸氫鎂易受熱分解，產(chǎn)生碳酸鈣和碳酸鎂沉淀物結(jié)垢。水溫越高，分解速度越快，垢量越多。同時(shí)循環(huán)水品質(zhì)控制不佳，會(huì)造成水中形成較多污垢，進(jìn)而沉積在設(shè)備表面，形成腐蝕環(huán)境，造成設(shè)備腐蝕。三是管程循環(huán)水壓力低于設(shè)計(jì)操作壓力。水冷器處于高處平臺(tái)，循環(huán)水流速低，易導(dǎo)致結(jié)垢。

4 實(shí)施對(duì)策

根據(jù)A3思維的5WHY真因分析確定的管束泄露的根本原因制定應(yīng)對(duì)措施。

（1）氨精制二級(jí)冷卻器管束材質(zhì)耐腐蝕性不強(qiáng)。對(duì)管束材質(zhì)進(jìn)行升級(jí)，將管束材質(zhì)升級(jí)為00Cr19Ni10 提升管束耐腐蝕性。

（2）管壁結(jié)垢嚴(yán)重。水冷器增設(shè)反沖洗甩頭，每?jī)芍芏ㄆ谶M(jìn)行反沖洗，條件允許時(shí)清洗管束。

（3）循環(huán)水壓力不足。協(xié)調(diào)公用工程提高裝置循環(huán)水壓力并改善循環(huán)水水質(zhì)。

5 確認(rèn)對(duì)策實(shí)施后效果

自2019 年4 月份對(duì)管束材質(zhì)進(jìn)行升級(jí)、循環(huán)水壓力提高、增設(shè)反沖洗甩頭并每?jī)芍苓M(jìn)行一次反沖洗后，氨精制二級(jí)冷卻器冷卻效果良好，能夠滿(mǎn)足長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

6 下一步工作

（1）跟蹤氨精制二級(jí)冷卻器實(shí)施效果，對(duì)其冷卻效果進(jìn)行分析，確保其穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）項(xiàng)目橫展：利用A3思維解決工作中遇到的其他設(shè)備問(wèn)題，把握問(wèn)題點(diǎn)后，采用魚(yú)骨圖、5WHY等工具進(jìn)行逐一真因分析，制定好措施后，檢驗(yàn)措施是否有效，從而解決目標(biāo)問(wèn)題。

7 結(jié)語(yǔ)

（1）基于A3 思維能夠快速有效地找到氨精制二級(jí)冷卻器管束泄漏的原因，提出改進(jìn)措施，并通過(guò)采取相應(yīng)的措施，成功解決了問(wèn)題，為其他設(shè)備故障問(wèn)題的分析提供了參考。

（2）A3 思維在分析問(wèn)題發(fā)生的原因時(shí)，要避免經(jīng)驗(yàn)主義，在沒(méi)有確切的證據(jù)前不能過(guò)早下結(jié)論。利用5WHY 分析制定好措施后，一定要校驗(yàn)措施的有效性，從根本上解決問(wèn)題。