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基于模糊综合评价的火电厂生产运营对标管理效果评价

2022-08-01朱继涛刘三军俞克强

光源与照明 2022年3期
关键词:发电机组火电厂机组

朱继涛,刘三军,谢 涛,俞克强,刘 阳,肖 潇

国家电投集团江西电力有限公司,江西 新余 336600

0 引言

对标管理是企业管理方法中的重要组成部分,广泛应用于各个企业,有助于促进企业整体管理水平的提升,加强企业的核心竞争能力,巩固企业市场价值[1]。对标管理中“对标”的基本含义是“比较”,通过比较企业的经营业绩、市场竞争力、运营效果等,对企业进行比较、分析与判断,进而改进企业生产经营中的不足[2]。通常情况下,由于对标对象的不同,对标管理可以分为外部对标与内部对标两种管理类型[3];基于对标管理的性质,可以划分为竞争性对标、一般性对标与行业性对标三种类型[4]。在能源技术的不断发展下,发电企业越来越多,在生产运营中面临的压力不断增大,特别是火电厂[5]。火电厂电煤消耗量占据全国煤炭产量的二分之一,氮氧化物、烟尘、二氧化硫等污染气体的排放量较多,是耗能量与排污量较大的企业[6]。

基于此,文章采用模糊综合评价方法,评价火电厂生产运营对标管理的效果,以期提高火电企业节能减排的水平,达成降低能耗与排放量的目标。

1 火电厂对标管理效果评价方法设计

1.1 对标管理评价指标划分

根据火电厂发电机组的特点,划分对标管理评价指标,获取相应的参数因素、技术因素、结构因素及地域因素[7]。由于发电机组主机与辅机的生产厂家不同,导致机组的具体特性存在一定的差异。而且,发电机组的参数因素具有较大的跨度,因此装机容量的差异性显著。应当考虑发电机组的技术因素,修正对标方式[8]。

基于结构因素,划分火电厂生产运营的对标指。其中,一级指标以安全指标与生产技术指标为主,其余所有影响一级指标的指标均称为二级指标。我国的火电厂遍布全国各地,这导致电厂机组的运行条件差异性较大,部分机组的发电成本较高,发电成本指标与地域因素具有较大的关联。

综合上述对标指标划分的影响因素,对火电厂生产运营对标指标作出了系列划分,容量等级分为200 MW级、600 MW 级、300 MW 级、1 000 MW 级、660 MW级;机组类型分为水冷、空冷、供热、凝汽;机组参数分为亚临界、超临界、超超临界;燃烧方式分为煤粉炉、循环流化床炉。

1.2 对标管理评价模型建立

结合火电厂供电煤耗、发电量、负荷率、厂用电率构建火电厂生产运营对标管理评价模型。这一模型主要包括指标名称、指标级别与评价对象三个部分。模型中的指标名称较多,综合将其划分为安全、生产、运营、燃料指标[9]。

模型中生产运营中的“标杆”指标包含火电厂先进值、机组历史最优值、机组设计值。通过发电机组统计期的发电量,获取发电机组的利用小时,为管理评价模型提供数据支持。采集发电机组在运行过程中的燃油消耗量,对标发电燃油量与等离子点火装置的先进值,通过标杆机组,获取发电厂机组最优值。

在对标管理评价模型中,投产不足一年、年运行小时不足4 500 h 的新发电机组不参与管理效果的评价。通过统计机组指标数据的方式,评价对标管理效果。

1.3 对标管理标杆的确定

根据火电厂的实际情况与运行环境,通过计算火电厂发电机组的负荷系数、供电煤耗、发电油耗与氮氧化物等关键性指标,确定对标管理的各项标杆值[10]。

火电厂发电机组的负荷系数指的是发电平均负荷与发电最高负荷的比值,计算公式为

式中:Kp为发电机组负荷系数;Pt为平均负荷;Pmax为最大负荷。根据变化程度,评价发电机组运行的经济性。发电机组负荷系数越接近1,表明火电厂运行越稳定。

火电厂的供电煤耗与产品供电量之间具有一定关联性,能够综合反映火电厂发电煤耗与用电率水平,是火电厂生产运营对标管理效果评价指标的重要组成部分。发电机组供电煤耗的计算公式为

式中:Bn为发电机组稳定运行时的供电标准煤耗;M为火电厂发电标准下正常使用煤量;Q为火电厂发电量;Qcy为火电厂用电量。通过计算火电厂发电机组的燃煤消耗量,判断用电率的变化情况。

发电油耗的计算主要与燃油管道流量有关,通过采集火电厂燃油管道流量,获取发电油耗的具体使用情况[11]。为了控制火电厂氮氧化物排放量,必须提高减排力度,全方位地降低发电机组氮氧化物的排放浓度,使其控制在100 mg/m3以下。

1.4 基于模糊综合评价的对标评分的计算

文章采用模糊综合评价的方式,预先收集火电厂生产运营数据,获取对标管理学习样本,进行样本集训练。训练结束后,将对标管理的各项指标权重作为特征参数,输入上述对标管理评价模型,获取评价数据的非线性映射特性,最终给出客观的评价[12]。

文章以火电厂660 MW 发电机组设计值为标杆值,计算发电机组对标评分的总得分,计算公式为

式中:P为总得分;P1为绝对对标评分得分;x1为绝对对标评分系数;P2为历史对标评分得分;x2为历史对标评分系数;P3为区域对标评分得分;x3为区域对标评分系数;P4为660 MW 机组设计参数对标评分得分;x4为机组设计参数对标评分系数。通过计算获取火电厂发电机组生产运营对标总得分,对完成状况进行单项指标评分,获取机组运行暴露率[13]。暴露率T的计算公式为

式中:N为发电机组的运行小时;R为发电机组运行的备用小时。等效处理发电机组运行暴露率,获取修正值中的最优结果,作为火电厂生产运营的同容量等级。基于模糊综合评价方法,计算同类型发电机组等效可用的利用小时指标得分,计算公式为

式中:G为发电机组等效可用的利用小时指标得分;w1为同类型发电机组利用小时的相对值;w2为发电机组利用小时相对值的先进值;m1为发电机组利用小时完成值;m2为火电厂平均利用小时。综合考虑机组指标评价与标杆机组之间的差值,对火电厂生产运营对标管理综合得分进行加权平均计算:

式中:Pa为火电厂生产运营对标管理评价的总得分;n为火电厂参与对标管理的660 MW 发电机组台数;Pi为火电厂第i台660 MW 发电机组在该系列机组对标管理中的分数;xi为火电厂第i台660 MW 发电机组的上网电量。

通过计算获取火电厂生产运营对标管理的综合得分:发电机组运行效果低于设计值,扣5 分;机侧主汽温度偏离设计值,扣3 分;机组高加投入率超过95.55%,加3 分;机组汽水品质总合格率超过98.55%,加5 分;继电保护动作正确率超过98.55%,加2 分;发电机组汽轮机热耗率与汽耗率低于设计值,加3 分;机侧在热气温度与设计值之间误差小于0.55%,加3 分。

通过计算获取对应的结果,与标准进行对比,实现对标管理效果评价。

2 验证实验

为了验证文章设计的基于模糊综合评价的火电厂生产运营对标管理效果评价方法的实际应用效果,以火电厂C 为实验对象,对其发电机组生产运营对标管理的节能减排效果进行动态评价。获取该火电厂在2020 年6 月—2021 年9 月,660 MW 发电机组节能减排动态关联指标的数据,如表1 所示。

表1 火电厂C 节能减排动态关联指标数据

结合火电厂收益计算公式及标准值,获取节能减排影响因素与收益之间的关联性。结合对标管理演化方程残差的检验方式,设置发电机组对标管理残差均值为0,方差为1,进行拟合效果分析。以生产运营指标为目标,进行对比实验。

设置文章提出的基于模糊综合评价的火电厂生产运营对标管理效果评价方法为实验组,传统的基于灰色关联法的火电厂生产运营对标管理效果评价方法为对照组。对两种效果评价方法的指标原始数据进行对标处理,将不同型号、运行方式、布置方式的火电厂660 MW 发电机组指标统计值作为信息熵,对火电厂内所有660 MW 的发电机组进行标号处理,分别标记为1~6 号,获取两种效果评价方法的生产运营指标评价值变化情况,如图1 所示。

如图1 所示,在火电厂不同系列的发电机组中,文章设计的基于模糊综合评价的火电厂对标管理效果评价方法的生产运营指标评价值始终呈现上升趋势;传统的效果评价方法指标评价值变化情况较不稳定,存在一定的下降趋势。文章设计方法的整体评价值比传统方法高,能够在一定程度上提高效果评价指标的维度,在评价结果分析与决策的精度方面更加具有优势。

图1 两种效果评价方法生产运营指标评价值对比

3 结束语

综上所述,在传统火电厂对标管理效果评价的基础上,结合模糊综合评价方法,能够有效地降低火电厂的能源消耗,促进节能减排工作的稳定发展;针对火电厂整体经营管理中的各类指标,能够做到有效地对标管理,对发电机组的运营、设备的管理具有重要意义。

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