本文主要利用MINITAB高級統(tǒng)計分析工具，偵測發(fā)電廠指標(biāo)控制水平，并從過程管理出發(fā)，優(yōu)化運行人員操作水平，從而提高指標(biāo)管理水平，達到節(jié)能降耗的目的。

關(guān)鍵詞：過程管理 節(jié)能降耗 MINITAB

隨著煤炭能源的日趨緊張，電價的下調(diào)，經(jīng)營形勢的艱難，所有發(fā)電廠都在努力挖掘內(nèi)潛，從運行優(yōu)化上節(jié)能降耗，從管理上節(jié)能降耗。

那么隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析工具的逐漸普及應(yīng)用，有沒有更好的方法指導(dǎo)運行操作呢？本文就華潤首陽山采用大量歷史數(shù)據(jù)及高級統(tǒng)計分析工具MINITAB對600MW超臨界機組各個系統(tǒng)進行分析和優(yōu)化，為相關(guān)企業(yè)節(jié)能減排提供參考。

一、發(fā)電廠大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)(bigdata，megadata)，或稱巨量資料，指的是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。

在維克托˙邁爾-舍恩伯格及肯尼斯˙庫克耶編寫的《大數(shù)據(jù)時代》中大數(shù)據(jù)指不用隨機分析法(抽樣調(diào)查)這樣的捷徑，而采用所有數(shù)據(jù)進行分析處理。大數(shù)據(jù)的4V特點:Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多樣)、Value(價值)。

發(fā)電廠運行參數(shù)涉及溫度、流量、壓力、水位……，就華潤首陽山2×630MW機組，就有不少于3萬的測點，涉及重要性能的參數(shù)不少于1000個，且所有參數(shù)均是連續(xù)型數(shù)據(jù)，假設(shè)：1000個數(shù)據(jù)，每分鐘取1個樣，1小時數(shù)據(jù)為60000個，1天數(shù)據(jù)為1440000個，如此大的數(shù)據(jù)，且隨著負荷、煤種、環(huán)境溫度等等的不同，數(shù)據(jù)隨時都在變化，那么將數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，將必然會發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，從而指導(dǎo)運行操作，實現(xiàn)節(jié)能降耗。

二、發(fā)電廠指標(biāo)及指標(biāo)管理

供電煤耗是火電廠運行經(jīng)濟性能的總指標(biāo)，是發(fā)電廠各方面工作水平的反映。其指標(biāo)體系可分為五級：

一級指標(biāo)：供電煤耗率，或者稱火電發(fā)電廠供電效率、凈效率；

二級指標(biāo)：供電量、發(fā)電煤耗率、燃料管理；

三級指標(biāo)：發(fā)電量、廠用電量、鍋爐效率、汽機效率、管道效率、燃料質(zhì)量、燃料數(shù)量；

四級指標(biāo)：影響三級指標(biāo)的直接指標(biāo)，如：影響發(fā)電量及機組負荷率的指標(biāo)；輔機單耗、輔機用電率指標(biāo)；鍋爐、汽機、管道及系統(tǒng)經(jīng)濟性指標(biāo)；燃料質(zhì)量、數(shù)量的經(jīng)濟性指標(biāo)；

五級指標(biāo)：鍋爐、汽輪機設(shè)備及系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟性指標(biāo)中的綜合指標(biāo)。

發(fā)電廠值際指標(biāo)競賽就是針對上述各級指標(biāo)而進行的。跟大多數(shù)發(fā)電廠一樣，華潤首陽山也一直實行值際競賽管理，從2007年開始，經(jīng)過幾年的探索和試驗，基本形成了固定模式，值際小指標(biāo)競賽從本質(zhì)上為“目標(biāo)管理”，即：公司下達總目標(biāo)，分解為分目標(biāo)，運行人員通過各種控制手段，在安全、環(huán)保的基礎(chǔ)上，保證小指標(biāo)合格。

目標(biāo)管理是上世紀(jì)60年代的管理科學(xué)，隨著管理科學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)代組織管理提出來最基本的概念之一：過程管理，在ISO9000:2000中，將過程定義為:“一組將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的相互關(guān)聯(lián)或相互作用的活動?！?br />
那么現(xiàn)有運行控制水平如何，又如何將大量實際數(shù)據(jù)（輸入）轉(zhuǎn)化為有價值的輸出呢？

三、發(fā)電廠指標(biāo)控制水平的偵測

為了更清楚的把握各四級、五級指標(biāo)對一級、二級指標(biāo)的影響程度，把握運行人員對指標(biāo)的控制水平，更精確的指導(dǎo)值際指標(biāo)競賽，我們利用高級統(tǒng)計分析工具MINITAB進行數(shù)據(jù)分析。

采集數(shù)據(jù)：利用生產(chǎn)實時系統(tǒng)SIS，可采集該電廠任意時間所有參數(shù)數(shù)據(jù)。我們對運行人員可控的指標(biāo)進行流程能力分析，掌握現(xiàn)有控制水平：

如：過熱器減溫水：我們應(yīng)用MINITAB工具中流程能力測試對采集的數(shù)據(jù)進行分析，其中最重要的是選擇指標(biāo)的控制上下限，我們采用設(shè)計值。如下圖：


由圖可以看出，我們現(xiàn)在的過熱器減溫水控制基本在設(shè)計范圍內(nèi)，Cpk為1.96>1.5，（Cpk小于1表示不良流程，等于1表示臨界點，大于1.5表示很好，2表示優(yōu)異）控制水平很好，平均值為66.89t/h，對機組經(jīng)濟性影響較小。

同樣可以將其他指標(biāo)進行偵測，發(fā)現(xiàn)控制水平不好的，可以進行重點管理。

四、發(fā)電廠指標(biāo)控制的優(yōu)化

我們應(yīng)用MINITAB工具的回歸工具對采集的數(shù)據(jù)進行分析。這里我們選擇幾個參數(shù)進行詳細介紹。

1、針對真空及循環(huán)水泵運行方式的優(yōu)化。

首先我們采集了4000余組實際數(shù)據(jù)。包括：機組負荷、循環(huán)水溫度、真空，如下圖。

然后利用回歸工具對數(shù)據(jù)進行分析：

回歸分析:真空與1負荷，循環(huán)水進水溫度

回歸方程為

真空=-102+0.006341負荷+0.203循環(huán)水進水溫度

自變量系數(shù)系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤TP

常量-101.9700.008-12525.320.000

1負荷0.006344220.00001039610.420.000

循環(huán)水進水溫度0.2031000.000406500.520.000

S=0.0656700R-Sq=99.2%R-Sq（調(diào)整）=99.2%

其中R-Sq是回歸方程擬合程度的判斷依據(jù)，通常R-Sq>70%，表示回歸方程可接受。

回歸方程完成后，我們可以根據(jù)當(dāng)前電價、煤價等，算出當(dāng)前最佳經(jīng)濟真空，從而優(yōu)化循環(huán)水泵運行方式。

下圖為華潤首陽山近期優(yōu)化前后的運行圖比較：


2、同理：針對排煙溫度的監(jiān)控優(yōu)化。利用回歸方程后，可計算出各個負荷與環(huán)境溫度對應(yīng)下的排煙溫度，列成表格，進行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常，及時分析。（注意的是，涉及環(huán)境溫度的參數(shù)要及時根據(jù)季節(jié)及時調(diào)整）


3、同理：針對凝結(jié)水壓力的監(jiān)控優(yōu)化。


在日常操作中，華潤首陽山除氧器上水調(diào)門基本處于全開位置，這樣的話，凝泵出口壓力完成由凝泵變頻轉(zhuǎn)速控制，即：凝泵變頻轉(zhuǎn)速（過程控制量）和出口壓力（控制參數(shù)）是一對一的關(guān)系，那么對出口壓力的目標(biāo)控制，完成可以用變頻轉(zhuǎn)速這個過程量控制，從而實現(xiàn)過程控制。當(dāng)所有人員按照此方式控制，或者做成DCS自動控制，就可以達到統(tǒng)一的操作，穩(wěn)定的操作，從而實現(xiàn)節(jié)能。這也符合精益管理6σ變異理論的主要思想。

4、同理：針對氧量的控制優(yōu)化。

采集各負荷下氧量、排煙溫度、排煙損失的回歸方程為：排煙損失=-0.279229+0.328594氧量平均+0.042278排煙溫度平均。方程中，R-Sq=91.97%，說明有92%的幾率認為回歸方程是可信的。

利用MINITAB工具做三者的等值線圖，如圖所示可知：600MW氧量在2.8左右時，排煙損失最小。


利用MINITAB依次做出300MW、350MW、400MW、450MW、500MW、550MW各負荷段排煙損失與氧量、排煙溫度的等值線圖，從中找出排煙損失最小的最佳氧量。根據(jù)各等值線圖，便得出氧量最佳控制范圍及控制上下限。


五、總結(jié)

管理節(jié)能是發(fā)電廠節(jié)能的主要方式之一，結(jié)合大數(shù)據(jù)以及先進的高級統(tǒng)計分析工具，以及從目標(biāo)管理到過程管理的轉(zhuǎn)變，發(fā)電廠可以更多的從節(jié)能指標(biāo)管理方面挖潛，從管理節(jié)能挖潛。