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大唐托克托電廠煤耗管理方案優化研究

2023年10月14日

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摘 要
我國現今經濟迅猛發展的同時伴隨著能源的巨大危機,在一次能源中我國對煤炭的利用一直占有舉足輕重的地位。而煤炭的一大用途便是發電,但由於種種原因,我國的火力發電廠較已開發國家而言單位發電的煤耗較高,積少成多,每年因此浪費的能源數額巨大。
本文以大唐托克托電廠這一全國最大的火力發電廠為研究對象,對其2013年4月到2014年3月的發電量、單位標準煤耗、熱效率等數據進行了深入細緻分析。通過與國內外其他大型火電廠進行對比,且由數據表現出來的問題聯繫其現行煤耗管理制度,挖掘其煤耗高的根本原因。
經過多角度的分析探究,發現造成大唐托克托發電廠煤耗高的根本原因是煤耗管理制度僵化、從管理層到基層職工對於煤耗意識不強。據此提出採用目標管理的煤耗管理新方法,應用SMART原則,合理分級設置煤耗目標。從上到下打通煤耗調控聯繫,隨時調整發電煤耗,優化現行煤耗管理方法。本文主要從管理學角度優化了大唐托克托電廠的煤耗管理方案,減少了因為人為原因而造成的高煤耗,節約了寶貴的一次能源,希望能為托電乃至更多火力發電廠提供借鑑。
關鍵詞:大唐托克托電廠;煤耗管理;標準煤耗;目標管理
目 錄
引 言1
第一章 相關理論綜述
1.1 相關概念闡述
1.2 目標管理介紹
1.2.1 目標管理的應用
1.2.2 目標管理的特點
1.2.3 目標管理的SMART原則
第二章 國內外火力發電廠煤耗管理現狀
2.1國內火電廠煤耗管理現狀
2.2 國外火電廠煤耗管理現狀
第三章 大唐托克托發電廠的煤耗管理現狀分析
3.1 大唐托克托電廠的煤耗管理現狀
3.2 大唐托克托電廠的煤耗管理問題及原因
第四章 大唐托克托發電廠煤耗管理的改進對策
4.1 採用目標管理的改進
4.2 大唐托克托電廠的目標管理改進的實施
4.2.1 目標的設置
4.2.2 實現目標過程的管理
4.2.3 總結和評估
4.3 國內外經驗借鑑
4.4 其他改進方法
結 論
參考文獻
謝 辭
引 言
電力生產是國民經濟發展的命脈,火力發電在電力生產行業內仍然占有絕對主導的地位,因此解決與之相關的以節能減排為主的一系列問題令火電廠大國尤其像我國這樣的發展中國家堪憂。節能減排的一部分就是節能--節約能源,火力發電用到了傳統化石燃料之一的煤炭,不得不承認其儲量已經到了消亡的邊緣。
短期內人類無法擺脫對煤炭這種“黑金”的依賴,只能想方設法地充分利用其價值,尤其像火力發電廠這樣的“用煤大戶”,應該爭取將每一克煤都用到刀刃上。這就涉及到了煤耗管理方面的問題。火力發電是一個非常複雜的工程,要想在火力發電企業推行煤耗管理的工作具有一定的複雜性和難度。首先火力發電企業是一個生產型的企業,作為一個生產型企業,其至少應包含生產運營管理、人力資源管理、設備管理、財務管理等;而作為企業,盈利是其基本目的,也是首要考慮的因素,所以還要考慮在技術可行性、生產安全性等因素的基礎上,儘可能地提高效率、降低成本,挖掘生產過程中每道工序的最大潛力。
國內有關火力發電煤耗管理的研究主要集中在火力發電企業煤耗管理的措施和評價方法。梅玉占從綜合經濟技術,鍋爐經濟技術,汽輪機經濟技術,節水和燃料這五方面分別提出了節能管理實施效果的考核指標,說明了每個指標的含義和計算方法,形成了完善的指標體系,為實施節能管理的企業提供了容易量化的評價標準 [1].張旭等人根據火力發電的能量消耗和造成的大氣污染以及水的消耗和水污染隨著人均國民生產總值之間的變化,建立了環境學習曲線,分析了國內火力發電企業節能減排的巨大潛力[2].姜海洋將煤炭供應商、火力發電企業以及供電企業看作一個整體,建立了三方整體效益最大的價格聯動模型,其出發點是通過保證火力發電企業發電的穩定性來實現節能減排,並建立利益分配模型來合理分配利益[3].
本文以大唐托克托電廠為例研究火力發電廠的煤耗管理具有重要意義。在大型火力發電廠,煤耗管理系統業務複雜,涉及煤耗管理系統的個體單位較多,管理效益和意義重大,故本論文以大唐托克托發電廠煤耗管理系統作為研究對象和範圍,分析其改造前傳統的煤耗管理模式,診斷傳統管理模式下煤耗管理所存在的弊病和局限性,重點研究在先進管理理念指導下,煤耗供給系統流程再造與精益管理的理論與實踐。
第一章 相關理論綜述
1.1 相關概念闡述
煤耗管理中包含兩個概念,首先是煤耗,然後是管理。我們通常所說的煤耗或發電煤耗更準確地被稱為發電標準煤耗。標準煤是指每千克收到基低位熱值為29.27兆焦(MJ)(相當於7000大卡)的煤。火電廠每生產一千瓦?小時的電能所消耗標準煤的數量就是發電標準煤耗,單位是克/(千瓦·小時)。按照能量守恆原理,3.6兆焦的熱量相當於1千瓦時的電量,也就是說,每發1千瓦·小時電,理論上需要標準煤3.6÷29.27=0.123(千克),即理論發電標準煤耗應該是123克/(千瓦·小時)。所謂煤耗管理即是應用管理學中科學化、系統化的原則及措施規範約束火力發電廠中煤炭利用過程,優化煤炭利用方案,以減少單位發電量所需煤耗[4].
1.2 目標管理介紹
目標管理是以目標為導向,以人為中心,以成果為標準,而使組織和個人取得最佳業績的現代管理方法。目標管理亦稱“成果管理”,俗稱責任制,是指在企業個體職工的積極參與下,自上而下地確定工作目標,並在工作中實行“自我控制”,自下而上地保證目標實現的一種管理辦法。美國管理大師彼得·德魯克(Peter Drucker)於1954年在其名著《管理實踐》中最先提出了“目標管理”的概念,其後他又提出“目標管理和自我控制”的主張。德魯克認為,並不是有了工作才有目標,而是相反,有了目標才能確定每個人的工作。所以“企業的使命和任務,必須轉化為目標”,如果一個領域沒有目標,這個領域的工作必然被忽視。因此管理者應該通過目標對下級進行管理,當組織最高層管理者確定了組織目標後,必須對其進行有效分解,轉變成各個部門以及各個人的分目標,管理者根據分目標的完成情況對下級進行考核、評價和獎懲。
1.2.1 目標管理的應用
目標管理最為廣泛的是應用在企業管理領域。企業目標可分為戰略性目標、策略性目標以及方案、任務等。一般來說,經營戰略目標和高級策略目標由高級管理者制訂;中級目標由中層管理者制訂;初級目標由基層管理者制訂;方案和任務由職工制訂,並同每一個成員的應有成果相聯繫。自上而下的目標分解和自下而上的目標期望相結合,使經營計劃的貫徹執行建立在職工的主動性、積極性的基礎上,把企業職工吸引到企業經營活動中來。
目標管理方法提出來後,美國通用電氣公司最先採用,並取得了明顯效果。其後,在美國、西歐、日本等許多國家和地區得到迅速推廣,被公認為是一種加強計劃管理的先進科學管理方法。中國80年代初開始在企業中推廣,目前採取的幹部任期目標制、企業層層承包等,都是目標管理方法的具體運用。
1.2.2 目標管理的特點
目標管理的具體形式各種各樣,但其基本內容是一樣的。所謂目標管理乃是一種程序或過程,它使組織中的上級和下級一起協商,根據組織的使命確定一定時期內組織的總目標,由此決定上、下級的責任和分目標,並把這些目標作為組織經營、評估和獎勵每個單位和個人貢獻的標準。
目標管理指導思想上是以Y理論為基礎的,即認為在目標明確的條件下,人們能夠對自己負責。具體方法上是泰勒科學管理的進一步發展。它與傳統管理方式相比有鮮明的特點,可概括為:
l、重視人的因素。
目標管理是一種參與的、民主的、自我控制的管理制度,也是一種把個人需求與組織目標結合起來的管理制度。在這一制度下,上級與下級的關係是平等、尊重、依賴、支持,下級在承諾目標和被授權之後是自覺、自主和自治的。
2、建立目標鎖鏈與目標體系。
目標管理通過專門設計的過程,將組織的整體目標逐級分解,轉換為各單位、各員工的分目標。從組織目標到經營單位目標,再到部門目標,最後到個人目標。在目標分解過程中,權、責、利三者已經明確,而且相互對稱。這些目標方向一致,環環相扣,相互配合,形成協調統一的目標體系。只有每個人員完成了自己的分目標,整個企業的總目標才有完成的希望。
3、重視成果。
目標管理以制定目標為起點,以目標完成情況的考核為終結。工作成果是評定目標完成程度的標準,也是人事考核和獎評的依據,成為評價管理工作績效的唯一標誌。至於完成目標的具體過程、途徑和方法,上級並不過多干預。所以,在目標管理制度下,監督的成分很少,而控制目標實現的能力卻很強[5].
1.2.3 目標管理的SMART原則
SMART原則是根據美國馬里蘭大學管理學及心理學教授洛克目標設置理論在實踐中總結出來的,它主要有以下幾個方面:
1.目標必須是具體的(Specific),指績效考核要切中特定的工作指標,不能籠統。所謂明確就是要用具體的語言清楚地說明要達成的行為標準。明確的目標幾乎是所有成功團隊的一致特點。很多團隊不成功的重要原因之一就因為目標定的模稜兩可,或沒有將目標有效地傳達給相關成員。
2.目標必須是可以衡量的(Measurable),指績效指標是數量化或者行為化的,驗證這些績效指標的數據或者信息是可以獲得的。衡量性就是指目標應該是明確的,而不是模糊的。它應該有一組明確的數據,作為衡量是否達成目標的依據。如果制定的目標沒有辦法衡量,就無法判斷這個目標是否實現。但並不是所有的目標都可以衡量,有時也會有例外,比如說大方向性質的目標就難以衡量。
3.目標必須是可以達到的(Attainable),指績效指標在付出努力的情況下可以實現,避免設立過高或過低的目標。目標是可以讓執行人實現、達到的,如果管理者利用一些行政手段,利用權利性的影響力一廂情願地把自己所制定的目標強壓給下屬,下屬典型的反映是一種心理和行為上的抗拒。
4.目標必須和其他目標具有相關性(Relevant),指績效指標是實實在在的,可以證明和觀察。目標的相關性是指實現此目標與其他目標的關聯情況。如果實現了這個目標,但與其他的目標完全不相關,或者相關度很低,那這個目標即使達到,意義也不是很大。
5.目標必須具有明確的截止期限(Time-based),注重完成績效指標的特定期限。目標特性的時限性就是指目標是有時間限制的。沒有明確的時間限定的方式也會帶來考核的不公正,傷害下屬的工作熱情[6].
第二章 國內外火力發電廠煤耗管理現狀
2.1國內火電廠煤耗管理現狀
在現今國內,電和煤都處於計劃經濟向市場經濟的過渡時期,整個市場處於一種無序的非理性狀態,經營管理中稍有不慎就會導致發電成本大幅上漲。煤耗成本已成為發電廠最大的可變成本,也是火力發電廠經營最大的風險。在電煤供需緊張的新形勢下,電廠煤耗管理存在的“數量不足、煤質下降、價格上漲”等主要問題。分析造成這些問題的主要原因,最根本在於絕大多數電廠從事煤耗管理的人員保守成規,依靠老經驗、老辦法,走不出計劃經濟體制下的老的傳統的煤耗管理體制,不適應市場的變化,缺乏科學的整體觀。
我國傳統的煤耗管理是以經驗為主的現場管理,這樣的煤耗管理主要特點的是內部管理以防範為主,把人假設為經濟人,是需要隨時監督和防範的。此外,以廠內發電需求為主來計劃和預算燃料成本,一廂情願,完全脫離市場。依賴政府解決電廠“煤荒”,行政的力量迫使煤礦供應電煤。而且電廠的採制化等內部管理不公開,對煤炭供應商處處防範,互相不信任,基本不合作。在煤炭買方市場時,對煤炭供應商實行打壓苛刻政策;在賣方市場時,又對煤炭供應商的摻雜使假行為無可奈何。更重要的是,煤耗管理和相關財務數據神秘化,是電廠的經營機密。電廠的燃料管理部門只管買煤、收煤,不管廠內生產流程和煤場。
近三年我國五大發電集團的火力發電標準煤耗如表2-1,表中還列出了每年的平均值,接近全國火電廠的平均值。從表中數據可以看出,我國主要火電集團的單位發電標準煤耗均呈現逐年下降趨勢,這說明現階段我國在煤耗管理方面採取的方案取得了一定效果,但並不能因此認為我國的煤耗管理措施已經對解決了資源浪費問題。需要引起關注的是,我國是一個高度依賴煤炭資源的國家,也就是說,雖然我國單位標準煤耗已經逐年接近已開發國家的煤耗水平,但這些火電集團每年發出的電能數字非常龐大,累積在一起以後我國火電廠發電的煤炭資源浪費將是令人吃驚的。表2-2給出了近些年來我國各省、直轄市及自治區的火力發電量。
2.2 國外火電廠煤耗管理現狀
通過調研,當前日本火電機組平均供電標準煤耗為299 g/(kW?h),韓國為300 g/(kW?h),義大利為303 g/(kW?h)。圖2-1列出了我國與幾個已開發國家的平均供電煤耗狀況。從圖2-1可以看出,我國的火電行業與已開發國家相比還存在一定差距。主要原因是,儘管我國火電機組裝機容量占全國總裝機容量的70%以上,但相關資料顯示,截至2005年,全國100 MW及以下的機組仍占全部火電機組的28%,100 MW到300 MW的機組占26%,300MW及以上機組僅占45%,即使是少量的600MW大容量機組,亞臨界機組比重也較大。機組容量小、參數低、導致發電熱耗率居高不下,導致了全行業自動化水平更新換代緩慢。同國外同等級別的機組相比,還存在著電廠設計、自動化水平、火電行業的裝備製造水平方面的差距。另外,國內大部分運行人員大多憑自身經驗進行生產,而不像國外一些火電廠使用經濟性在線監測與診斷系統來實現機組節能潛力的挖掘。上述原因導致我國火電行業供電煤耗高於已開發國家[7].
此外,與國際先進國家日本、德國、韓國等國家相比,中國煤炭發電比重大,燃氣發電比重小,如按照這些國家的煤電和氣電比例,中國火力發電煤耗率水平與他們相當。中國火力發電煤耗率偏高的主要原因是燃煤發電由於發電方式和燃料特性不同,氣電、油電的發電效率要比煤電高,如日本2009年氣、油機組發電量占火電比例為36.17%,發電煤耗293克/千瓦時,供電煤耗率305.7克/千瓦時;2008年韓國氣、油機組發電量占火電比例為21.77%,發電煤耗率僅301克/千瓦時,供電煤耗率313克/千瓦時;2006 年義大利氣電、油電合計發電量占火電比重達到64%,供電煤耗率僅283克/千瓦時,是各主要國家中最低的。而煤電為主的國家,供電煤耗率要高得多,2002年南非煤電發電量比重95%,供電煤耗率455克/千瓦時,與此相對應波蘭煤電比重92%、發電煤耗率372克/千瓦時,澳大利亞2006年煤電比重76.2%、供電煤耗率360克/千瓦時。美國的燃煤發電供電煤耗大約在370克/千瓦時,2009年我國煤電比重接近82%、供電煤耗340克/千瓦時,與1978年相比每千瓦時降低了131克。
表2-3給出了不同參數和容量的火電機組的供電標準煤耗基準值對比,可以明顯地看出隨著火電機組的參數或容量的增大,煤耗在不斷降低,而我國現在與已開發國家在採用大型機組方面仍存在著一定差距。
根據有關機構的統計分析,中國發供電生產水平僅次於日本,是電力工業熱效率很高的國家。這可以充分說明我國煤電效率正在不斷提高,總體上已經接近世界先進水平。要進一步降低煤耗,必須進一步加大採用高參數、大容量機組,加大熱電聯產比重,提高負荷率,加強技術改造以及煤耗管理手段來實現[8].
第三章 大唐托克托發電廠的煤耗管理現狀分析
內蒙古大唐國際托克托發電有限責任公司(以下簡稱公司)於1995年11月在呼和浩特市組建成立。公司資本由大唐國際發電股份有限公司、北京能源投資(集團)有限公司和內蒙古蒙電華能熱電股份有限公司三家股東分別以60%、25%、15%的比例出資注入。公司按照現代企業制度的要求運營,負責托克托電廠的建設、經營及債務償還。
托克托電廠有著得天獨厚的區位和資源優勢,西南距黃河取水口蒲灘拐12公里,南距准格爾大型煤田僅50公里,電廠發出的電全部供是滿足北京地區安全用電的主力電廠之一,是國家重點建設項目,也是國家“西部大開發”和“西電東送”的重點工程。
公司實行在董事會領導下的總經理負責制,負責托克托電廠的建設、運營及債務償還。公司機構設置本著精幹、高效、務實的原則,下設10部1處,分別為:總經理工作部、發電部、設備部、安全監察部、思想政治工作部、人力資源部、財務部、物資供應部、燃料管理部、五期籌建處,目前有正式員工1050餘人。
公司的奮鬥目標是“建精品、創一流、站排頭”.為實現這一奮鬥目標,公司在工程建設及生產管理上積極推行先進的管理手段和方法,狠抓安全文明、質量、工期、造價控制,實施集控運行、點檢定修。全面打造數字托電、環保托電、效率托電的三大品牌,努力追求優質高速、安全文明、高效率和高效益,全面信息化和規範廉潔的五大特色,力爭把托電建設成為綜合速度最快、綜合效益最好、亞洲規模最大的火力發電公司。
2014年4月1日至4月14日有幸在大唐托克托發電廠進行了為期兩周的畢業生產實習,實習內容主要是跟隨電廠運行及檢修師傅倒班。這段時間收穫頗豐,不僅了解到了專業實踐操作知識,更重要的是了解到了許多托電生產的內部數據和煤耗管理現狀,這為本文的研究奠定了基礎。
3.1 大唐托克托電廠的煤耗管理現狀
大唐托克托電廠作為現役全國最大的火力發電廠,其發電量自然是在全國首屈一指的。其8台向京津唐地區送電的主力機組均為600MW亞臨界火電機組,夏天白晝經常可以達到滿負荷運行。還有兩台為向呼和浩特市送電的呼和浩特國能電力有限責任公司的300MW機組,也經常是高負荷運行。因此托電全廠總裝機容量為5400MW,總發電量也按10台機組總發電量計算,單位發電標準煤耗按平均值計算,另有兩台660MW超臨界機組在建。由實習現場得到的實時負荷數據(表3-1),我們可以對托電負荷較低時的負荷率有更直觀的認識(當時是氣溫較高季節,且為深夜非用電高峰期)。
大唐托電的月發電量近一年內的變化如圖3-2所示,隨著季節、溫度等因素影響,前後幾個月發電量變化較為劇烈,最高和最低發電量相差較大。發電量越大,煤的消耗量自然隨之增大,所以這個變化趨勢可以為煤耗管理措施提供一定參考。而且,值得注意的是,機組越接近滿負荷運行,單位標準煤耗越低,機組利用煤的效率越高。計算統計數據可得,托電2013年4月到2014年 3月共發電285.13億千瓦時。假設托電毎發1千瓦時電省1克煤,全廠一年將省28513噸煤,對節能減排意義重大。
托克托發電廠一年內月平均標準煤耗變化趨勢如圖3-3所示,從折線圖中可以看出,相對於表2-1所示國內主要火電集團標準煤耗的平均值314.5g/(kW?h),托電一年中只有三個月煤耗低於此水平,其餘各月煤耗水平起伏變化巨大,最高達到325.95g/(kW?h)。標準煤耗雖然一定程度上與機組負荷有關係,但在2014年2月負荷僅為17.59億千瓦時時,標準煤耗可以突降到313.65 g/(kW?h),說明此階段採取了有效的煤耗管理手段。
除此之外,一年之內連續幾月月煤耗變化如此之大,說明這種煤耗管理方式不太科學,難以適應各種複雜情況的變化,甚至出現了煤耗水平多次連續幾個月的上升。對此似乎相關部門似乎沒有積極採取實際有用的措施,或者只是在煤耗劇烈上升達到一定水平之後才突然採取一定措施給予抑制。
熱效率表示了電廠對燃料熱量利用的一個方面,從側面體現了影響火電廠標準煤耗的因素,包括機組內部燃燒時煤炭的燃盡程度、加熱蒸汽時的熱利用以及燃燒後排煙溫度,因此提高熱效率對降低煤耗起著巨大作用。圖3-4為托電1號機組12個月熱效率的變化,可以看出來托電整體熱效率呈上升趨勢,並在2014年2月達到最大值,這也就解釋了上面為什麼這個月負荷非常低而煤耗也達到較低水平。
托電在提高熱效率方面的措施成果較為顯著,希望以後幾個月仍能將熱效率維持在較高水平上,這也許是採用煤耗管理方法以外的一個降低標準煤耗的有效措施。這就要求在電廠鍋爐及汽輪機運行方面採取更加科學的控制措施保證儘可能低的能量損失,不讓這部分損失計到普通煤到標準煤的熱量換算上。
燃料管理部是托電發電標準煤耗指標的綜合管理對口部門,負責年度、季度標準煤耗指標的編制上報及對托電全廠下達的標準煤耗指標分解成若干小指標,下達到各部室、分場,並進行考核。負責對托電標準煤耗指標完成情況進行跟蹤分析,定期組織會議對標準煤耗指標管理過程中出現的問題進行分析並提出解決辦法,負責標準煤耗指標管理各環節的日常協調工作。物資管理部、財務部為標準煤耗指標的專業管理部門,負責按各自部門職責對發電標準煤耗進行專業管理,負責配合綜合對口部門進行管理工作。
具體發電標準煤耗指標制定的依據包括機組標準煤耗的設計值、前幾年實際完成值、機組計劃檢修安排、本年度節能改造措施工程的實施及下年度安排情況和新增機組情況。公司下達年度標準煤耗計劃後,即作為全廠分解、編制年度生產經營指標及小指標計劃的重要依據,沒有特殊原因,一律不予修改。
發電標準煤耗率的統計要嚴格按《煤耗和廠用電率計算方法》及托電公司《綜合統計指標解釋(試行)》進行統計。公司燃料管理部定期組織有關部門對煤場進行盤點,做好盤煤記錄。入廠、入爐煤熱值以實際化驗熱值為準,不准隨意修改。燃料管理部應定期組織經濟活動分析會議,從燃料管理、生產管理、非生產用能管理等方面對標準煤耗率指標及管理進行分析,及時處理標準煤耗管理過程中出現的各類問題。
綜上,大唐托克托電廠的煤耗管理現狀通過以上數據分析和管理制度的介紹有了初步認識,當然這只是我們看到的表面現象所展現的。至於從這一切外部表現可以看出托電煤耗管理存在的問題,還要繼續分析和探究。
3.2 大唐托克托電廠的煤耗管理問題及原因
通過對上述數據和煤耗管理方法的分析,不難發現托電已有的煤耗管理制度在一定程度上有助於提高發電廠煤耗管理及經濟效益。即便如此,仍然存在著不足之處,需要加以改善。
1.發電量起伏變化較大,一些機組較低負荷運行,煤耗較高
發電量主要取決於用戶需求量,當用電高峰期尤其夏季時,機組接近滿負荷運行,根據熱能與動力工程相關專業知識,此時單位熱能利用率較高,相應單位標準煤耗自然較低。反之,機組如果負荷較低,必然也就影響到了標準煤耗。對此,托電的數據向我們表現了在一台機組大修的情況下,很多機組在非用電高峰期負荷率較低,但個別機組負荷率卻很高。由此可見,托電總體煤耗偏高的一個方面應該與各機組之間不聯繫溝通有關,大家僅關注自身機組煤耗,不了解其它機組負荷及煤耗方面的信息。公司對煤耗的考核只注重某台機組較上月而言是否省煤,而不考核全廠煤耗降低的具體原因。
2.對煤耗管控力度不夠,對已有高煤耗狀況處理不及時
托電在2013年4月到2014年3月一年之中僅有三個月低於2013年全國五大火電集團標準煤耗平均值,而且在高於此煤耗值的基礎上不斷起伏,這雖然只是數據表面的問題,但在一定程度上說明托電對煤耗的管控力度不夠,相關部門對煤耗變化以後沒有即使做出反應,或者反應產生的效果不夠明顯。而且這種煤耗變化的曲線似乎形成了一種周期,直到煤耗升高到某個水平才能真正得到有效抑制。由此可見,托電對煤耗的即時監控、適當調節、調節結果考核等方面可能存在問題,上級監管對此不夠重視或者公司內沒有形成嚴格的煤耗調控考核機制應當是主要原因。
3.缺乏對同類型電廠的煤耗管理進行分析和研究
托電在大唐集團甚至五大發電集團而言都應該屬於高煤耗火力發電廠,由此可見,托電的煤耗管理不能分析與研究同類型的煤耗狀況,而在如今不斷提升節能減排水平的競爭環境中,火電廠要獲得持續的競爭優勢並取得有利的競爭地位,就一定要通過分析自己在大環境中的競爭態勢來擬定合適的競爭戰略,進而調整戰略並實現目標。這要求電廠在了解整個火力發電大環境的市場狀況,分析了解其他大中型火電廠的煤耗,明確自身在整個市場中的相對水平,從而為電廠制定煤耗控制方案提供參考。
4.沒有將煤耗管理戰略與托電自身特點相結合
托電現有的以燃料管理部為主體的煤耗管理方案,是我國傳統火力發電廠常用的方案。其中燃料管理部的職責之一為“負責年度、季度標準煤耗指標的編制上報及對托電全廠下達的標準煤耗指標分解成若干小指標,下達到各部室、分場,並進行考核”.這種年度、季度的指標上報難以及時對煤耗管理方案作出應有調整,托電作為現役全國最大的火力發電廠,月發電量十分可觀,煤耗稍有上升即可能導致大量的能源浪費,因此對於煤耗的監控過程應是可以及時調查原因、作出反應。而且應嘗試縮短從煤耗管理層到電廠運行操作層的“距離”,保證雙方實時的交流與溝通,煤耗管理過程要相對靈活,不要墨守成規。電廠只有制定了能夠與自身特點相結合的煤耗管理戰略才能做到煤耗的持續降低,這一管理戰略必須在時間上體現長期的電廠發展決策要求並與電廠全局決策的制定息息相關。
5.煤耗的計算標準問題
托電採用的《煤耗和廠用電率計算方法》中“日平均煤耗不論採用哪一種辦法計算,月平均煤耗都必須根據月末盤存結果得出燃料實際耗用量進行合理調整。”這種以煤場盤煤決定煤耗的方法不利於對煤耗指標的科學管理。因比重測試和盤煤煤量基本上靠手工完成,很難實現準確可靠,這樣造成煤耗計算存在較大的偶然誤差和不正常的波動起伏,無法進行準確的分析。另外,這種方式在客觀上給不適當的煤耗調整提供了方便。而且可能出於某種原因,往往人為造成煤場虧盈現象,使煤耗的隨意性很大。由於掩蓋了經營管理不善造成的煤量損失對煤耗的不利影響,而不能加以及時解決,形成生產、經營混沌一體的煤耗管理狀況。
綜上,發電量起伏變化較大、一些機組較低負荷運行、煤耗較高,對煤耗管控力度不夠、對已有高煤耗狀況處理不及時,缺乏對同類型電廠的煤耗管理進行分析和研究,沒有將煤耗管理戰略與托電自身特點相結合,煤耗的計算標準問題等這些問題的出現的根本原因在於傳統制度的詬病。托電的管理層甚至燃料管理層對煤耗控制的相關措施基本上僅靠以往的制度和考核,而且很多托電職工對於煤耗管理意識不強或者說沒有形成相關的工作習慣。因此,應該採用一種新型的管理方式改善現有的工作制度和煤耗管理方式。
第四章 大唐托克托發電廠煤耗管理的改進對策
4.1 採用目標管理的改進
托克托發電廠現在的煤耗缺乏一種自上而下行動起來的動力,因此可以應用管理學的方法從管理層開始引起大家對降低煤耗的關心。有效的煤耗管理手段應該將對煤耗指標的控制落實到基層從事相關作業的每一個員工,讓煤耗的指標與每位職工的考核掛鈎,這類似於過去的“生產責任制”,用管理大師彼得·德魯克的相關理論來說就是“目標管理”,值得托電的相關管理層借鑑。
目標管理是以目標為導向,以人為中心,以成果為標準,而使組織和個人取得最佳業績的現代管理方法,即在每一位托電職工的積極參與下,自上而下地確定工作目標,並在電廠日常運行中實行“自我控制”,自下而上地保證煤耗目標實現。在托電,這個工作目標要按照管理的層次分級,分為全廠煤耗經營戰略高級策略目標、中級管理層煤耗目標和初級管理層煤耗目標。分別由上級管理層的領導為下一級部門制定各自的煤耗目標,初級管理層的煤耗目標由基層職工完成,方案和任務由職工制訂,並同每一個成員的應有成果相聯繫。自上而下的目標分解和自下而上的目標期望相結合,使煤耗目標計劃的貫徹執行建立在職工的主動性、積極性的基礎上,考核目標的完成效果,把電廠職工吸引到為電廠降低煤耗的生產運動中來[9].
4.2 大唐托克托電廠的目標管理改進的實施
4.2.1 目標的設置
目標的設置需遵從SMART原則,即目標必須是具體的(Specific)、目標必須是可以衡量的(Measurable)、目標必須是可以達到的(Attainable)、目標必須和其他目標具有相關性(Relevant)、目標必須具有明確的截止期限(Time-based)。在托電目標管理改進措施中,目標的設置也必須要遵循這些基本原則。
1.全廠煤耗管理高級策略目標
根據每台機組降低負荷時煤耗變動情況,調整全廠低負荷時每台機組應帶最佳負荷,使得標準煤耗達到最低。對比國內外先進火電廠,將煤耗管理戰略結合托電自身實際,在全廠內逐步形成以戰略為導向的煤耗管理體系。逐步改善煤耗計算標準,降低人為煤耗損失趨於0.使公司部門合作更順暢、決策更科學,可以由燃料管理層聯繫運行車間了解實時煤耗狀況,雙方共同對其作出調整,建立健全具有本廠特色的卓越煤耗管理模式。在五年期限內完成煤耗達到全國先進水平,超過國內省煤技術最領先火電廠上海外高橋第二發電有限責任公司(該公司600MW機組最低標準煤耗為306.9 g/(kW?h),為600MW亞臨界火電機組全國最低煤耗),打造節能減排優秀火力發電廠。
2. 中級管理層煤耗管理目標
燃料管理部分年度制定新的《標準煤耗計算方法》,根據每年度實際情況不斷做出調整。根據全廠煤耗管理高級策略目標,燃料管理部確定全廠分階段完成的煤耗目標值,並以一年為一個周期,考核煤耗達標水平。2013年4月到2014年3月托電平均煤耗為319.35 g/(kW?h),要在五年以後達到306.9 g/(kW?h),每年平均要降低2.49 g/(kW?h)的標準煤耗。不斷根據實際情況調整運行技術,保證煤耗變動在一定區間內,改善管理方法,總結經驗教訓。
3. 初級管理層煤耗管理目標
初級管理層負責每台機組的實時煤耗數據,指揮基層檢修和運行人員對各機組的發電狀況進行實時調整,作用非常重要。因此初級管理層煤耗管理目標更能反映基層工作實際,在上級下達煤耗指標以後,初級管理層應從實際出發,考慮各種因素,設定基層內每個機組合理的季度煤耗目標。將當季度內全廠機組需下調的煤耗量根據機組本身的熱效率、負荷率、是否需要大修等因素分別指定相應機組進行調整,設定每台機組每位職工的季度考核目標(具體煤耗值)和獎懲措施。
4.2.2 實現目標過程的管理
1.加大對目標管理考核的宣傳力度,實現制度實施過程中的公開化與透明化
目標的設置僅僅是為煤耗考核打下了良好的基礎,然而這一考核方案能否長期順利實施,還取決於考核者與被考核者對方案的理解程度與重視程度,尤其是在對煤耗目標分解之後,存在著目標數量多、系統複雜的客觀情況下,應通過各種宣傳手段讓各級考核者與被考核者充分理解考核內容,獲得他們的支持,以保證考核過程的順利進行。同時,由於考核者並非都來自於人力資源管理部門,各部門的主管領導與管理人員都要參與其中,因而應加強考核前的培訓工作,以使考核者理解考核指標與考核內容,掌握考核標準與打分方法,最終獲得客觀、公正的考核結果。
2. 加強考核過程中的對員工的行為指導,加強考核結果的反饋
以目標為導向的煤耗考核,可以使員工明確工作標準與結果,使之自覺改進工作態度與工作方法。然而這並非意味著這種考核方案就是一勞永逸的。在考核過程中,仍然應加強對員工的行為指導工作。可以將員工的煤耗考核結果在歸類的基礎上,重點指導目標完成率較差的員工,促進其工作行為的改進。同時,應加強對績效考核結果的反饋工作,使員工對自己的工作成績做到心中有數,激勵其自覺提高業務水平,從而提高托電的生產效率。
4.2.3 總結和評估
根據目標設置中要求的時間,對托電全體職工的煤耗管理狀況進行總結和評估。從基層員工的目標完成狀況開始,考核初級管理層和普通運行、檢修工作人員的煤耗目標完成成果,按照規定予以獎懲。對於工作的有效性必須給予肯定,對於無效或者升高煤耗的工作行為一定要全方面分析具體原因。如果確實與人為因素有關,追究責任一定要對相關管理層先予以處罰,然後落實到具體個人將考核結果和處罰原因詳細說明,並督促上級管理層對其進行詳細指導和重點協助。
按階段總結全廠先進省煤經驗,在其他部門或機組進行試行,觀察效果,總結原因。注意吸取最基層工作的運行操作人員對於煤耗控制方法的意見和建議,由燃料管理部門定期開會研究這些意見和建議,對降低煤耗確實有益的方法積極採納,並對相關建議者予以獎勵。
注意改變煤耗起伏變化大的現狀,經常開會分析近階段內的煤耗變化的劇烈情況,調查變化原因,根據實際情況設置一定時間段內的煤耗變化範圍和平均值。對於負荷劇烈變化引起的煤耗變化設法予以控制,如調整每台機組的負荷率的措施可將所有機組的負荷水平調節到最省煤的狀態。總結每次調節煤耗的有利措施,記錄並整理,在培訓新員工或總結工作時可作為經驗分享[10].
4.3 國內外經驗借鑑
1992年,美國哈佛商學院教授羅伯特?卡普蘭(Robert?S?Kaplan)和戴維?諾頓(David?P?Norton)首次提出了目標管理的考核工具平衡計分卡(The Balaneed Seoreeard) [11].2008年,張衛璇以Z火力發電廠為例,基於目標管理中平衡計分卡進行績效管理體系改革研究,實現戰略目標和企業具體工作的緊密結合,是理論與實踐的一次成功結合,論文填補了平衡計分卡在發電企業中實踐性研究的空缺,為同行企業的研究和應用提供有益的借鑑。托電在評價各部門及職工目標實現的效果時可以借鑑這種方法,將平衡計分卡與獎懲制度一一對應。對達到煤耗目標和未達到煤耗目標按定量的標準定具體分數,按分數的高低可以獎懲,給許多職工以“將功補過”的機會[12].
林一凡創新性地將目標管理理論應用於電力負荷管理系統的建設和運行中,通過對電力用戶負荷特性以及現有系統各項功能的目標分類,可以使負荷管理系統在建設和運行過程中更加符合用戶需求、更加滿足企業發展趨勢,並最終為國家節能降耗和社會經濟發展提供強有力的支撐。同樣,托電在發電過程中也涉及到了負荷的管理問題,究其根本也是對煤耗的管理,可以借鑑相關的目標管理方案。在發電生產中設置合理的負荷調節目標,進而對托電降低煤耗發揮作用[13].
4.4 其他改進方法
對於火力發電廠的高煤耗,還可以從熱力發電廠的熱經濟性方面進行改善,例如提高進入汽輪機做功的蒸汽初溫、蒸汽初壓或採用更高參數、更大容量的機組,當然這就需要從機組的製造技術和材料成本等方面進行深入探究。當然,在未來“節能減排”呼聲日益高漲的火電發展前景中,提高火電機組技術和材料質量是必然的發展方向,而且會隨著社會物質文明的不斷發展向前。越是高參數、大容量的機組煤耗越低,同理,越是低參數、小容量的機組煤耗越高。我國近些年的許多政策已經在對高煤耗的小火電關停或停止批覆新建,這對於火力發電行業降低煤耗有著非常重要的意義。托電的現有發電機組容量為600MW和300MW,在國內算比較大型火電機組,但今後可能不太適應節能減排的要求。因此托電的五期工程便是兩台660MW的超臨界機組,相信建成發電以後托電的平均煤耗會有一定程度的降低[14].
對於托電現有的煤耗水平,比較有效的改進方法還有對職工進行專業化操作培訓,以增強發電過程運行操作水平,減少因為不明就裡地錯誤而導致的煤耗增加。雖然現在的大型火電廠像托電的職工都是本科畢業生,但實踐操作水平僅靠書本上的知識是遠遠不夠的。一些已經畢業幾年的大學生在操作時也會按錯一些按鈕或者關錯一個閥門,所有這些錯誤操作最好的結果可能就是把煤耗上升了,最差的結果可能就是安全安全事故。事故的損失將是不可估量的,如果單純只是升高了煤耗還可以調整,更嚴重的結果是鍋爐熄火、汽輪機停機、發電機掛閘,這些結果都是電廠工作的職工除了安全事故以外最不願意看到的。因為一旦發電系統因為某種原因停機,那麼啟機將是一個極其複雜且漫長的過程,所在機組的職工將會在上班時間不斷忙碌來開啟或關閉各種按鈕。大約經過三四個晝夜才能使機組完全正常運行,而且啟動過程非常耗煤,還要耗費一定量的油來對煤進行引燃。所有這些不必要的浪費可能就是由於操作人員的一時疏忽,由此可見,操作人員的水平對於煤耗的控制也很關鍵[15].
除了以上方法,還有一個涉及到火電機組技術領域的方法對降低煤耗也必然起著舉足輕重的作用。現在的火力發電機組像托電基本上採用的控制發電參數和發電狀態的計算機的DCS系統,這種系統已經普及了很多年,對火力發電參數的控制具有一定的實時性和準確性。但任何過去先進的計算機系統都不可能一直適應以後的發展潮流,隨著機組的不斷增大,DCS系統的實時性和準確性受到挑戰,因此調節其動態畫面及參數產生的實際效果可能會與我們所期望其達到的結果有差距。這就需要我們不斷更新我們的科技手段,研製出更加精確和實時的操作平台,滿足未來更低煤耗的發展要求。
結 論
我國目前在經濟建設上取得了舉世矚目的成就,同時也在不斷治理並避免由於經濟發展過快而造成的嚴重能源浪費問題。內蒙古自治區作為能源大區,降低能耗責任艱巨而長遠。在保障首都、服務華北、面向全國的清潔能源輸出中,電力輸出占到了相當大的比重,而火力發電又是最主要的發電方式。
本文以大唐托克托發電廠這一全國最大的火力發電廠為研究對象,對其煤耗管理現狀進行了詳細分析,探究其煤耗高於全國其他大型火電集團的原因。在了解其煤耗高的根本原因是管理制度僵化、從管理層到基層職工對煤耗的調控不敏感的基礎上,採用目標管理的煤耗管理方法,應用SMART原則,合理設置各級煤耗目標。從上到下打通煤耗聯繫,方便各級隨時對煤耗進行實時調整,優化了現行煤耗管理方法。希望這些方法能為托電乃至更多火力發電廠的煤耗管理起到參考作用。
我的研究只是對托電在管理方案的淺層進行了分析,設計的目標管理實施過程不夠詳細具體,希望有關工作者可以更加深入予以完善並開展相關可行性研究。相信隨著我國火力發電技術的日益成熟,管理手段和方法的不斷發展,火力發電廠煤耗在未來將會被控制在較低的水平內,甚至不因為管理方式的問題而浪費能源。
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[15] 陳庚。單元機組集控運行[M].北京:中國電力出版社,2001.
謝 辭
雙學位的學習以本篇論文的成稿畫上了一個圓滿的句號,大學本科階段的學習生涯也走到了終點。經過能源與環境系統工程和工商管理兩個專業的學習,我的視野和知識儲量得到了前所未有的擴展。
首先,感謝本篇論文的指導老師--趙紅梅老師。從學校將我的雙學位畢業論文的指導工作分到趙老師手中開始,趙老師就一直為我能夠寫出好文章殫精竭慮,每周都有見面,督促我們加快進度、提高質量的聲音更是不絕於耳。我們剛開始也許還有一些不理解,但直到我寫出連我自己都感到驚喜的有成果的論文時,我的不理解立刻變為了由衷的欽佩。
其次,我要感謝大學期間所有為我傳道授業解惑的老師,是你們的無私付出使我在大學中獲得了前所未有的人生財富,不光是知識的財富更有精神的財富,相信這些東西值得我一生受用。
最後,感謝趙老師指導的各位研究生學姐,不會忘記你們幫我修改論文提綱、提出全文修改意見,論文成稿你們功不可沒。從學姐們的認真指導可以看出她們嚴謹求學的態度,她們值得我在今後的學習和工作中作為榜樣。

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