基于產(chǎn)品生產(chǎn)性的產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計

基于產(chǎn)品生產(chǎn)性的產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計

1測試的影響在設(shè)計產(chǎn)品時，應(yīng)考慮該產(chǎn)品的制造成本、目標(biāo)市場和用途。對技術(shù)復(fù)雜程度較高的產(chǎn)品其可制造性是設(shè)計的關(guān)鍵因素,產(chǎn)品制造時的難易程度,對產(chǎn)品成本和產(chǎn)品質(zhì)量的影響非常大。電站輔機(jī)設(shè)備中較常規(guī)的產(chǎn)品有加熱器、凝汽器、除氧器等,這些產(chǎn)品常需根據(jù)客戶要求的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計和制造。因此,從生產(chǎn)方法和工藝流程的性質(zhì)進(jìn)行分析,屬于“離散型生產(chǎn)”,從產(chǎn)品需求特性來看,屬于“訂貨工程生產(chǎn)”,從生產(chǎn)的穩(wěn)定性和重復(fù)性程度來看,屬于“單件小批生產(chǎn)”。2標(biāo)準(zhǔn)化是中小企業(yè)發(fā)展的內(nèi)在要求近年來,受全球經(jīng)濟(jì)形勢波動的影響,從表面上看企業(yè)已中標(biāo)的項(xiàng)目較多,但在實(shí)際投產(chǎn)時,項(xiàng)目因受影響而會有較大的調(diào)整。常有項(xiàng)目被提前或暫停制造、甚至有項(xiàng)目被緊急啟動或取消的情況發(fā)生,對設(shè)備制造廠的生產(chǎn)影響頗大。目前,制造廠普遍存在的突出矛盾,是產(chǎn)品的交貨周期被大大縮短,但受技術(shù)、資源、產(chǎn)能等因素的困擾,迫使項(xiàng)目執(zhí)行的間隔被拉長。如何在市場風(fēng)險加劇、項(xiàng)目多變的情況下,滿足項(xiàng)目執(zhí)行和生產(chǎn)的需求,對企業(yè)經(jīng)營是一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在產(chǎn)品設(shè)計及流程設(shè)計中,經(jīng)常提及的一個重點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)化程度。標(biāo)準(zhǔn)化指同一種產(chǎn)品、服務(wù)或流程下的不同個體之間是沒有差異的。標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品意味著相同產(chǎn)品零件之間是可替換的,采用這種標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品,可在提高生產(chǎn)力的同時,極大地降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本;而且與定制的零件相比,標(biāo)準(zhǔn)化零件的更換或維修會更加方便。通常其設(shè)計成本也更低。將此理念引入到低壓加熱器(簡稱低加)的設(shè)計中,通過一系列分析研究,對設(shè)計上的通用化、精確化、合理化等方面進(jìn)行融合,可帶動整體設(shè)計能力的提升。3實(shí)際生產(chǎn)過程現(xiàn)對低加的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計流程進(jìn)行討論和分析。低加是電站機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)中重要的輔機(jī)設(shè)備之一。低加的正常運(yùn)行,對機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性有著重要影響。由于機(jī)組中汽輪機(jī)型號的不同,且各等級的機(jī)組類型眾多,從而導(dǎo)致加熱器計算所需的換熱面積各不相同。設(shè)備(低加)從招標(biāo)、投標(biāo)、中標(biāo)到實(shí)際生產(chǎn)的過程,見圖1所示。低加的換熱管常為U形管、雙流程,水室采用大法蘭密封或人孔型式。低加的基本結(jié)構(gòu),見圖2所示。低加主要由水室,水室分隔板,管束(管板,U形管,導(dǎo)流板,支撐板等)、殼體、固定支座和滑動支座等零件組成。加熱器的管板和U形管是關(guān)鍵受壓部件,占據(jù)設(shè)備制造的主要采購成本,管板布孔與U形管長度決定該臺設(shè)備的換熱面積。以300MW機(jī)組已有型號的低加參數(shù)為例,見表1所示。從表1可知,現(xiàn)有300MW低加圖紙的U形管數(shù)量與水室直徑可分為2種情況,而第一排U形管直段的長度變化較多。在報價階段,根據(jù)用戶提供的熱平衡圖,計算低加所需的換熱面積,選擇合適的設(shè)計方案,能迅速提供低加產(chǎn)品的報價。若中標(biāo),即可按現(xiàn)有圖紙和設(shè)計院確定的參數(shù),進(jìn)行適當(dāng)修改后投料生產(chǎn)?；痣姍C(jī)組低加管程的設(shè)計參數(shù)區(qū)別不大,因此,U形管可采用相同材質(zhì)和規(guī)格。3.1采用標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計方案管板零件在整個低加成本中占據(jù)較大份額,若將300MW、600MW低加管板的布孔進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計,通過調(diào)整U形管的直段長,滿足用戶對加熱器面積的不同要求。標(biāo)準(zhǔn)化的布管設(shè)計,有利于產(chǎn)品制造及質(zhì)量控制,已鉆孔管板也可在300MW或600MW機(jī)組的低加設(shè)備中互換。這種標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方案,相對而言降低了設(shè)計工作量,只需將管束加長或縮短即可;對U形管的采購有一定的要求(U形管直段長各不相同);對質(zhì)保部門(質(zhì)保文件)的要求相同。實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的具體方案,見圖3所示。這種設(shè)計方案雖然解決了管板間的通用性,但因各種低加的加熱面積不同,導(dǎo)致所需采購U形管長度的不同,使各項(xiàng)目之間的互換性降低。一旦項(xiàng)目變動,可能導(dǎo)致庫存量的增加,占用企業(yè)的流動資金。若在U形管采購進(jìn)廠后,按實(shí)際所需長度減短U形管直段,可通過切割等方法來調(diào)整長度;但如需增加U形管直段長度,就無法利用此方法。3.2不同等級機(jī)組的u形管熱設(shè)計如要保證低加的性能(換熱面積),滿足用戶需要,而U形管直段長保持不變,則可以通過加減外排管數(shù)來調(diào)整加熱面積。首先考慮300MW低加,假設(shè)采用1種直段長,計算分析是否能通過加減外排管數(shù),以解決加熱器面積的大小問題。整理300MW低加的熱平衡圖,進(jìn)行熱力計算,對不同工況做了分析比較后,得出:(1)在?1000水室中,最多可布置U形管數(shù)量約為720根。(2)當(dāng)單根300MW低加U形管展開后,直段長由8650mm增至12000mm時,經(jīng)核算,U型管的平均換熱面積約為1m2。(3)以720根U形管、850m2的布管為基準(zhǔn)(U形管直段長約11500mm)。在這種情況下,單根U形管的平均面積約1m2。如需減少加熱器的換熱面積而U形管直段長度不變的情況下,在減少200m2面積時(加熱器面積為650m2),需減少約200根U形管,所需U形管數(shù)為520根。采用560根U形管時,低加管內(nèi)流速2.7m/s(考慮給水流量790t/h),管程壓降0.095MPa?？绽錂C(jī)組及350MW機(jī)組的給水流量一般在920t/h,管內(nèi)流速將大于3m/s,超過標(biāo)準(zhǔn)允許范圍。因此,無法采用1種直段長,通過加減外排管數(shù)的方法,達(dá)到所要求的換熱面積。結(jié)論:無法采用1種直段長,通過加減外排管束來達(dá)到所有面積要求。基于上述原因,只能采用多種直段長,通過加減外排管束,來解決加熱器面積問題。經(jīng)計算,300MW低加的常用換熱面積,如表2所列。對1000MW低加,同樣采用調(diào)整U形管直段長度和增減管孔排數(shù)的方法,對不同的加熱面積進(jìn)行計算處理。將300MW、600MW低加的優(yōu)化設(shè)計方案匯總后,列于表3中。相同等級機(jī)組的低加設(shè)計實(shí)施方案,見圖4所示。假設(shè)有3個300MW低加項(xiàng)目,同時處于設(shè)計配合階段,交貨期相差不大。3個工程中加熱器的換熱面積分別為530m2、580m2和620m2。如果530m2的低加項(xiàng)目由于各種原因推遲交貨,而U形管已采購進(jìn)廠時,可將其用于580m2或620m2低加上,同時,僅采購?fù)鈬糠值腢形管,就可滿足其它2個工程變動的需要。如果620m2的低加項(xiàng)目因故推遲交貨,而U形管已采購進(jìn)廠時,則可將內(nèi)部的U形管用在530m2或580m2低加上,這樣,該批次的管子訂貨,就可滿足另兩個工程項(xiàng)目的需要。當(dāng)然,多余的U形管入庫后妥善保存,以待后續(xù)項(xiàng)目利用。從長遠(yuǎn)考慮,剩余的部分U形管,也可用于600MW、1000MW低加。不同等級機(jī)組低加設(shè)計采用的具體實(shí)施方案,見圖5所示。同樣假設(shè)有3個300MW、600MW、1000MW低加項(xiàng)目,同時處于設(shè)計配合階段,交貨期相差不大。如果某300MW的低加項(xiàng)目由于各種原因推遲交貨,而U形管已采購入庫,可將其用在于600MW或1000MW低加上,同時僅采購?fù)鈬徊糠值腢形管,就可滿足另2個工程項(xiàng)目的需要。如果1000MW的低加項(xiàng)目因故需推遲交貨,而U形管已采購進(jìn)廠時,可將內(nèi)部的U形管用在300MW或600MW低加上,以滿足工程項(xiàng)目變動的需要。多余的U形管需返交倉庫妥善保存。待有用戶定購1000MW低加時,只需采購內(nèi)部U形管,就可完成新的項(xiàng)目。采用這類設(shè)計方案,為小機(jī)組低加所訂制的U形管,也可用于大機(jī)組的低加設(shè)備,但大機(jī)組低加外圍的U形管,不可用于小機(jī)組低加。通過技術(shù)分析,確定各種設(shè)計方案的優(yōu)劣。對標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方案的總結(jié)情況,見表4所示。4標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計應(yīng)用綜上所述,面向通用產(chǎn)品的設(shè)計,盡量采用共性條件。結(jié)合企業(yè)自身和市場實(shí)際需求,制定合適的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方案是很有必要的。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計可減少重復(fù)勞動,加快設(shè)計速度,并能降低設(shè)計成本,縮短產(chǎn)品的交貨周期,提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計時,需分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式,確定核心零部