蒸汽装置解剖

南非的萨索尔堡(Sasolburg)是世界上仅存的煤提炼炼油厂之一。它也是Sasol的总部，Sasol是一家多元化的石化、采矿和能源公司。为了实现对其庞大业务的下一个层次的控制，Sasol要求全球工业自动化、运输和控制供应商英维思的代表更多地解释其战略运营管理的新动态绩效衡量(DPM)方法。据说DPM支持创建一个操作环境，让每个人从车间工人到工厂经理和公司高管都能做出明智的决定。更重要的是，他们可以查看这些决策对立即实现战略业务目标的贡献，从而可以几乎实时地调整行动。有了这种级别的信息可见性，资产不仅得到了管理，而且得到了优化。企业绩效管理(EPM)成为可能，操作员和控制工程师被授权直接影响底线成本。

基于对DPM的了解，Sasol选择使用其Infrachem公用事业和合成气部门进行DPM试点项目。Infrachem生产电力、脱盐水和蒸汽，用于几个内部客户的生产过程，包括沙索的混合工厂，从煤和天然气生产石油和柴油燃料，以及化学产品，包括聚合物、溶剂、烯烃、蜡和含氮产品。

在Infrachem部门试点项目之后，工厂车间操作员、控制工程师和业务经理都有一个图形化的仪表板，显示特定于他们各自的任务和功能的动态性能度量(dpm)

Infrachem的蒸汽站1和蒸汽站2被认为是理想的试点地点。由于蒸汽需求减少，重点从最大利用率转移到最低成本，他们的产能低于产能。他们还提供了一个可管理的、独立的项目，用于原型化实时性能测量系统，该系统可以验证与公司制造战略的一致性，然后更广泛地部署。

英维思绩效评估集团总监拉斯•巴尔(Russ Barr)表示:“当我们执行这样一项承诺时，我们不会只关注运营指标或财务指标，而是会查看所有相关信息，以帮助客户做出更好的决策。”

巴尔说:“例如，我们不想只关注提高运营效率，因为这可能会让员工忽视随之而来的排放问题。”他说，重要的是要认识到所有可能由正在处理的各种因素混合而产生的关键问题。

巴尔说:“你可能会推动锅炉提高效率，但在这个过程中，你可能会对其他地方的成本产生不利影响。”

沙索的信息管理小组邀请英维思来沙索堡分析情况并提出解决方案。英维思专利的“参与方法”围绕五个重点领域，包括一系列密集的、注重细节的会议和研讨会，由广泛的、跨职能的利益相关者参加。

“首先，我们的目标是获得该领域的财务视图，”巴尔说。由于Sasol最初的重点是蒸汽发电，“我们专注于获得一个部门的视角——在战略层面上理解蒸汽发电，以及它如何满足主要业务目标。”

第二个重点领域是操作:“谁做什么;他们是如何组织起来的;以及责任在哪里，”巴尔说。第三是对技术基础设施有一个清晰的认识;为支持DPM绘制出现有的和需要发挥作用的内容。第四”是人力资源因素。获取将使用该解决方案的人的简介。”还有一点不容忽视:“必须考虑变革管理实践，”他说。

巴尔表示，让高层管理人员参与工作会议至关重要。在沙索，这涉及到工厂经理和部门总经理。“当总经理谈论战略时，团队成员和员工获得了许多新的见解，”他说。工厂经理澄清了实现愿景的战略要点，加强了这一点。他说:“这让人们更容易把握愿景和实现愿景的植物策略之间的联系。”

(在本文中，Sasol的IT管理层提供了一份关于接下来发生的事情的详细报告，但由于日程安排问题，他们无法直接接受采访。巴尔代表他们发言。)

功能分解

接下来是两个蒸汽厂操作的详细功能分解、映射和分析。每个站都有多个锅炉，为所有站点提供蒸汽。然后叠加业务目标，以确定如何最好地实现最高优先级。

巴尔说:“我们的目标是找出管理蒸汽产生的正确方法，而不仅仅是努力运行两个蒸汽站，这是过去10年运营的基本原理。”这种详细的分析和映射对于产生更深入的理解和揭示挖掘隐藏价值的额外机会是至关重要的。

巴尔说:“这个过程不是简单的因素分解的一对一联系。”有了两个蒸汽站，我们的目标是确定最适合战略目标的运营策略。这涉及到各种各样的选择，从让一台设备满负荷运转以使另一台完全不需要使用，到在两台设备之间平衡服务的变化。上游和下游的相互依赖性也被仔细审查。

巴尔说:“审视所有的相互依赖关系，可以提供最初没有意识到的额外机会。”

该项目的首要任务是实现低成本蒸汽发电，最大限度地利用现有技术是至关重要的。这包括管理一个站的专用横河分布式控制系统(DCS)和管理另一个站的专用贝利DCS。两个DCS平台都提供了控制、历史记录和图形用户界面。在项目开始时，这两个DCS的负载都不重，这为托管其他应用程序提供了机会。两者都连接到Aspentech IP21数据历史服务器，并将过程控制信息馈送到数据聚合和分析。

DCS和IT层之间的大多数通信连接是双向的，允许由历史记录人员操作的过程数据反馈给DCS以供显示。此外，Infrachem使用SAP R/3 ERP作为其主要的企业骨干。来自SAP销售和分销、材料管理和生产计划模块的信息为生产成本系统和每月管理报告系统提供输入。从SAP中获取的产量用于从工厂维护模块中得出可变成本。SAP中的分配成本用于整体产品成本核算。

蒸汽装置操作

蒸汽站1提供蒸汽在425°C至430°C, 41至42巴(压力测量)，同时试图保持恒定的蒸汽输送。蒸汽站2提供450°C, 40.2 bar的蒸汽，作为处理手动控制负荷变化的摆动装置。为了有效地输送工业用蒸汽，保持规定的管道是必要的。

单个锅炉可以用两台或三台磨煤机来运行。两家工厂每小时生产80至110吨蒸汽;三家工厂每小时生产110至145吨。锅炉效率的定义是传递给蒸汽的热量除以燃料的热值。一般来说，传热效率与监测的释放堆温度有关，而燃烧效率与过量供气和其他因素有关。其他可变费用包括脱盐水和电力。

由于许多锅炉操作是手动的，帮助运营商更好地理解整体锅炉经济-à-vis整体工厂运营和更广泛的部门战略被认为是提高战略业务绩效的关键。从本质上讲，运营商被视为成本改善的一线贡献者。

使用英维思的结构化方法在最低水平上确定正确的锅炉性能指标，以便对其进行有效管理。这使得流程因素及其成本影响与更高层次的战略业务目标之间具有明确的联系。为了确保性能改进，性能度量需要是可见的，并且与流程本身同步。这使得反馈循环能够实时记录操作员所采取的行动的因果效应。该团队确定了三个关键的蒸汽站dpm:蒸汽成本、蒸汽质量和产量。

每台锅炉的目标是在规定的适当压力和温度下生产成本最低的蒸汽;保持可靠生产;并保持生产速度。对于每台锅炉，包括人工在内的可变蒸汽产生成本由四个主要部分组成:煤耗(最大的成本)、电力、燃料油和水。为了得到每吨的成本，这个数字除以产生的蒸汽的总吨数。蒸汽质量是根据从锅炉管道到集管的温度和压力来测量的。生产速度以吨/小时为单位。

在工厂层面，更高级别的DPMs包括蒸汽成本、贡献利润率(客户收入减去可变成本)、蒸汽质量和生产率的总和。

开发了一套复杂的、关键的成本计算，解决了所有主要的锅炉运行因素，然后转换为算法，驱动一组dpm编程到DCS平台。这使得通过工厂的资产实时跟踪成本因素成为可能。在历史学家的帮助下，单位级别的指标在站点和工厂级别汇总。可以在不同的时间段执行总计，包括轮班、日和月。基于作业的成本计算系统跟踪的实时财务数据加上分配成本，提供了产品总成本的实时图像。

每个组(包括车间操作员、控制工程师和管理层)现在都有针对各自任务和功能的dpm图形仪表板显示。每个仪表板上最重要的是一组指示当前性能的刻度盘。

巴尔说:“驱动这些表盘的算法是我们所做的所有分析的结果。“表盘为每个人的领域提供了三个基本视图——财务视角、战略视角和运营视角。”就战略企业绩效而言，表盘的重要性优先级从左到右为每个人的领域，成本表盘在左边，因为它是最高优先级。

员工积极使用仪表板来深入了解更详细的信息。“你可能会深入了解影响每吨蒸汽成本的因素。如果有什么问题，也许是因为电力飞涨。在仪表板的右边，你可以查看操作，比如锅炉效率和排放。如果成本真的很高，运营商可能会决定放弃锅炉。或者，如果客户需求上升，你可能会决定更努力地运行锅炉，”巴尔解释道。

通过Aspentech数据历史记录的桌面门户支持管理仪表板。“工厂经理看的是总成本——他在损益表上衡量的成本。现在他可以主动解决成本问题，每天都知道是否有与预算不符的绩效问题，而不是像以前那样在月底才发现。”“他可以深入调查，看看这可能是培训问题，还是煤炭质量问题。”仪表板元素支持持续监控和评估工厂如何根据预算执行，以帮助每个人推动业务绩效。

从项目一开始，提高业务绩效的一个关键机会就是培训运营商更有战略地思考和行动。

现在，仪表板显示为运营商提供了关于操作及其对Sasol战略业务优先级的影响的清晰而简单的反馈。仪表板dpm为他们提供了一幅清晰而明确的性价比图，而不是他们采取行动所能影响的事情。他们现在可以近乎实时地看到，如何调整燃油燃烧、烟囱照明弹和煤给磨率，例如，将仪表盘的刻度盘朝正确的方向移动，以实现更低的成本。

Sasol报告说，试点项目的早期结果表明，动态性能测量倡议的影响远远超过了每年节省400,000美元的预期。这主要是由于减少了昂贵的能源原料和电力消耗。

有了这样的成功，该公司正寻求在其他业务领域进行更广泛的推广。使用多元统计分析，绩效测量信息可以与其他过程数据相结合，以确定额外的改进领域，并提供持续改进计划，如六西格玛，以实现更大的业务价值收益。

作者信息

Frank O Smith是控制工程。在网上发表你的评论

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