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一、以價值工程理論為指導,分析生產運作過程,找到影響價值的關鍵因素和解決問題的方法
1.尋找影響價值主線價值最大化的主要因素
在生產運營中應用價值工程原理,就是使企業資源得到合理充分的利用,使企業綜合效益達到最大化,達到全局最優,而不是局部最優,這是價值工程的最高目標。在價值工程成本與功能關系曲線中,曲線C1表示隨著產品功能提高,制造成本也逐漸增加;曲線C2表示產品功能不斷完善,使用成本逐漸降低,曲線C1+C2代表使用成本與制造成本之和即總成本,其最低點就是壽命周期成本的最低點。價值工程就是尋找功能恰到好處的壽命周期成本最低點,即經濟最優點。依據價值工程原理對發電企業的價值主線進行分析,影響供電成本的主要因素有兩個,一是機組供電煤耗,二是燃煤的采購價格,這些因素都與燃煤熱值密切相關。發電機組負荷一定的情況下,入爐煤熱值提高會使機組效率提高,供電煤耗降低,供電成本下降。入爐煤熱值與供電煤耗的關系曲線相當于使用成本曲線C2。入廠(采購)煤熱值越高,會使采購成本增加,標煤單價上升,供電成本增加。入廠(采購)煤熱值與標煤單價的關系曲線相當于制造成本曲線C1。根據價值工程原理,無論機組供電煤耗和燃煤采購價格怎樣變化,一定存在一個燃煤熱值最佳點,供電成本最低。找到最佳燃煤熱值,采購和生產這個矛盾也就迎刃而解。
2.確定解決問題的方法和途徑
2.1確定入爐煤熱值與供電煤耗的關系。
華能河北分公司多次對機組進行熱力試驗,共化驗煤樣、灰樣和渣樣百余份,采集DCS數據數千條,專業技術人員運用數據分析和繪圖軟件對試驗數據進行計算、分析,最終得出了不同機組負荷下、不同入爐煤熱值與供電煤耗之間的關系曲線和數學關系式。
2.2確定入廠煤熱值與標煤采購單價的關系。
華能河北分公司燃煤采購分計劃內和計劃外兩種,因此,需要綜合考慮兩類煤源的供貨量才能找到真實關系。利用運籌學中規劃求解的方法,將計劃內煤種的實際供貨量作為約束條件,確定采購不同熱值入廠煤的最低標煤單價,將入廠煤熱值與標煤單價數據繪制點線圖,擬合出趨勢線,最后得到不同入廠煤熱值與標煤采購單價之間的關系曲線。
2.3尋找單位燃料成本最低對應的最佳燃煤熱值。
將供電煤耗與標煤單價兩者通過熱值相結合,得出數學關系式和燃煤熱值與單位燃料成本的對應關系曲線,通過非線性規劃求解,最終確定單位燃料成本最低時對應的最佳熱值。即存在一個最佳燃煤熱值,使單位燃料成本最低,燃煤熱值偏離最佳熱值,就會使單位燃料成本上升。
二、運用價值工程分析結果,改進生產運營管理
華能河北分公司通過試驗和數學分析,確定了影響發電企業生產成本的主要指標——最佳熱值。發電企業采購環節按照最佳熱值采購原煤,生產環節按照最佳熱值摻配和摻燒,即能達到單位燃料成本最低,實現燃料采購與生產需求兩者協同。
1.改進燃料采購管理
傳統燃料采購方式是根據月度電量計劃、煤場庫存量、庫存結構、標煤單價,燃料采購部門主要以標煤單價低為采購原則制定月度采購計劃,未考慮生產需求對煤炭的質量要求。根據月度采購計劃進入煤炭市場進行采購,對煤炭入廠的時序未作明確要求,造成燃料采購和生產需求極不協調,導致發電企業的安全、經濟指標和電網客戶需求無法實現最優。改進后的燃料采購方式是根據月度電量計劃、煤場庫存量、庫存結構、燃料采購部門提供的煤炭市場最新情報,價值工程辦公室依據當前計算的最佳熱值,設置煤質約束條件,通過規劃求解,得出最合理的燃煤月度采購指導意見(含到廠時序)并下發至燃料采購部門制定月度采購計劃,燃料采購部門根據月度采購計劃進入煤炭市場進行采購。新采購方式以發電企業的“單位燃料成本”(元/千瓦•時)最低為核心控制目標,既考慮煤炭市場價格因素的影響,又考慮發電機組對煤炭的質量要求,同時對煤炭入廠的時序也做了明確要求。新的管理模式能夠優質地滿足電網客戶及環保排放需求,對發電企業自身運營的安全性、經濟性也有顯著的提高。
2.改進燃料庫存配送管理
傳統燃料庫存配送方式是燃料管理部門在燃煤入廠后,便對燃煤進行直接配送和庫存堆放處理,在堆放和配送方面主要憑借員工的經驗,對最終燃燒發電的煤炭質量沒有科學、量化的指標進行控制,對于電網不同時段的負荷要求,不能做到以最低“單位燃料成本”為目標的現有存煤科學分配,有時會造成用電高峰帶不滿負荷、用電低谷易引起鍋爐燃燒不穩等現象,出現明顯的燃煤資源配置浪費。改進后的燃料庫存配送方式是燃料管理部門在燃煤入廠后,通過“三檢兩化”及時得到煤質的信息,依據發電運行部門的要求和煤場庫存結構相關數據對燃煤進行配送和存放管理。在配送管理方面,對于電網不同時段的負荷要求,按照計算出的最優配煤方案進行燃煤精確摻配和輸送,采取“煤場摻配、筒倉摻配、環給摻配”三級摻配方式,保證供給發電機組的燃煤煤質均勻,實現以最低“單位燃料成本”為目標的現有存煤科學分配。在燃煤庫存管理方面,根據燃煤不同的煤質,采用“分層分區堆放”方式進行堆放存貯,基本實現了煤場數字化管理,同時結合燃煤配送情況,將煤場現存煤狀況及需求信息及時回饋至燃料采購部門,保證燃煤供應煤質均勻、按時序入廠,庫存結構合理、穩定。新的燃料庫存配送方式改變以往僅憑經驗進行存貯和摻配的做法,在保證滿足電網公司要求的基礎上,實現了發電最低“單位燃料成本”量化控制,同時確保了燃煤資源配置最優。
3.改進運行操作管理
在傳統的運行操作過程中,由于燃料摻配與機組的要求嚴重脫節,運行人員對煤質狀況無法掌控,能耗指標又不能在線實時顯示,運行人員只能憑借經驗對機組進行調整。情況嚴重時會造成電力供需不平衡,影響電網對用戶正常供電,產生不良的社會影響。改進后的運行操作方式是運行操作人員根據燃料管理部門的摻配信息及試驗結論推薦的最佳熱值范圍,依靠及時準確的來煤信息、機組效率等監視手段,在不同負荷段時刻保持控制最佳熱值與對應的機組負荷相匹配,達到“單位燃料成本最低”。通過改進機組自動控制系統,實現了燃煤最佳熱值的自動控制,使控制更加精確及時,實際“單位燃料成本”更接近理想目標,提高了運行操作調整管理的精細化水平。新的運行操作方式,提高了對電網調度指令反應的靈敏性,能快速響應電網需求。
三、構建供電成本可視化信息系統,實現新的生產運營管理高效、可控
華能河北分公司確定利用信息系統平臺,使“單位燃料成本”由月度統計核算變為當日統計核算,提高企業對外部市場和內部情況變化的敏感度。“供電成本可視化信息系統”包含以下五個子系統:
1.入廠煤驗收系統。
用于入廠煤的檢斤、檢質數據采集,顯示煤種、礦點、節數、目測熱值、抽樣彈筒熱值、綜合彈筒熱值、在線熱值、低位熱值、硫分、揮發份以及各班組翻卸量、停卸原因、目的地。
2.煤場管理系統。
用于顯示煤場總量、煤場綜合硫分、煤場綜合熱值、貧煤總量、貧煤綜合硫分、貧煤綜合熱值、無煙煤總量、無煙煤綜合硫分、無煙煤綜合熱值,可自動更新,并且通過煤場三維示意圖顯示各標段煤質信息。
3.入爐煤質監視系統。
用于顯示筒倉、原煤倉各標段煤質信息以及存煤總量、綜合硫分、綜合熱值;各筒倉、原煤倉存煤總量、綜合硫分、綜合熱值,自動更新。
4.運行績效考評系統。
將可視化系統與現有運行的績效考評系統相結合,當供電成本變化時,通過運行績效考評系統可分析出主要影響因素。
5.供電實時成本在線系統。
通過上述系統提供的數據,實時計算單位燃料成本,并提供歷史數據和曲線顯示,用于對燃料成本的分析,并為三個關鍵環節的管理提供數據依據。
四、建立新的生產運行、評價、考核體系,保證生產運營管理持續高效
成立相應的生產運營管理改進組織機構,設立能效監督室,配備專職經濟運行分析工程師,全面系統推動價值工程在生產運營管理中的應用工作。經濟運行分析工程師負責協調組織各部門,制定運行、評價、考核體系相關制度文件,定期召開專項會議評價體系運轉過程中相關部門的工作內容和效果,下達考核意見,按照“PDCA”循環持續改進完善體系。
1.運行體系。
按照發電企業價值主線目標和職責要求,燃料采購、燃料管理、機組運行等部門協同工作,控制減值因素,時刻保持發電生產運作處于價值最大化狀態。
2.評價體系。
企劃部門按照月度下達的目標任務,對燃料采購、燃料管理、機組運行部門的協同工作效果、執行情況進行監督評價,保證體系運行處于受控監督狀態。
3.考核體系。
企劃部門按照體系考核標準,對燃料采購、燃料管理、機組運行部門的工作效果、執行情況提出考核意見,進行獎懲。
單位:中國華能集團公司河北分公司