國內(nèi)首座蜂窩型集束煤倉管理創(chuàng)新與實踐

華能國際電力股份有限公司長興電廠劉國躍 趙平 譚海濤 沈琦 柯文石 張峰 陳勝軍

徐建剛徐瑋 陳彬 王曉淵 嚴峰 施海潮 朱雷 蔣新強 黃國新

儲煤設(shè)施是燃煤電廠的重要生產(chǎn)設(shè)施，煤場管理的優(yōu)劣影響機組的安全、經(jīng)濟、環(huán)保運行。國內(nèi)大型燃煤電廠主要采用傳統(tǒng)條形煤場、圓形煤場等儲煤方式。華能長興電廠儲煤場采用國際首創(chuàng)的全封閉蜂窩型集束煤倉(簡稱方倉)。方倉由48個正六邊形鋼筋混凝土蜂窩結(jié)構(gòu)的煤倉組成，呈四行集束排列，每行12個，單倉儲量4000噸，可儲存約20萬噸燃煤，滿足鍋爐在BMCR工況下燃用設(shè)計煤種20天耗煤量，方倉配有全自動監(jiān)控運行的惰化氣體保護系統(tǒng)。方倉的實施，顛覆傳統(tǒng)儲煤場形式。

一、國內(nèi)首庶蜂窩型集柬煤倉管理創(chuàng)新與實踐的內(nèi)涵與主要做法

(一)成立方倉管理創(chuàng)新工作小組，提供組織保障

華能長興電廠方倉是國內(nèi)酋家建成并投產(chǎn)的蜂窩型集柬煤倉，運維管理上無經(jīng)驗可借鑒。在公司領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和指導(dǎo)下，華能長興電廠以廠長掛帥，燃料部為主，同時抽調(diào)生產(chǎn)管理部、檢修部、燃供部、安全監(jiān)察部等相關(guān)部門專業(yè)骨干力量，以分公司和廠級燃料技術(shù)、技能專家為技術(shù)指導(dǎo)，成立方倉管理創(chuàng)新工作小組，對方倉運維管理中存在的突出問題開展技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)，協(xié)調(diào)解決各種問題，進一步指導(dǎo)方倉精細化管理工作。

(二)找準方倉在企業(yè)中的戰(zhàn)略定位，明確精細化管理目標和思路

在燃料保供控價形勢嚴峻的局面下，華能長興電廠明確了以“加大經(jīng)濟煤種摻燒力度，降低燃料成本”為方倉精細化管理目標。明確了以“精確、細致、深入、規(guī)范”的全面管理模式，找準關(guān)鍵問題和薄弱環(huán)節(jié)，分階段進行攻克。

具體規(guī)劃為四個重點方面。第一是著重梳理相關(guān)管理制度和標準，著力燃料管理標準化體系建設(shè)，建立創(chuàng)新團隊管理評價體系，建立考核獎懲機制，構(gòu)筑制度化的“剛性”管理環(huán)境。第二是要以“降低方倉存煤溫度”作為技術(shù)管理攻關(guān)突破口，解決方倉運維中存在的一些突出問題，探索方倉智能化巡檢。第三是要充分發(fā)揮方倉48個煤倉的優(yōu)勢，利用活化給煤機實現(xiàn)燃煤精細化摻燒，做好提質(zhì)增效。第四是要發(fā)揮方倉環(huán)保方畫的硬件優(yōu)勢，進行環(huán)保創(chuàng)新，將各項環(huán)保指標控制在國家標準之內(nèi)。

(三)凝心聚力，分工協(xié)作，建立高效機制

1.建設(shè)燃料管理標準化體系

按照華能集團公司六個標準化管理實施導(dǎo)則要求，以精細化管理為目標，梳理相關(guān)燃料管理制度和標準，結(jié)合生產(chǎn)實際，修訂和完善燃料生產(chǎn)管理制度48項，組織生產(chǎn)骨干重點修訂燃料運行規(guī)程的方倉部分。開展班組“5S”管理，結(jié)合安全生產(chǎn)標準化管理年活動，把管理標準落實到基層班組，從上至下，形成管理就是效益的理念。編制各崗位“一崗一標”，做到每個崗位有規(guī)可依、有據(jù)可循，工作標準化，管理精細化，構(gòu)筑了燃料管理標準化體系。

2.加強創(chuàng)新人才隊伍建設(shè)

突出能力建設(shè)，努力形成“人盡其才、才盡其用”的生動局面。多層次、全方位開展培訓(xùn)、業(yè)務(wù)技能和比武練兵，注重人才選拔。采用科學(xué)用人機制，重視工程師、技師等中高級人才的培養(yǎng)，建立人才“雙通道”晉升機制。

3.建立創(chuàng)新團隊管理評價體系

按照績效優(yōu)先、創(chuàng)新增值的原則，完善科技創(chuàng)新團隊建設(shè)管理辦法，優(yōu)化創(chuàng)新團隊評價機制，建立以科研能力和創(chuàng)新成果為導(dǎo)向，科學(xué)客觀、可靠可行的評價標準及評價指標。設(shè)立創(chuàng)新激勵考核獎懲機制，充分調(diào)動人員創(chuàng)造性、積極性，發(fā)揮創(chuàng)新團隊成員的潛能和價值。

4.夯實方倉管理安全基礎(chǔ)

一是健全方倉突發(fā)事件應(yīng)急處理機制。修訂長興電廠相關(guān)應(yīng)急預(yù)案，建立應(yīng)急指揮中心，成立燃料部志愿消防隊，多次開展消防培訓(xùn)。多次組織多部門參加的方倉聯(lián)合反事故演習(xí)，切實提高長興電廠應(yīng)對方倉各類突發(fā)事件的反應(yīng)速度和應(yīng)急處理能力。提前部署極寒天氣防寒防凍措施，落實G20保電、互聯(lián)網(wǎng)大會等重要時段的保電措施，保障了方倉特殊時期的安全運行。

二是方倉防火災(zāi)工作有效開展。制定《長興電廠輸煤系統(tǒng)防火措施》，開展防火災(zāi)專項檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時落實整改。高度重視方倉現(xiàn)場積煤、積粉情況，實行《積煤清理通知單》制度，等同于設(shè)備缺陷考核。

三是加強安全教育和生產(chǎn)培訓(xùn)。完成燃料巡檢標準化內(nèi)容的編制，在方倉現(xiàn)場設(shè)立巡檢標準化內(nèi)容圖板。充分利用安全教育平臺開展形式多樣的安全教育和技能培訓(xùn)，將自學(xué)和考試有機結(jié)合，有效提高了員工的安全意識和技能水平。

四是加強方倉外包管理。管理人員參與監(jiān)督外包班組安全管理工作，重點做好防火、防止機械傷害、安全技能培訓(xùn)、應(yīng)急處理培訓(xùn)工作，針對性制訂了《船民安全告知書》、《輸煤系統(tǒng)清衛(wèi)、煤船清艙安全紅線》。

(四)創(chuàng)新引領(lǐng)，按術(shù)攻關(guān)，提高方倉運維可靠性

1.確立以“降低方倉存煤溫度”為代表的重點課題，采用QC小組、技術(shù)創(chuàng)新小組、合理化建議等多種技術(shù)攻關(guān)形式，點面結(jié)合，重點突破

方倉自2015年5月投運以來，最突出的問題就是方倉存煤溫度偏高。根據(jù)半年的運行跟蹤，發(fā)現(xiàn)方倉存煤每月最高溫度平均值是58.5℃，溫度最高達到67.2cC，而方倉上部鋼筋混凝土倉壁最高設(shè)計溫度為70 cC，存煤溫度的升高會造成方倉鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的不可逆損壞。同時存煤溫度升高會增加燃煤場損損耗，甚至可能引發(fā)爆燃等重大事故。而原設(shè)計用來控制方倉緊急事故狀態(tài)的應(yīng)急煤場因故至今未建設(shè)，當某單個方倉存煤處于緊急狀態(tài)時，無法進行快速緊急出煤，所以延緩方倉存煤氧化速度，控制方倉存煤溫升，杜絕存煤發(fā)生自燃、爆燃，是方倉運維管理中急需解決的問題。

針對這一問題，長興電廠抽調(diào)精干力量，組建攻關(guān)小組，以QG活動形式開展課題攻關(guān)。攻關(guān)小組在方倉管理創(chuàng)新工作小組眾多技術(shù)專家、QC活動診斷師的指導(dǎo)下，開展PDCA循環(huán)，收集方倉存煤溫度、氮氣充氮壓力等多個數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)末端因素，開展原因分析，找到問題癥結(jié)所在。發(fā)現(xiàn)方倉制氮系統(tǒng)原有設(shè)計制氮能力和容量有限，無法滿足商倉高庫存、長期存放經(jīng)濟煤種時的氮氣用量，特別是存放印尼煤、澳洲煤、俄羅斯煤等高揮發(fā)份經(jīng)濟煤種時，存煤溫度上升較快，存儲周期縮短。

攻關(guān)小組本著大膽假設(shè)、小心求證的態(tài)度，提出解決方案，經(jīng)方倉管理創(chuàng)新工作小組多次召開聯(lián)絡(luò)會議，燃料技術(shù)專家反復(fù)論證，對各煤種采用不同的充氮方式做了大量比對實驗，并根據(jù)實驗結(jié)果對惰化系統(tǒng)的控制策略進行了創(chuàng)新和優(yōu)化，制定了《蜂窩型集束煤倉防超溫措施》，形成制度措施，落實到相關(guān)班組嚴格執(zhí)行，并納入經(jīng)濟考核制度。通過QC活動的PDCA循環(huán)，成功解決困擾方倉運維的最大突出問題，提高了方倉運行的安全可靠性。

通過合理化建議，完成增加空氣過濾裝置的技術(shù)改造，改善制氮系統(tǒng)膜組運行工況，提高設(shè)備可靠性;針對方倉制氮系統(tǒng)制氮能力不足，完成增加制氮設(shè)備的可行性研究報告。多種舉措多管齊下，不斷鞏固“降低方倉存煤溫度”QC活動的成果。

碼頭班創(chuàng)新小組不斷提升操作技術(shù)，優(yōu)化接卸方式，采用雙機接卸，實現(xiàn)“錯峰”清倉，縮短了經(jīng)濟煤種的接卸時間，減少了燃煤在空氣中暴露時間，從側(cè)面支援鞏固了“降低方倉存煤溫度”QC活動的成果。燃供部優(yōu)化采購燃料策略、調(diào)運策略，減少經(jīng)濟煤種在中轉(zhuǎn)港場地中轉(zhuǎn)時間，有效降低了經(jīng)濟煤種對方倉運維的壓力。

2.推進創(chuàng)新驅(qū)動，構(gòu)筑移動交流平臺，實現(xiàn)信息共享

一是定期召開方倉管理創(chuàng)新工作小組會議，匯報活動進度，加強交流溝通，及時總結(jié)和推廣成功經(jīng)驗。

二是利用微信等網(wǎng)絡(luò)交流渠道，構(gòu)筑移動交流平臺，采用圖片、錄像等方法，提高缺陷描述的準確性，加快上報速度，實現(xiàn)有效溝通，加快消缺速度，做好閉環(huán)管理，加強方倉的缺陷管理。

三是建立方倉信息共享機制。建立方倉每日存煤動態(tài)圖，記錄備煤倉存煤溫度變化趨勢，由燃料部通過RTX向相關(guān)部門通報;燃料運行每班通過華能運行管理系統(tǒng)上報制氮系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù);燃料運行夜班統(tǒng)計方倉報警相最高溫度情況并上報部門和運行部值長。

3.科技創(chuàng)新，開拓思路，探索方倉智能化巡檢

長興電廠在方倉全自動化控制創(chuàng)新方面作出前瞻性探索，完成方倉區(qū)域內(nèi)的《C4皮帶機智能軌道巡檢系統(tǒng)》的可行性研究報告，為今后方倉實現(xiàn)無人值守，實現(xiàn)高標準、高品質(zhì)的精細化管理打下基礎(chǔ)，充分體現(xiàn)了長興電廠“科技領(lǐng)先夢工廠”的企業(yè)文化。

(五)發(fā)揮方倉優(yōu)勢，著力推進精細化摻配，實現(xiàn)提質(zhì)增效

1.建立精細化摻配聯(lián)席會議制度

長興電廠針對到廠煤種較雜，到廠單一煤種各參數(shù)基本達不到鍋爐設(shè)計燃燒要求的具體情況，建立聯(lián)席會議制度，統(tǒng)一制定煤種儲存摻配任務(wù)并下發(fā)嚴格執(zhí)行。做到一天一小會，一周一小結(jié)，一月一總結(jié)，實現(xiàn)各煤種儲存網(wǎng)格化、摻配比例精細化。

2.制定方倉庫存總體策略，建立來煤測溫制度，建立存煤方案機制

一是制定方倉庫存總體策略。方倉庫存控制策略：1)機組雙機運行或一臺機組調(diào)停，方倉庫存控制在13—15萬噸;2)機組單機運行，方倉庫存控制在10 N12萬噸;若一臺機組進行C級以上檢修，方倉庫存控制8~10萬噸;3)迎峰渡夏、防臺防汛、渡冬期間，可適當提高方倉庫存量。

二是同一煤種采用分列存放。發(fā)揮方倉48介儲煤倉的優(yōu)勢，采取同一煤種分列存放，實現(xiàn)方倉中存儲的備煤種能隨時隨地靈活摻配出倉。

三是建立來煤測溫制度，建立存煤方案機制。對每一批次到廠煤進行逐船測溫，再根據(jù)來煤數(shù)量、揮發(fā)分含量、到廠煤溫等實際具體情況，詳細制定該批次煤種的存煤方案，安排接卸任務(wù)單。

3.技術(shù)創(chuàng)新，優(yōu)化調(diào)整活化給煤機出力，做好數(shù)字化、精細化摻配

針對活化給煤機實際運行中出力大小不一致，不能精確控制煤量，達不到精細化配煤摻燒要求這一問題，長興電廠充分利用QC活動等攻關(guān)手段，通過PDCA循環(huán)，找出癥結(jié)，優(yōu)化措施，對方倉48臺活化給煤機出力進行了全面優(yōu)化調(diào)整。

一是對48臺活化給煤機下料曲線槽的開度進行調(diào)整，確保各臺活化給煤機在設(shè)計煤種下料時無級調(diào)節(jié)出力基本一致，偏差不大于±25噸。

二是將48臺活化給煤機設(shè)計額定出力從200~ 900t/h優(yōu)化調(diào)整為200~ 800t/h，確保多煤種摻配時不超負荷。

三是兩個煤種摻配時，時刻關(guān)注入爐電子皮帶秤瞬時流量，根據(jù)瞬時流量讀數(shù)和摻配比例要求，通過活化給煤機無級調(diào)節(jié)來調(diào)整活化給煤機出力大小，以滿足摻配比例要求。

四是根據(jù)方倉存煤千濕程度不一的情況，優(yōu)化活化給煤機運行方式。

五是上倉煤種不同摻配比倒，活化給煤機采用不同出力。

4.開展以精細化摻配為重點的燃料小指標競賽

長興電廠改變以往小指標競賽的重點，創(chuàng)新地將鍋爐燃燒指標與方倉精細化燃煤摻配掛鉤，加大此項在小指標競賽中的比重，凸顯方倉精細化摻配的重要性，從制度上來保障方倉精細化摻配工作真正落實到位。

5.提升軟硬件基礎(chǔ)，實現(xiàn)智能化管理

長興電廠十分注重精細化管理的軟硬件基礎(chǔ)，強調(diào)“人防”與“技防”的結(jié)合，通過在轉(zhuǎn)運的內(nèi)河船舶上安裝AIS系統(tǒng)，對燃煤運輸實現(xiàn)全過程、全方位實時在線管控。主動拓寬管理空間，將中轉(zhuǎn)港港內(nèi)存煤納入企業(yè)內(nèi)部管理范疇。通過引入第三方檢驗，安排駐港員全程跟蹤，編制《中轉(zhuǎn)港場地煤炭管理模型》，根據(jù)配煤摻燒及季節(jié)特點及時調(diào)整煤種的結(jié)構(gòu)。

全力推行采制樣標準化管理工作。借鑒操作票管理機制，在制樣工作中創(chuàng)新建立標準操作卡機制。制定標準制樣操作卡，并嚴格按照操作卡逐項進行分解操作，設(shè)立專人監(jiān)護、監(jiān)督，確保制樣過程無差錯，從而為精細化摻配提供準確數(shù)據(jù)。

(六)提高方倉環(huán)保精細化管理，推進企業(yè)綠色發(fā)展

1.方倉廢水處理創(chuàng)新改造，申請國家專利，實現(xiàn)對企業(yè)自主知識產(chǎn)權(quán)保護

長興電廠組織創(chuàng)新攻關(guān)，對含煤廢水處理系統(tǒng)增加旁路系統(tǒng)，對設(shè)備及管道加裝保溫層，改造后的系統(tǒng)可以靈活應(yīng)用各種運行方式來滿足各種條件下的生產(chǎn)需求，提高系統(tǒng)應(yīng)對極寒天氣的能力，實現(xiàn)方倉廢水回收再利用，做到廢水零排放。該項環(huán)保改造以“一種含煤廢水處理系統(tǒng)”成功申請國家實用新型專利。

2.優(yōu)化存煤策略，降低方倉進煤時落煤對底部鋼煤4的沖擊和產(chǎn)生的噪音

由于方倉高達45米，進煤時自由下落的原煤對空倉時底部的鋼煤斗沖擊很大，對鋼煤斗有較大的磨損，并產(chǎn)生較大噪音，影響到周圍農(nóng)村居民。長興電廠改變以前煤倉出煤出凈的情況，適當保留存煤到鋼煤斗高度，再次進煤時，存煤形成了緩沖層，降低沖擊力度和噪音，產(chǎn)生較好的環(huán)保效益。

3.強化環(huán)保設(shè)備運維，推行無塵接卸法，嚴控方倉及碼頭區(qū)域粉塵濃度

長興電廠開展難題技術(shù)攻關(guān)，對高揚塵煤船采取逐層灑水，逐層接卸的辦法，起到了抑塵效果;推行“無塵操作”抓斗抓煤作業(yè)法，確保燃煤接卸“環(huán)保、安全、高效”。創(chuàng)新使用雙機接卸的方式，在提高接卸效率的同時，確保煤碼頭夜間正常停運，廠區(qū)周邊噪聲治理問題取得突破。

4.合理化建議成績顯著，多項建議被采納，提升了方倉及輸煤系統(tǒng)環(huán)保效益

主動采納員工合理化建議，在方倉頂部C5皮帶機除塵器外加裝隔音墻，實施后效果明顯，避免了噪音外泄擾民。采納夜班運行人員建議，對方倉區(qū)域夜間照明進行合理布局和燈光控制程序改進，防止生產(chǎn)區(qū)域強光外泄擾民。

二、國內(nèi)首座蜂窩型集束煤倉管理創(chuàng)新與實踐的實施效果

(一)方倉運維可靠性提高

通過技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)，優(yōu)化方倉惰化系統(tǒng)氣體保滬策略，方倉存煤最高溫度從實施前的67.2℃下降至實施后的58.9℃，成功地將存煤溫度控制在氧化速度緩慢的600C以下，有效延緩存煤氧化速度，存煤溫度整體偏高的現(xiàn)象得到明顯改善，方倉未發(fā)生高級報警，未開啟自啟閉式防爆門排放可燃氣體，未發(fā)生存煤自燃事件，場損損耗明顯下降，方倉運維可靠性顯著提升。

2016年度，燃料部全年共接卸燃煤208.3萬噸，存入方倉194.6萬噸，占全年接卸煤量的93.4%。方倉最高日存煤達17.3萬噸，單批存煤天數(shù)最長為95天，全年累計存煤22個批次。方倉存儲經(jīng)濟煤種104.7萬噸，占全年存儲量的53.8%。存儲印尼煤、俄羅斯煤、澳洲煤等易自燃的高揮發(fā)份經(jīng)濟煤種38.5萬噸。

(二)精細化摻配帶來的經(jīng)濟效益顯著

2016年，華能長興電廠2臺660MW超超臨界機組燃煤加倉總計215萬噸，除碼頭直通入爐的13.7萬噸，其余201.3萬噸燃煤經(jīng)方倉活化給煤機全部實現(xiàn)精細化配煤摻燒，節(jié)約燃料摻配費用603.9萬元，燃煤精細化配煤摻燒比例高達93.6%，方倉存煤100%實現(xiàn)精細化配煤摻燒，其中包括印尼煤、俄羅斯煤、澳洲煤等高揮發(fā)份經(jīng)濟煤種38:5萬噸。保障了機組用煤和鍋爐燃燒的穩(wěn)走性，未發(fā)生因精細化摻配導(dǎo)致鍋爐燃燒不穩(wěn)定、機組非停的不安全事件。全年通過經(jīng)濟摻燒，節(jié)約燃料資金7987萬元，實現(xiàn)標煤采購單價系統(tǒng)內(nèi)優(yōu)秀電廠對標領(lǐng)先，區(qū)域肉對標第一。

(三)環(huán)保效益顯著

2016年，長興電廠方倉區(qū)域未發(fā)生環(huán)保事件，噪音和粉塵濃度均達到國家排放標準，含煤廢水100%回收再利用，達到廢水零排放標準，對周圍環(huán)境影響降到了最低限度，實現(xiàn)“綠色、清潔、高效”運營。

膜式壁冷渣機是一種實現(xiàn)物料之間熱量傳遞的安全節(jié)能工藝設(shè)備，隨著設(shè)備的大型化、內(nèi)部換熱管結(jié)構(gòu)的緊湊化發(fā)展，冷渣機內(nèi)部檢查檢修難度日益加大。四川白馬公司針對現(xiàn)有冷渣機的結(jié)構(gòu)特點，調(diào)研國內(nèi)冷渣機生產(chǎn)的幾個主流技術(shù)，通過技術(shù)優(yōu)化創(chuàng)新，提高了冷渣機的可靠性。