对制造商来说,维护和持续验证第五章的符合性是一项具有挑战性的任务。把责任交给专家可以让公司更充分地专注于生产,降低过程中的风险和成本。

许多工厂正在与VOC减排系统带来的问题作斗争。这些问题包括初始投资,它不会增加最终产品的价值,操作和维护系统的成本,以及快速应对紧急情况的挑战,这可能会导致整个生产设施关闭。此外,根据第五章的规定,工厂还面临着保持和不断核实合规的问题。

工作人员对蝶形阻尼器进行例行维护,使空气通过再生热氧化剂重新定向。定期维护使操作效率保持在最高水平。(图片由Dürr Environmental Inc.提供)

在这种情况下,工业工厂使用自己的人员操作和维护减少挥发性有机化合物系统是没有意义的。当减排的责任外包给减排系统专家时,就能实现效率最大化。

挥发性有机化合物减排系统对任何工厂的盈利能力都存在以下几种风险:

合规风险-消减系统能否达到必要的摧毁效率?效率低下会导致罚款,或者更糟的是,关闭工厂吗?

操作风险-消减系统中的设备会失效,迫使生产停止吗?

货币风险-系统是否以最高效率运行,或者公司是否在天然气、电力或过早的设备检修上浪费钱?

高新技术风险-使用新技术往往可以降低操作成本,更好地执行系统维护。外包承包商往往能够比工业用户更有效地管理新技术的风险。

图1:内部减排成本与外包成本的对比。来源:·杜尔环境

尽量减少风险

这些风险加在一起,就引出了一个重要的问题:如果一家工厂不从事环保业务,那么它为什么要付钱给工厂员工,让他们偶尔做一些可以外包给专家的环保或安全活动呢?

减排承包商通常会通过计量效用消耗、监控设备变量(如温度和振动)、趋势运行参数和简单地观察设备现场来监控系统性能。广泛的数据收集和随后的统计分析,然后作出适当的反应,将提供合理的遵守保证。

如果结构正确,减排外包将降低拥有和运行减排系统的成本,因为合同通常是基于与保证性能密切相关的每月成本。任何公用事业超支或意外设备维修均由承包商负责。

企业一直不愿将减排等关键功能外包出去,担心如果出现问题,对外部承包商的依赖可能会使核电站处于脆弱的地位。尽管许多持怀疑态度的经理担心失去对关键设备或系统的控制,但外包经营实际上通过可执行的绩效标准对工厂的成功提供了更大的控制,这些标准是基于支付承包商之前必须满足的监管要求。

内部员工可能无法提供外部承包商可以提供的好处,包括专注力、专业知识和系统升级。

焦点-减排承包商提供的主要好处是专注。工厂和它的员工专注于产品的生产和保持生产设备的运行。减排承包商不关注客户的生产;它唯一关注的是减排系统。

专业知识-承包商可以提供的第二个优势是内部资源不能提供的专业知识。由于制造商对他们的系统有非常深入的了解,他们有能力以更高的效率执行操作和维护,专注于实现效率增量增加所需的详细服务。

系统升级-实施新技术的资本支出通常会增加正常运行时间或降低操作和维护成本。如果资本支出需要两年或更短的简化回报,许多有价值的技术改进将不会得到实施。如果在长期合同期间为资本支出提供资金,由此产生的每月节省往往可以抵消每月的资本负担。

由于不同的评估标准,外包承包商可以安装原本不会执行的系统升级。

一个成功的外包计划的要素

如果要外包减排工作,企业会与减排专家签订合同,由他们全权负责工厂挥发性有机化合物减排系统的运营和维护。

“承担全部责任”至关重要。一个成功的外包计划不是简单地将系统安装与服务捆绑在一起作为一个打包的产品。外包承包商必须承担合规责任和成本,以实现双方利益的最大化。

承包商应:
•对系统进行操作维护
监控系统性能的各个方面以确保合规
•定期向客户报告系统的状态及其合规性

至少有一个商业上可用的程序提供这些附加服务:
•保证合规和设备长达10年
•与公司自身操作设备的成本相比,保证降低拥有和操作消减设备的成本
•在合同期内为减排设备提供资金,最长可达10年

为了确保有效的减排外包计划,合同公司应该提供当地的现场工作人员24小时全天监控,并在合同结构下运行,以便客户和承包商的利益和动机紧密一致。这将实现合规性、系统正常运行时间和成本效率。

金融方面的考虑

外包合同的月支付应该非常明确,并基于可测量的变量,如正常运行时间、风量、计量公用事业消耗和破坏效率。支付的可预见性意味着工厂可以准确地计划运营预算,而不必担心意外事件会导致预算超支。

确定的付款可能会波动,这不是由于意外事件,而是由于业务的变化。付款的变化通常是由于一些因素造成的,如空气处理的变化,超过规定目标支付给承包商的奖金,或未能达到最低标准从供应商的付款中扣除的罚款。

如天然气或电力等计量消耗的变化应尽可能由承包商负责。将公用事业消耗的负担放在承包商身上,可以消除过于乐观的公用事业预测无法实现的风险,以及过度的公用事业消耗会影响电厂的预算。

基于减排专家可以在效用消耗、持续预防性维护和先进诊断方面实现的效率,承包商可以降低减排成本。系统升级、持续优化和微调以及统计分析提供了进一步的省钱机会。

除了记录在案的节省之外,还获得了无形但非常真实的好处。不再产生备件库存和持有成本。不再需要对员工进行培训和再培训。与意外维修的担保资金相关的持有成本不再发生。最重要的是,减少或消除了因消减系统停机而导致的生产损失。

确定运行和维护的当前成本是确定外包合同是否实际上会降低减排成本的第一步。虽然这看起来很简单,但大多数工厂并不知道完全的成本,或者他们没有完全量化真正的成本是什么。

图1显示了拥有和操作一个减排系统的所有元素是如何加起来的。这些数据是基于实际的再生热氧化剂(RTO)安装,可能并不适用于每个安装。然而,对于大多数系统来说,这些或类似的成本通常以各种形式发生。当对外包进行评估并与完全减排成本进行比较时,必须考虑和量化与该系统有关的所有成本,包括经常被忽视的成本,如备件的运输成本、额外的间接费用、分包技术和生产损失或机会损失的成本。

图2:监测燃烧室温度可以帮助避免不合规的情况。

案例研究

Dürr环保公司多年来一直有一个全面的外包计划。在工业化地区设立了几个卫星办事处,以操作减少系统并承担维持遵守的责任。俄亥俄州的几家工厂已经签订了减排系统合规责任合同,目前正在与减排承包商合作。

以下是操作、数据收集的摘要,并说明如何认证合规性。

与减排承包商合作的每个工厂都有一个再生热氧化剂(RTO)系统。为了在承包商承担责任之前建立基线条件,使用工厂记录来确定运行和维护系统的历史成本;安装了仪表以核实效用消耗。

完全负责系统符合性认证,运维已外包给Dürr。作为执行的外包合同的一部分,RTO的升级无需工厂支付预付费用。即使把升级的费用纳入合同,合同的基本月付款大约是工厂一直支付的95%。所有消耗的公用事业设施都是承包商的责任,这为承包商在合同期内实现效率最大化提供了明确和确定的动机。

已有四年历史的RTO提供了10年的保修期。工厂不再需要保持备件的库存。工厂不再需要雇佣员工或培训新员工来操作和维护减排系统。

卫星办公室定期进行现场检查,以验证性能,确定可能导致不合规的情况,并执行预防性维护计划,以减少长期系统成本。

图3:电气消耗和轴承问题的影响。

合规监测

根据现行法律,工厂必须持续遵守。任何公司官员,以及执行机构,都可以使用符合或不符合的任何可信证据,例如监控信息、检查或员工的证词,以验证遵守状况。以前许多人认为,只有EPA参照测试的结果才能用来证明遵守或违反规定。目前的规则和法律明确表明,情况并非如此。

公司现在必须制定监控计划,以确保减排设备的运行符合良好规范2。合规认证必须建立在监测的基础上,监测提供了代表投诉情况的可靠数据3。总的来说,这些规定意味着,现在核电站比以往任何时候都更需要积极主动地确保自己遵守规定。

数据收集不限于控制面板收集并由服务器存储的过程变量的度量。此外,现场管理员在定期现场访问时收集设备性能和预防性维护的数据。与用于统计过程控制的过程变量一样,该数据用于在导致不遵从性之前识别和解决问题。

数据收集和使用如下所示:

基本数据用于监视基本信息。燃烧温度是否在正确的设置点?气流开关读数是否为流量?限位开关是否确认阀门运行正常?

数据分析用于从收集的数据中得出结论来预测合规性。例如,效用消耗是否接近预测,或者是否发生了变化,表明操作发生了变化?数据点是否相互冲突,表明其中一个变量是错误的?

维护数据,是在现场系统检查时收集的,可能表明设备即将发生故障。设备故障不仅会影响遵守规定,而且可能威胁到关闭整个设施,直到解决为止。

系统优化-数据是否表明效率低于最佳水平?尽管合规可能不会受到影响,但长期的低效率可能会对成本产生重大影响,并最终对总体性能的任何综合度量产生重大影响。



图4:日常运行过程中的天然气消耗。

数据分析

图2 显示燃烧室温度读数的两个级别的上限和下限。这样一个基本的表可以提前警告经理,在足够的时间内避免出现不符合要求的情况,如果温度控制偏差很大。

用于维护遵从性的数据分析的一个例子可以在图3.图中显示了正在处理的气流,基于气流的预测耗电量和实际耗电量。注意,在A点,气流减少了,正如预期的那样,预测的消耗减少了。但实际消费却增加了。这本身并不表明发生了什么问题,但它是一个标志,表明某些内容发生了更改。

在本例中,此更改促使站点管理员进行详细的系统检查。对排气风扇/电机的快速振动分析表明,自上次预定的振动分析以来,振动显著增加。轴承正在失效,这意味着振动增加,电力消耗增加。在下一个停机期间,更换了轴承,振动问题得到了纠正。

数据趋势、日常运行过程中收集的振动数据和现场分包商结合,在系统达到不合规之前识别并解决问题。避免生产损失是该厂的一个主要额外好处。

数据分析还发现了一个有故障的热电偶,在不符合条件的情况出现之前修复了它。在稳定的气流和持续的工厂运行期间,燃料消耗明显下降。系统检查显示燃烧室热电偶给出了错误的读数。实际温度远低于预期,导致燃料消耗减少。很快,问题得到了纠正,燃料消耗恢复正常,一个可能导致不合规的情况立即得到了解决。



图5:电力消耗和过滤不当的影响。

系统优化

作为一个彻底的外包计划的一部分,数据收集不仅用于符合性认证,而且用于系统优化。

图4显示了在日常操作中相对于气流的天然气消耗。数据表明,在稳定的进口条件下,实际消耗也与预期一样稳定,有轻微波动是正常的。

图5显示实际的气流作为时间的函数,与实际的耗电量绘图。这个情节也应该是稳定的。但到6月中旬,实际用电量开始莫名其妙地增加,说明运行没有优化。

这时,进行了烘焙。(烘培是一种清理氧化剂的程序,目的是清除任何可能影响操作的累积沉淀物。)这幅图显示,烧烤的有益影响只是短期的。在接下来的几个星期里,消费的增幅甚至超过了烧烤活动之前。

进一步的调查显示,在排放源安装了错误的过滤器,导致了过量的颗粒物负荷。附加的微粒很快堵塞了氧化剂。安装适当的过滤器解决了堵塞问题,如表所示。

从历史上看,直到RTO完全堵塞,过程中的废气受到限制,生产受到不利影响,颗粒物问题才会被发现。只有这样,过滤器的问题才会解决。不幸的是,到那时,大量的公用事业将被浪费,工厂将不必要地损失生产。

当减排的责任外包给一个具有专门知识的组织时,无论从效用、联机时间还是符合性方面衡量,效率都是最高的。一份成功协商的外包合同将客户和承包商置于商业等式的同一边,密切协调双方的最佳利益。减排外包可以提供一种合规认证的保证,这是无法在经济上在内部开发和维护的。

参考文献

(1)雪莱,S。《外包的兴起》,《化学工程》,1997年4月。
(2)浆果,J。《1990年清洁空气法修正案的遗产》,工业涂料和粉末,1998年8月。
(3)洛布,f;Westlin, P。“有效的工程是符合第五章的关键”,环境管理,1999年10月。