高子琦，樊延如，于 群，劉力凝

(華電章丘發(fā)電有限公司，山東 濟(jì)南 250200)

0 引 言

隨著煤炭?jī)r(jià)格的持續(xù)上漲,燃料成本目前已約占燃煤電廠運(yùn)營(yíng)成本的70%以上，在企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本中占比較大。降低發(fā)電企業(yè)的燃料成本是火電企業(yè)降本增效、扭虧為盈的重要工作之一[1]。煤炭?jī)r(jià)格受市場(chǎng)調(diào)控影響大、人為因素影響較小。2018 年煤炭消費(fèi)繼續(xù)保持增長(zhǎng)，增幅比 2017 年加大 0.6 個(gè)百分點(diǎn)，環(huán)渤海電煤價(jià)格基本在高平臺(tái)上波動(dòng)趨穩(wěn)[2]。

結(jié)合火電廠的具體生產(chǎn)實(shí)踐可知，生產(chǎn)一線對(duì)煤炭的需求量較大，儲(chǔ)煤所占的空間相對(duì)較大，煤場(chǎng)的管理工作存在較大的難度。一旦煤場(chǎng)的管理出現(xiàn)紕漏，燃料的使用效果將受到極大的影響[3]。科學(xué)有效的煤場(chǎng)管理措施能極大地降低發(fā)電成本，進(jìn)而提高火電廠的經(jīng)濟(jì)效益，即火力發(fā)電廠須重視燃料管理與成本控制以確保在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地[4]。但當(dāng)前我國(guó)大部分火電廠在煤場(chǎng)管理中呈現(xiàn)“重供應(yīng)、輕管理”的不良現(xiàn)象[5]，即發(fā)電廠在煤場(chǎng)管理過(guò)程中對(duì)管理工作處于忽視態(tài)度，從而導(dǎo)致大量煤炭資源浪費(fèi)[6]。目前所倡導(dǎo)的燃料全過(guò)程智能化，在關(guān)鍵環(huán)節(jié)可實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化作業(yè)[7-9]，但在整個(gè)流程上還不能完全取代人工，尤其煤場(chǎng)中火車來(lái)煤從進(jìn)站到上煤的過(guò)程具有很大的隨機(jī)性，因而部門之間如何進(jìn)行有效協(xié)作顯得尤為重要。

2018年初進(jìn)入冬季以來(lái)，由于供暖耗煤增加、歲末煤炭產(chǎn)量下滑、春運(yùn)鐵路運(yùn)力緊張等因素影響，煤炭供給嚴(yán)重不足，燃煤電廠面臨全國(guó)性大范圍保供風(fēng)險(xiǎn)[10]。受寒潮影響，全國(guó)多地電力供需面臨嚴(yán)峻形勢(shì)。

基于以上局勢(shì)，提高煤場(chǎng)運(yùn)作效率不僅可在一定程度上為煤場(chǎng)的智能化管理排除風(fēng)險(xiǎn)隱患及起到消除浪費(fèi)節(jié)約成本的作用，且可在應(yīng)對(duì)保供壓力、確保機(jī)組安全運(yùn)行方面有著實(shí)際的意義。

1 研究對(duì)象

火車煤進(jìn)站到上煤整個(gè)流程作為煤場(chǎng)管理中重要部分，整個(gè)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)能否銜接流暢，決定了煤場(chǎng)管理的效率，而整個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵取決于時(shí)間，因而火車煤管理流程時(shí)間為此次研究的重點(diǎn)。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

火車從進(jìn)站到上煤大致經(jīng)過(guò)火車對(duì)位、看車、采樣、翻卸堆料、上煤等幾個(gè)主要環(huán)節(jié)。在對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查時(shí)，發(fā)現(xiàn)目前存在時(shí)間、順序及設(shè)備問(wèn)題。

2.1 時(shí)間問(wèn)題

火車進(jìn)站時(shí)間具有隨機(jī)性，此為最關(guān)鍵的問(wèn)題。當(dāng)鐵路班通知相關(guān)部門火車到達(dá)信息時(shí)無(wú)法確定此列該何時(shí)開始對(duì)位、看車，進(jìn)而無(wú)法確定該列具體的翻卸、堆料時(shí)間。由此導(dǎo)致的問(wèn)題包括:與前一列車的翻卸沖突、此列的翻卸與上煤沖突等。

2.2 順序問(wèn)題

煤場(chǎng)煤炭的翻卸順序在一定程度上直接影響翻卸速度，主要由不同品質(zhì)的煤導(dǎo)致，比如由于煤炭水分大而易出現(xiàn)黏煤和堵煤現(xiàn)象[11]。當(dāng)遇到煤質(zhì)異常時(shí)，翻卸慢進(jìn)而影響上煤進(jìn)度。工作人員在事先不明確火車對(duì)位時(shí)間的情況下無(wú)法自主協(xié)調(diào)煤炭翻卸順序，由此導(dǎo)致的問(wèn)題包括極易出現(xiàn)翻車與上煤沖突、造成煤炭外卸、增加額外的經(jīng)濟(jì)成本。進(jìn)煤煤質(zhì)同時(shí)影響著機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性[12]。

自2017年下半年到2018年上半年12個(gè)月的外卸數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 外卸煤量結(jié)果統(tǒng)計(jì)

Table1 Result statistics of external discharge amount

年月外卸量/t比例/%2017-070.000.002017-080.000.002017-090.000.002017-105135.452.192017-114212.041.432017-12962.490.412018-01123.080.062018-0216325.535.292018-036441.472.482018-04193.410.092018-050.000.002018-065606.985.59

根據(jù)表1中統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，煤場(chǎng)在12個(gè)月中僅有4個(gè)月無(wú)外卸，其余6個(gè)月的外卸率時(shí)高時(shí)低，而最高時(shí)外卸率達(dá)5.59%，說(shuō)明外卸情況不可控制、隨機(jī)性大，即意味著成本不可控。

2.3 設(shè)備問(wèn)題

煤場(chǎng)設(shè)備包括采樣機(jī)、翻車機(jī)、斗輪機(jī)等，常規(guī)狀態(tài)下應(yīng)經(jīng)常對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查性維修，但因火車進(jìn)車到翻車上煤的時(shí)間不明，從而造成工作人員無(wú)法充分利用各個(gè)環(huán)節(jié)空隙時(shí)間進(jìn)行儀器的自查自檢及不能確保設(shè)備安全，因而極易導(dǎo)致設(shè)備故障，從而留下安全隱患。遇到灰分較大的煤，因其質(zhì)地堅(jiān)硬、破碎困難而對(duì)設(shè)備的磨損嚴(yán)重[13]，故更需對(duì)設(shè)備進(jìn)行經(jīng)常性自檢。

自2017年下半年到2018年上半年12個(gè)月對(duì)煤場(chǎng)設(shè)備故障后的維修次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，詳見表2。

表2 設(shè)備故障后的維修結(jié)果統(tǒng)計(jì)年月

Table 2 Statistics of maintenance results after equipment failure

年月2017-072017-082017-092017-102017-112017-122018-012018-022018-032018-042018-052018-06次數(shù)/次67785573106991248155708370

由表2可知，設(shè)備維修次數(shù)多在70次/月～80 次/月，最高達(dá)到124 次/月。

3 解決方法及成效

上述問(wèn)題的存在主要由于整個(gè)流程缺少明晰的時(shí)間劃分以及協(xié)調(diào)不暢所導(dǎo)致，可采取以下4個(gè)解決方法并取得一定的成效。

(1)明確火車來(lái)煤到上煤過(guò)程中各環(huán)節(jié)中每個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間線。煤場(chǎng)管理涉及多個(gè)部門，理順每個(gè)環(huán)節(jié)的過(guò)程管理則可加強(qiáng)各部門的協(xié)調(diào)能力。

(2)根據(jù)時(shí)間自主協(xié)調(diào)翻卸順序，可在一定程度上避免翻卸與上煤沖突的發(fā)生機(jī)率，從而減少外卸率。

(3)找到合理的設(shè)備自檢時(shí)間以減少設(shè)備故障率，從而消除安全隱患，使煤場(chǎng)管理更加有序。

(4)采用倒序推理法確定火車煤的整體管理流程時(shí)間線。從上煤時(shí)間入手，因煤場(chǎng)的上煤時(shí)間段較為固定，故由上煤時(shí)間反推出火車的翻卸時(shí)間，進(jìn)而推出火車對(duì)位、放氣及觀測(cè)煤質(zhì)的時(shí)間，最終確定適宜火車進(jìn)站的時(shí)間段，最終達(dá)到合理接卸、合理上煤的目的。

倒序推理法如圖1所示。

圖1 倒序推理法

以某電廠為例，已知1d的上煤時(shí)間段，以1個(gè)煤場(chǎng)為單位，火車按每列50～55 節(jié)車皮計(jì)算，翻卸1列所用的時(shí)間大概在5h～6 h，選定5.5h為翻卸時(shí)間，通知翻卸時(shí)間段設(shè)為1 h，可推測(cè)出通知翻卸的時(shí)間；因放氣的同時(shí)可進(jìn)行采樣，所以將此環(huán)節(jié)時(shí)間確定為1 h。一般15 min可完成火車對(duì)位，考慮到偶爾因人員操作等因素會(huì)出現(xiàn)超過(guò)15 min的情況，實(shí)際的火車對(duì)位時(shí)間在15 min～30 min；將通知進(jìn)車時(shí)間設(shè)為1 h。火車煤管理流程各環(huán)節(jié)時(shí)間段見表3。

表3 火車煤管理流程時(shí)間各環(huán)節(jié)時(shí)間段

Table 3 Train coal management process of each periodh:min

上煤時(shí)間段通知翻卸時(shí)間段放氣、采樣時(shí)間段對(duì)位時(shí)間段通知進(jìn)車時(shí)間段09:00—11:3003:30—04:3002:30—03:3002:00—02:3001:00—02:0013:00—15:3007:30—08:3006:30—07:3006:00—06:3005:00—06:0017:00—20:0011:30—12:3010:30—11:3010:00—10:3009:00—10:0022:00—00:0016:30—17:3015:30—16:3015:00—15:3014:00—15:0001:30—03:3020:00—21:0019:00—20:0018:30—19:0017:30—18:3005:00—07:0023:30—00:3022:30—23:3022:00—22:3021:00—22:0009:00—11:3003:30—04:3002:30—03:3002:00—02:3001:00—02:00

銜接各個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)間段以形成幾條完整的火車進(jìn)車、上煤流程時(shí)間線，如圖2所示。

分析每列火車到廠的時(shí)間線可知，1d之內(nèi)只能進(jìn)入4列～5列火車，進(jìn)車時(shí)間段中第6列車的進(jìn)車時(shí)間與列車1的時(shí)間出現(xiàn)重合，因此不會(huì)出現(xiàn)第6個(gè)進(jìn)車時(shí)間段。各列火車在24 h之內(nèi)的流程如圖3所示。

考察理論推測(cè)的流程時(shí)間線在實(shí)際工作中的可操作度，可在采用新的進(jìn)車時(shí)間段之后采集近1個(gè)月的煤場(chǎng)進(jìn)車數(shù)據(jù)，并分析1個(gè)月內(nèi)未出現(xiàn)翻卸上煤沖突及外卸情況?，F(xiàn)列出部分給予解釋說(shuō)明,詳見表4。

圖2 火車進(jìn)車、上煤流程時(shí)間線

圖3 火車煤管理24 h流程

當(dāng)1列車在規(guī)定的進(jìn)車時(shí)間內(nèi)進(jìn)站時(shí)，可立刻進(jìn)行火車對(duì)位、看車、翻卸等環(huán)節(jié)；當(dāng)1列車在規(guī)定的進(jìn)車時(shí)間之外進(jìn)站，則不會(huì)進(jìn)行對(duì)位等后續(xù)環(huán)節(jié)，需等到該列車對(duì)位的時(shí)間段內(nèi)再進(jìn)行對(duì)位，因而不會(huì)影響隨后各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行，確保翻卸和上煤順利。

除此之外，各個(gè)部門在明確環(huán)節(jié)時(shí)間段后可相互協(xié)調(diào)，在各個(gè)環(huán)節(jié)預(yù)留的空隙時(shí)間段內(nèi)對(duì)煤場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的自檢自查，確保設(shè)備的維護(hù)工作順利進(jìn)行。

在試行新的流程時(shí)間線半年之內(nèi)，采取通過(guò)外卸量、設(shè)備故障維修情況進(jìn)行比對(duì)，見表5、表6。

由表5可知，2018年下半年的外卸情況與上半年相比則明顯降低，即2018年上半年只有1個(gè)月無(wú)外卸，最高外卸率達(dá)5.59%，而下半年只有2個(gè)月出現(xiàn)少量外卸，最高外卸率僅為0.09%。

由表6可知，2018年下半年期間，設(shè)備發(fā)生故障后的維修次數(shù)保持在50次/月～60 次/月，與之前1年的數(shù)據(jù)相比存在明顯的降低，說(shuō)明給予設(shè)備自檢維修時(shí)間后，設(shè)備的故障維修次數(shù)降低。其實(shí)際效果最直接反映在成本方面，如2018年上半年外卸成本約69萬(wàn)，下半年外卸成本約0.82萬(wàn)，通過(guò)2018年上半年與下半年的經(jīng)濟(jì)核算對(duì)比可知，試用新的流程時(shí)間線對(duì)于降低外卸成本具有顯著的成效。

表4 火車煤進(jìn)車情況統(tǒng)計(jì)表

Table 4 Statistics of the situation after the train arrives at the station

序號(hào)日期入廠時(shí)間情況節(jié)數(shù)股道對(duì)位時(shí)間通知翻卸時(shí)間車12018-10-0100h50min正常對(duì)位50402h11min03h35min車22018-10-0113h10min休息48415h10min16h40min車32018-10-0116h30min休息53418h45min20h22min車12018-10-0201h10min正常對(duì)位50402h00min03h31min車22018-10-0205h35min正常對(duì)位48406h20min07h45min車32018-10-0212h10min休息49415h15min16h23min車42018-10-0219h31min休息52422h12min23h20min車12018-10-0300h50min正常對(duì)位53402h09min03h33min車22018-10-0312h13min休息46215h10min16h42min

表5 2018年外卸量對(duì)比

Table 5 Comparison of external coal discharge in 2018

月份123456789101112外卸量/t123.0816325.536441.47193.4105606.980132.3600134.550比例/%0.065.292.480.0905.5900.09000.060

表6 設(shè)備維修情況對(duì)比(故障后)

Table 6 Comparison of equipment maintenance situations(after equipment failure)

年月次數(shù)/次年月次數(shù)/次2017-07672018-04702017-08782018-05832017-09552018-06702017-10732018-07652017-111062018-08502017-12992018-09422018-011242018-10582018-02812018-11662018-03552018-1262

4 結(jié) 語(yǔ)

明確流程時(shí)間節(jié)點(diǎn)，使煤場(chǎng)管理的各個(gè)部門對(duì)各自的工作任務(wù)已有較清晰的時(shí)間規(guī)劃，提前預(yù)判并在協(xié)調(diào)配合上也更加流暢，提高了不同部門間的溝通效率。在試行期間，翻卸上煤順利，整個(gè)流程更加清晰，實(shí)際可操作度提高，一定程度上降低了協(xié)調(diào)難度。實(shí)際工作中火車在對(duì)位及翻卸、上煤等環(huán)節(jié)的順暢性明顯好于之前。檢修人員利用各個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間間隙進(jìn)行設(shè)備檢查和維護(hù)，維修檢查頻率明顯提高，設(shè)備故障率由之前的80次/月降至50次/月～60次/月，降幅顯著，為煤場(chǎng)工作的安全運(yùn)轉(zhuǎn)和工作人員的人身安全提供了進(jìn)一步保障。翻卸沖突與上煤沖突的問(wèn)題基本得到解決，外卸率由最高5.59%降低至最高0.09%。為企業(yè)節(jié)約成本效果顯著，說(shuō)明流程上的細(xì)化對(duì)煤場(chǎng)管理及企業(yè)管理上的提質(zhì)增效初見成效，為煤場(chǎng)管理的其他工作提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，也為各個(gè)火電廠在煤場(chǎng)管理方面提供了新的思路，彌補(bǔ)了煤場(chǎng)智能化管理的不足，通過(guò)結(jié)合智能化系統(tǒng)可根據(jù)不同情況進(jìn)行流程時(shí)間調(diào)整，可讓煤場(chǎng)管理更加有序。