华能河北分公司通过实施基于价值工程技术的生产运营管理，燃煤采购、库存由原来粗放、定性转向了精细、定量的管理。
文/中国华能集团公司河北分公司
关键词：华能河北分公司 价值工程 生产运营管理
中国华能集团公司河北分公司（简称华能河北分公司）是中国华能集团公司（简称华能）和华能国际电力股份有限公司在河北地区的分支机构，对华能河北地区的所辖企业进行全面管理，履行对外协调、发展、营销、生产、经营和监督管理等职能。
华能河北分公司工程技术骨干和管理人员应用价值工程对发电企业价值创造流程进行分析后，找到了影响供电成本的关键因素，对火力发电企业的燃料采购、燃料库存配送、运行操作三个关键环节进行系统化、精细化、科学化管理改进，在实现相同功能的情况下，达到成本最低。
一、以价值工程理论为指导，分析生产运作过程，找到影响价值的关键因素和解决问题的方法
火力发电企业是从事能源转换的技术和资金高度密集的企业，通过发电设备将煤的热能转换为电能，所购买的能源转换燃煤的热值高低、硫份含量大小，对发电机组运行的安全、经济、性能、环保指标影响最大。目前发电企业的燃料成本占总成本的70%左右。
华能河北分公司以价值工程理论为指导，经过分析确定了发电企业基于价值工程的生产运营管理主线流程为煤炭采购，入厂检验、储存、配煤、输送,发电运行，上网售电，即发电企业的价值主线。
1．寻找影响价值主线价值最大化的主要因素
在生产运营中应用价值工程原理，就是使企业资源得到合理充分的利用，使企业综合效益达到最大化，达到全局最优，而不是局部最优，这是价值工程的最高目标。
在价值工程成本与功能关系曲线中（见图），曲线C1表示随着产品功能提高，制造成本也逐渐增加；曲线C2表示产品功能不断完善，使用成本逐渐降低，曲线C1+C2代表使用成本与制造成本之和即总成本，其最低点就是寿命周期成本的最低点。价值工程就是寻找功能恰到好处的寿命周期成本最低点，即经济最优点。
依据价值工程原理对发电企业的价值主线进行分析，影响供电成本的主要因素有两个，一是机组供电煤耗，二是燃煤的采购价格，这些因素都与燃煤热值密切相关。
发电机组负荷一定的情况下，入炉煤热值提高会使机组效率提高，供电煤耗降低，供电成本下降。入炉煤热值与供电煤耗的关系曲线相当于使用成本曲线C2。
入厂（采购）煤热值越高，会使采购成本增加，标煤单价上升，供电成本增加。入厂（采购）煤热值与标煤单价的关系曲线相当于制造成本曲线C1。
根据价值工程原理，无论机组供电煤耗和燃煤采购价格怎样变化，一定存在一个燃煤热值最佳点，供电成本最低。找到最佳燃煤热值，采购和生产这个矛盾也就迎刃而解。
2．确定解决问题的方法和途径
首先，确定入炉煤热值与供电煤耗的关系。
华能河北分公司多次对机组进行热力试验，共化验煤样、灰样和渣样百余份，采集DCS数据数千条，专业技术人员运用数据分析和绘图软件对试验数据进行计算、分析，最终得出了不同机组负荷下、不同入炉煤热值与供电煤耗之间的关系曲线和数学关系式。
其次，确定入厂煤热值与标煤采购单价的关系。
华能河北分公司燃煤采购分计划内和计划外两种，因此，需要综合考虑两类煤源的供货量才能找到真实关系。利用运筹学中规划求解的方法，将计划内煤种的实际供货量作为约束条件，确定采购不同热值入厂煤的最低标煤单价，将入厂煤热值与标煤单价数据绘制点线图，拟合出趋势线,最后得到不同入厂煤热值与标煤采购单价之间的关系曲线。
最后，寻找单位燃料成本最低对应的最佳燃煤热值。
将供电煤耗与标煤单价两者通过热值相结合，得出数学关系式和燃煤热值与单位燃料成本的对应关系曲线，通过非线性规划求解，最终确定单位燃料成本最低时对应的最佳热值。即存在一个最佳燃煤热值，使单位燃料成本最低，燃煤热值偏离最佳热值，就会使单位燃料成本上升。
二、运用价值工程分析结果，改进生产运营管理
华能河北分公司通过试验和数学分析，确定了影响发电企业生产成本的主要指标——最佳热值。发电企业采购环节按照最佳热值采购原煤，生产环节按照最佳热值掺配和掺烧，即能达到单位燃料成本最低，实现燃料采购与生产需求两者协同。
1．改进燃料采购管理
传统燃料采购方式是根据月度电量计划、煤场库存量、库存结构、标煤单价，燃料采购部门主要以标煤单价低为采购原则制定月度采购计划，未考虑生产需求对煤炭的质量要求。根据月度采购计划进入煤炭市场进行采购，对煤炭入厂的时序未作明确要求，造成燃料采购和生产需求极不协调，导致发电企业的安全、经济指标和电网客户需求无法实现最优。
改进后的燃料采购方式是根据月度电量计划、煤场库存量、库存结构、燃料采购部门提供的煤炭市场最新情报，价值工程办公室依据当前计算的最佳热值，设置煤质约束条件，通过规划求解，得出最合理的燃煤月度采购指导意见（含到厂时序）并下发至燃料采购部门制定月度采购计划，燃料采购部门根据月度采购计划进入煤炭市场进行采购。新采购方式以发电企业的“单位燃料成本”（元/千瓦·时）最低为核心控制目标，既考虑煤炭市场价格因素的影响，又考虑发电机组对煤炭的质量要求，同时对煤炭入厂的时序也做了明确要求。新的管理模式能够优质地满足电网客户及环保排放需求，对发电企业自身运营的安全性、经济性也有显著的提高。
2．改进燃料库存配送管理
传统燃料库存配送方式是燃料管理部门在燃煤入厂后，便对燃煤进行直接配送和库存堆放处理，在堆放和配送方面主要凭借员工的经验，对最终燃烧发电的煤炭质量没有科学、量化的指标进行控制，对于电网不同时段的负荷要求，不能做到以最低“单位燃料成本”为目标的现有存煤科学分配，有时会造成用电高峰带不满负荷、用电低谷易引起锅炉燃烧不稳等现象，出现明显的燃煤资源配置浪费。
改进后的燃料库存配送方式是燃料管理部门在燃煤入厂后，通过 “三检两化”及时得到煤质的信息，依据发电运行部门的要求和煤场库存结构相关数据对燃煤进行配送和存放管理。在配送管理方面，对于电网不同时段的负荷要求，按照计算出的最优配煤方案进行燃煤精确掺配和输送，采取“煤场掺配、筒仓掺配、环给掺配”三级掺配方式，保证供给发电机组的燃煤煤质均匀，实现以最低“单位燃料成本”为目标的现有存煤科学分配。在燃煤库存管理方面，根据燃煤不同的煤质，采用“分层分区堆放”方式进行堆放存贮，基本实现了煤场数字化管理，同时结合燃煤配送情况，将煤场现存煤状况及需求信息及时回馈至燃料采购部门，保证燃煤供应煤质均匀、按时序入厂，库存结构合理、稳定。新的燃料库存配送方式改变以往仅凭经验进行存贮和掺配的做法，在保证满足电网公司要求的基础上，实现了发电最低“单位燃料成本”量化控制，同时确保了燃煤资源配置最优。
3．改进运行操作管理
在传统的运行操作过程中，由于燃料掺配与机组的要求严重脱节，运行人员对煤质状况无法掌控，能耗指标又不能在线实时显示，运行人员只能凭借经验对机组进行调整。情况严重时会造成电力供需不平衡，影响电网对用户正常供电，产生不良的社会影响。
改进后的运行操作方式是运行操作人员根据燃料管理部门的掺配信息及试验结论推荐的最佳热值范围，依靠及时准确的来煤信息、机组效率等监视手段，在不同负荷段时刻保持控制最佳热值与对应的机组负荷相匹配，达到“单位燃料成本最低”。通过改进机组自动控制系统，实现了燃煤最佳热值的自动控制，使控制更加精确及时，实际“单位燃料成本”更接近理想目标，提高了运行操作调整管理的精细化水平。新的运行操作方式，提高了对电网调度指令反应的灵敏性，能快速响应电网需求。
三、构建供电成本可视化信息系统，实现新的生产运营管理高效、可控
华能河北分公司确定利用信息系统平台，使“单位燃料成本”由月度统计核算变为当日统计核算，提高企业对外部市场和内部情况变化的敏感度。
“供电成本可视化信息系统”包含以下五个子系统：
入厂煤验收系统。用于入厂煤的检斤、检质数据采集，显示煤种、矿点、节数、目测热值、抽样弹筒热值、综合弹筒热值、在线热值、低位热值、硫分、挥发份以及各班组翻卸量、停卸原因、目的地。
煤场管理系统。用于显示煤场总量、煤场综合硫分、煤场综合热值、贫煤总量、贫煤综合硫分、贫煤综合热值、无烟煤总量、无烟煤综合硫分、无烟煤综合热值，可自动更新，并且通过煤场三维示意图显示各标段煤质信息。
入炉煤质监视系统。用于显示筒仓、原煤仓各标段煤质信息以及存煤总量、综合硫分、综合热值；各筒仓、原煤仓存煤总量、综合硫分、综合热值，自动更新。
运行绩效考评系统。将可视化系统与现有运行的绩效考评系统相结合，当供电成本变化时，通过运行绩效考评系统可分析出主要影响因素。
供电实时成本在线系统。通过上述系统提供的数据，实时计算单位燃料成本，并提供历史数据和曲线显示，用于对燃料成本的分析，并为三个关键环节的管理提供数据依据。
四、建立新的生产运行、评价、考核体系，保证生产运营管理持续高效
成立相应的生产运营管理改进组织机构，设立能效监督室，配备专职经济运行分析工程师，全面系统推动价值工程在生产运营管理中的应用工作。
经济运行分析工程师负责协调组织各部门，制定运行、评价、考核体系相关制度文件，定期召开专项会议评价体系运转过程中相关部门的工作内容和效果，下达考核意见，按照“PDCA”循环持续改进完善体系。
运行体系。按照发电企业价值主线目标和职责要求，燃料采购、燃料管理、机组运行等部门协同工作，控制减值因素，时刻保持发电生产运作处于价值最大化状态。
评价体系。企划部门按照月度下达的目标任务，对燃料采购、燃料管理、机组运行部门的协同工作效果、执行情况进行监督评价，保证体系运行处于受控监督状态。
考核体系。企划部门按照体系考核标准，对燃料采购、燃料管理、机组运行部门的工作效果、执行情况提出考核意见，进行奖惩。■
（中国华能集团公司河北分公司《发电企业基于价值工程技术的生产运营管理》荣获第二十届国家级企业管理创新成果奖，成果主要创造人孟刚、蔡玉明等）
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