Minitab软件在热电厂质量分析中的应用实例

山东某公司热电厂是公司唯一的自备蒸汽机组，自备蒸汽能力达70%。受环保、成本和外部购汽因素的影响，220t/h煤粉锅炉的蒸汽生产能力亟待提高。因此，选择Minitab15软件中的质量管理分析方法，对影响220t/h煤粉锅炉蒸汽产量的因素进行分析并寻求改进。

一、改进过程

1.收集数据并验证正常。

在使用Minitab15软件计算过程能力之前，需要对220 t/h煤粉锅炉2015年10月至2016年1月的蒸汽产量数据进行正常校验。

操作路径：统计—基本统计量—正态性检验

2015年10月至2016年1月火电厂220 t/h煤粉锅炉蒸汽产量概率图见图1。

图1

从图1可以看出，其P值为0.410，大于0.05，蒸汽产量呈正态分布，可用于工艺能力分析。

2.过程能力分析

过程能力指数是指过程能力满足产品质量标准要求的程度(规格范围等)。).又称过程能力指数，是指在一定时间内，被控制过程(稳态)的实际处理能力。

操作路径:统计-质量工具-能力分析-常态-参数设置-确认。

根据以下操作，分析锅炉的蒸汽输出。子组规模为8 h(每班运行时间)，蒸汽产量为190 t/h，上限为220 t/h，为锅炉经济运行范围。

图2 

从图2的工艺能力分析可以看出，蒸汽生产的工艺能力为0.97。根据评价标准(表1)，可以看出锅炉蒸汽生产的工艺能力不足，必须提高其能力。

表1

3.分析影响蒸汽产量的指标之间的相关性。

相关性分析是指对两个或两个以上具有相关性的变量要素进行分析，从而衡量两个变量要素之间的密切相关性。

①关联度标准:P值一般小于0.05，可视为关联。相关学位标准见表2。

表2

②操作步骤:首先用头脑风暴法对影响蒸汽产量的指标进行分析，找出可能对其有直接影响的指标，如炉内煤的挥发分、固定碳、炉温、给水温度、原煤单耗等。然后将上述指标3个月的统计数据输入Minitab15软件(图3)，使用Minitab15软件做相关性分析。

图3

③操作路径：统计—基本统计量—相关—选择数据项—确定(图4)

图4 

④相关分析结果:根据判断标准(P值一般小于0.05)和分析数据可以看出，炉温和给水温度与产汽量相关，炉温与产汽量负相关(表3)。因此，为了提高锅炉生产率，需要提高给水温度，降低炉膛温度。

表3 

4.影响蒸汽产量指标的进一步分析。

通过以上分析，可以判断炉温和给水温度与蒸汽产量有关。接下来，以炉温指数分析为例进行进一步分析。

① 控制图

操作:统计-控制图-子组变量控制图-xbar-r(均值范围图)

结果:从控制图(图5)可以看出，炉温波动较大，不稳定。

图5 

②过程能力分析

操作路径:统计-质量工具-能力分析-常态

结果:根据工艺能力图(图6)，发现炉温超过控制范围的次数大于Cpk=-0.05，工艺能力严重不足。

图6 

改进方向是将波形左移，即降低炉温。

③原因分析

头脑风暴法根据人机材料法的六个方面分析可能影响炉温不合格的原因，利用软件中的因果分析功能绘制果树。

操作:使用统计-质量工具-因果关系(图7)。

图7 

分析结果：进入因果分析界面后，从人机料法环测6个方面录入可能影响炉膛温度高的原因，最终形成因果图如图8所示。

图8 

最后需要对因果图中的终点因素进行分析，找出影响问题点的主要原因，并制定相应的对策措施，对结果进行改进和验证。

二、提高效果

根据2016年5月至2017年4月的数据(不含公司减产影响)，经核实，220 t/h锅炉蒸汽生产能力由改进前的196 t/h提高至204.6 t/h，其Cpk值由改进前的0.97提高至1.33，工艺能力充足(图9)。

图9